資源描述:
《分子蒸餾技術》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、word資料下載可編輯分子蒸餾技術系別:化學系專業(yè):應用化學學號:2012122142姓名:賀翠時間:2014-2015學年第二學期專業(yè)技術資料word資料下載可編輯分子蒸餾技術賀翠(太原師范學院山西太原030031)摘要分子蒸餾技術是高純材料制備的瓶頸技術,一直備受各國重視。本文介紹了國內外分子蒸餾技術的發(fā)展概況及其應用特點,結合實際應用的要求,對分子蒸餾的技術理論、分子蒸餾分離過程以及在精細化工、醫(yī)藥、高純度物質、超分子化合物制備等方面的應用前沿,做了較全面而詳細的介紹。關鍵詞分子蒸餾分析精餾分子蒸餾技術(MolecularDistillation,
2、MD)不同于一般蒸餾技術,它是運用不同物質分子運動自由程的差別而實現(xiàn)物質的分離,能夠實現(xiàn)遠離沸點下的操作。它具備蒸餾壓強低、受熱時間短、分離程度高等特點,能大大降低高沸點物料的分離成本,極好地保護熱敏性物質的品質。分子蒸餾技術已廣泛應用于高純物質的提取,它可擺脫化學處理方法的束縛,真正保持了純天然的特性,所以特別適用于天然物質的提取與分離,在國際上已被廣泛應用于食品、醫(yī)藥、香料等工業(yè)中。1分子蒸餾的國內外發(fā)展概況追溯到第2次世界大戰(zhàn)以前,伴隨真空技術和真空蒸餾技術發(fā)展起來的一種液-液分離技術。Hickman[1]博士是最早的發(fā)明人之一,早在1920年,他
3、就利用分子蒸餾設備做過大量的小試實驗,并將該方法發(fā)展到中試規(guī)模。當時的實驗裝置非常簡單,他們是在一塊平板上將欲分離物質涂成薄層使其在高真空下蒸發(fā),蒸汽在周圍的冷表面上凝結。操作時使蒸發(fā)面與冷凝面的距離小于氣體分子的平均自由程,從而氣體分子彼此發(fā)生碰撞的幾率遠小于氣體分子在冷凝面上凝結的幾率。因此,這種簡單的蒸餾方法在美國首先以“分子蒸餾”的概念出現(xiàn),并沿用至今。20世紀的30~60年代是分子蒸餾技術的研發(fā)時代,至60年代末,德、日、英、美及前蘇聯(lián)均有多套大型工業(yè)化裝置投入工業(yè)化應用。但由于相關技術的發(fā)展還很落后,專業(yè)技術資料word資料下載可編輯致使當時
4、分子蒸餾技術及裝備在總體上還不夠完善。例如,分子蒸餾蒸發(fā)器的分離效率還有待提高、密封及真空獲得技術還有待改進、應用領域還有待拓展、分離成本還有待降低等。所有這些都是后來的研究者改進的方向。從20世紀60年代至今的50多年來,各國研究者均十分重視這一領域的研究,不斷有新的專利和文獻出現(xiàn)。同時,也出現(xiàn)了一些專業(yè)技術公司專門從事分子蒸餾器的開發(fā)制造,使分子蒸餾技術的工業(yè)應用得到了進一步發(fā)展。我國對分子蒸餾技術的研究開始得比較晚。20世紀60年代,樊麗秋[2]首次在國內進行了分子蒸餾相關研究;70年代末,余國琮、樊麗秋[3]發(fā)表了對降膜式分子蒸餾研究的相關論文;
5、80年代,國內才有分子蒸餾器方面相關專利出現(xiàn),隨后又引進了幾套國外的分子蒸餾裝置,用于硬脂酸單甘酯的生產(chǎn)。近年來,我國許多高校及科研單位對分子蒸餾技術進行了廣泛的研發(fā)。特別是90年代以來,隨著人們對天然物質的青睞以及全球回歸自然潮流的興起,特別是中藥現(xiàn)代化、國際化進程的迫近,分子蒸餾技術在高沸點、熱敏性天然物質的分離方面得到了迅速的發(fā)展。目前,分子蒸餾技術在石油、醫(yī)藥、食品、精細化工和油脂等行業(yè)得到了廣泛的應用。2分子蒸餾技術的原理分子蒸餾不同一般的常規(guī)蒸餾,它是沒有達到氣—液相平衡的蒸餾。常規(guī)蒸餾建立在氣—液相平衡的基礎上,根據(jù)蒸餾物質在氣—液組成不同
6、進行分離,分離操作是在蒸餾物質沸點溫度下進行。分子蒸餾的分離是建立在不同物質揮發(fā)度不同的基礎上,分離操作在低于物料沸點進行,物質的揮發(fā)度大小可以用分子運動自由程表示。液面的分子受熱后接受足夠的能量,就會逸出成為氣體分子,逸出的氣體分子在氣相中會發(fā)生碰撞,碰撞結果是有一部分氣體分子會返回液面,在一定溫度下,這個過程會達到動態(tài)平衡。不同種類的分子,由于其分子有效直徑不同,其自由程也不相同,即不同種類的分子逸出液面后,與其他分子碰撞的飛行距離是不相同的。分子蒸餾技術正是利用不同種類分子逸出液面(蒸發(fā)液面)后的平均自由程不同的性質實現(xiàn)的。輕分子的平均自由程大,重
7、分子的平均自由程小,若在離液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子平均自由程處設置一冷凝面,使得輕分子落在冷凝面上被冷凝,而重分子因達不到冷凝面而返回原來液面,這樣混合物就得到了分離。專業(yè)技術資料word資料下載可編輯3分子蒸餾設備分子蒸餾器的發(fā)展歷程主要經(jīng)歷了4種類形:從最初的罐式分子蒸餾器、降膜式分子蒸餾器,再到目前應用較為廣泛的刮膜式分子蒸餾器和離心式分子蒸餾器,其結構形式不斷完善,物料操作溫度進一步降低,受熱時間進一步縮短。分子蒸餾器的蒸發(fā)表面有凸面和凹面兩種形式,當蒸發(fā)圓筒的直徑小于15~20cm時,多用凸面設計[4~7]。4分子蒸餾技術的特點(
8、1)分子蒸餾的操作真空度高、操作溫度低。由于分子蒸餾是依據(jù)分子運動平均自由程的差