分離方法——分子蒸餾法.ppt

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1、分子蒸餾1原理：分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法，是一種特殊的液--液分離技術(shù)，它不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原理，而是靠不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別實(shí)現(xiàn)分離。分子運(yùn)動(dòng)自由程（用λ表示）是指一個(gè)分子相鄰兩次碰撞之間所走的路程。分子蒸餾技術(shù)的基本原理（1）　分子運(yùn)動(dòng)平均自由程：任一分子在運(yùn)動(dòng)過程中都在不斷變化自由程。在某時(shí)間間隔內(nèi)自由程的平均值為平均自由程。KT則：λm＝　────·────(2)?πd2P其中：d－　分子有效直徑P－　分子所處空間的壓強(qiáng)T－　分子所處環(huán)境的溫度K－　波爾茲曼常數(shù)（2）　分子蒸餾的基本原理：　　由分子平均自由程的公式可以看出，不同

2、種類的分子，由于其分子有效直徑不同，其平均自由程也不同，換句話說，不同種類的分子溢出液面后不與其它分子碰撞的飛行距離是不同的。在一定溫度下，壓力越低，氣體分子的平均自由程越大。當(dāng)蒸發(fā)空間的壓力很低（10-2～10-4mmHg），且使冷凝表面靠近蒸發(fā)表面，其間的垂直距離小于氣體分子的平均自由程時(shí)，從蒸發(fā)表面汽化的蒸氣分子，可以不與其他分子碰撞，直接到達(dá)冷凝表面而冷凝。（0.0133332-1.3332Pa）分子蒸餾裝置內(nèi)部冷凝器，流阻小，極限真空高分子蒸餾器的模式離心薄膜式轉(zhuǎn)子刮膜式主要區(qū)別在于物料形成薄膜的方法不同現(xiàn)在國內(nèi)、外的工業(yè)化裝置以轉(zhuǎn)子刮膜式為主離心薄膜式分子蒸餾器

3、MDL-150（離心式）轉(zhuǎn)子刮膜式分子蒸餾器2分子蒸餾技術(shù)的特點(diǎn)分子蒸餾技術(shù)作為一種高新分離技術(shù)，具有其它分離技術(shù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：（1）分子蒸餾的操作溫度遠(yuǎn)低于物料的沸點(diǎn)：　　由分子蒸餾原理可知，混合物的分離是由于不同種類的分子溢出液面后的平均自由程不同的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的，并不需要沸騰，所以分子蒸餾是在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行操作的，這一點(diǎn)與常規(guī)蒸餾有本質(zhì)的區(qū)別。(２)蒸餾壓強(qiáng)低：由于分子蒸餾裝置獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式，其內(nèi)部壓強(qiáng)極小，可以獲得很高的真空，因此分子蒸餾是在很低的壓強(qiáng)下進(jìn)行操作，一般為×10-1Pa數(shù)量級（×10-3數(shù)量級）。（3)受熱時(shí)間短：　　由分子蒸餾原理可知，受

4、加熱的液面與冷凝面間的距離要求小于輕分子的平均自由程，而由液面溢出的輕分子，幾乎未經(jīng)碰撞就到達(dá)冷凝面，所以受熱時(shí)間很短。另外，混合液體呈薄膜狀，使液面與加熱面的面積幾乎相等，這樣物料在蒸餾過程中受熱時(shí)間就變得更短。對真空蒸餾而言，受熱時(shí)間為一小時(shí)，而分子蒸餾僅為十幾秒。(４)分子蒸餾比常規(guī)蒸餾分離程度更高，能分離常規(guī)蒸餾不易分開的物質(zhì)：分子蒸餾的特點(diǎn)決定了它在實(shí)際應(yīng)用中較傳統(tǒng)技術(shù)有明顯的優(yōu)勢：(１)由于分子蒸餾真空度高，操作溫度低和受熱時(shí)間短，對于高沸點(diǎn)和熱敏性及易氧化物料的分離，有常規(guī)方法不可比擬的特點(diǎn)，能極好地保證物料的天然品質(zhì)?？杀粡V泛應(yīng)用于天然物質(zhì)的提取中。（２）分

5、子蒸餾不僅能有效地去除液體中的低分子物質(zhì)，如：有機(jī)溶劑、臭味等，而且可以有選擇地蒸出目的產(chǎn)物，去除其它雜質(zhì)，因此被視為天然品質(zhì)的保護(hù)者和回歸者。（３）分子蒸餾能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)分離方法無法實(shí)現(xiàn)的物理過程，因此，在一些高價(jià)值物料的分離上被廣泛用作脫臭、脫色及提純的手段3分子蒸餾技術(shù)的應(yīng)用（1）應(yīng)用范圍石油化工方面：碳?xì)浠衔锏姆蛛x、原油的渣油及其類似物質(zhì)的分離、表面活性劑的提純及化工中間體的精制等，如高碳醇及烷基多酣、乙烯基吡咯烷酮等的純化、羊毛酸酯、羊毛醇酯等的制取等。塑料工業(yè)方面：增塑劑的提純、高分子物質(zhì)的脫臭、樹脂類物質(zhì)的精制等。食品工業(yè)方面：分離混合油脂，可獲純度達(dá)90%以上

6、的單甘油脂，如硬脂酸單甘酯、月桂酸單甘酯、丙二醇脂等；提取脂肪酸及其衍生物、生產(chǎn)二聚脂肪酸等；從動(dòng)植物中提取天然產(chǎn)物如魚油、米糠油、小麥胚芽油等。醫(yī)藥工業(yè)方面：提取合成及天然維生素Ａ、Ｅ；制取氨基酸及葡萄糖衍生物等。香料工業(yè)方面：處理天然精油，脫臭、脫色、提高純度，使天然香料的品位大大提高。如桂皮油、玫瑰油、香根油、香茅油、山蒼子油等。事例1事例2事例3事例4事例5下面列舉一些典型的分子蒸餾生產(chǎn)工藝：(１)低沸點(diǎn)、熱敏性物料的分離　　如香料類物質(zhì)，該類物質(zhì)揮發(fā)性強(qiáng)，熱敏性高。　　　　　　　　　　　　　　　　┎→產(chǎn)品１玫瑰油→第一級（脫氣）→第二級→┃　　　　　　　　　

7、　　　　　　　　　　　　　　　　┖→蒸余物→第三級→通過上述處理，可解決香味不好、顏色深及蠟含量高等問題，使產(chǎn)品的附加值大大提高。產(chǎn)品2渣(２)高沸點(diǎn)、熱敏性物料的分離　　該類物質(zhì)分離的關(guān)鍵是溫度和受熱時(shí)間的控制。若溫度和受熱時(shí)間控制得不好，不但影響分離效果，而且還會使物質(zhì)歧化宿合。如：付產(chǎn)品魚油乙酯→第一級(脫腥)→第二級(提純)→蒸余物→第三級(脫色)→主產(chǎn)品渣通過上述處理，所得產(chǎn)品不僅氣味、顏色優(yōu)良，而且有效成分的含量提高，保護(hù)了天然的結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)型設(shè)備：MD-S80中試型設(shè)備：MD-S150MD-S30