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分子蒸馏的原理和技术特点

2022-02-28   北京康百特科技有限公司

分子蒸馏的原理和技术特点

  分子蒸馏是一种特殊的液体分离技术。它不同于传统的蒸馏,依赖于沸点差分离原理,但依赖于不同物质分子平均自由度的差异。当液体混合物沿加热板流动和加热时,轻分子和重分子会逃离液体表面并进入气相。由于轻分子的自由度不同,不同物质的分子从液体表面逃跑后移动距离不同。如果冷凝板设置得当,轻分子将达到冷凝板的冷凝排放,而重分子不会达到混合物排放的目的,从而达到物质分离的目的。

  由于分子蒸馏在原理上与常规蒸馏完全不同,因此具有许多常规蒸馏无法比拟的优点。

1.低操作温度常规蒸馏由不同物质的沸点差分离,分子蒸馏由不同物质的分子运动自由程差分离。因此,后者低于)沸点时进行。

2.蒸馏压力低。由于分子蒸馏装置独特的结构形式,其内部压力很小,可以获得很高的真空度。同时,从分子运动自由度公式可以看出,为了获得足够大的平均自由度,可以通过降低蒸馏压力来获得,一般为X×10-1Pa数量级。从以上两点可以看出,虽然传统的真空蒸馏也可以采用较高的真空度,但由于其结构限制(特别是板塔或填料塔),其阻力远大于分子蒸馏装置,因此真空度无法提高,沸点以上的操作温度远高于分子蒸馏。例如,液体混合物在真空蒸馏中的工作温度为260℃,而分子蒸馏只有150℃。

3.加热时间短,分子运动距离短。因此,加热表面和冷却表面的运动自由度小于轻分子(即距离很短),因此逃离液位的轻分子几乎没有碰撞到冷凝表面,因此加热时间很短。此外,如果混合物的液位通过更先进的分子蒸馏结构达到膜面积,则蒸馏时间较短。假设真空蒸馏加热时间为1,分子蒸馏只需几秒钟。

4.在分离方面,分子分离较高。传统的蒸馏不容易分离。然而,对于这两种方法都可以分离的物质,分子蒸馏的分离程度更高。分子蒸馏的程度通常用以下公式表示:α=p2(M2/M1)1/2。M1为轻组分子量;M2重组分子量;P1.p2分别为组分1和2的蒸汽压力。传统蒸馏的相对发生率为α=p1/p2。同样,重组分子量M2高于轻组分子量M,因此α。

  从分子蒸馏技术的上述特点可以看出,与传统的蒸馏技术相比,它在实际工业应用中具有以下明显的优势。分子蒸馏是分离高沸点、热敏度和易氧化材料的较佳方法。分子蒸馏能有效去除液体中的低分子物质(如有机溶剂、气味等)。去除液体中的低分子物质(如有机溶剂、气味等)是提取溶液后非常有效的方法;分子蒸馏可选择目的产品,去除其他杂质,通过多级分离可分离两种以上物质;分子蒸馏分离过程是一种保护分离物质免受污染和侵犯的物理过程。随着工业化的发展,分子蒸馏技术已广泛应用于高附加值物质的分离,特别是天然物质的分离,被称为天然质量的保护者和回归者。

  分子蒸馏是温和的蒸馏方法之一,特别适用于浓缩、纯化或分离聚合物量、高沸点、高粘度、热稳定性差的有机混合物和中药提取物。主要应用领域有:化工、制药、石化、香料、塑料和油。