当前位置：文档之家 › 分子蒸馏PPT课件

分子蒸馏PPT课件

  • 格式：ppt
  • 大小：4.49 MB
  • 文档页数：44

下载文档原格式

  / 44

合集下载

分子蒸馏PPT.

分子蒸馏PPT.


3
二、分子蒸馏技术发展简介


分子蒸馏技术是随着人们对真空状态下气体的运 动理论进行深人研究而逐渐发展起来的。早在20 世纪初，人们就意识到要利用真空来改进蒸馏过程， 并开始了降低蒸馏过程中气相阻力的研究，这便是分 子蒸馏技术研究的开始。一般认为，Bronzed 和 Heresy 在1922年设计了世界上第一套真正的实验 用分子蒸馏装置，利用该装置进行水银同位素分离的 研究。水银的同位素具有不同的分子质量，因而在高 真空下具有不同的蒸发速度。为了避免蒸发出的分子 与气相返回分子再碰撞，冷凝面被放置在与水银液面 很近的地方并且用液态空气冷却。这样，就得到了较 轻的水银同位素的蒸馏浓缩物。 至1930年，关于分子蒸馏技术世界上有代表性 的研究小组有三个，其中两个在欧洲的两所大学，负 责人分别为Burch和Waterman,另一个在美国,代 表性人物为Hickman,正是Hickman领导的小组在 分子蒸馏的工业规模技术中起到了非常重要的作用。
10
分子蒸馏系统组成框图如下：
11
五、分子蒸馏技术的应用
大量的工业化实践证明，对于液液物系的分离， 分子蒸馏的适用范围可归纳为如下原则。 ①分子蒸馏适用于不同物质分子量差别较大的液体 混合物系的分离，特别是同系物的分离，分子量必须 要有一定差别。 ②分子蒸馏也可用于分子量接近但性质差别较大的 物质的分离，如沸点差较大、分子量接近的物系的分 离。 ③分子蒸馏特别适用于高沸点、热敏性、易氧化（ 或易聚合）物质的分离。 ④分子蒸馏适宜于附加值较高或社会效益较大的物 质的分离。 ⑤分子蒸馏不适宜于同分异构体的分离。
7
三、分子蒸馏基本原理
根据分子运动理论，液体混合物受热 后分子运动会加剧，当接受到足够能量时 ，就会从液面逸出成为气相分子。随着液 面上方气相分子的增加，有一部分气相分 子就会返回液相。在外界条件保持恒定的 情况下，最终会达到分子运动的动态平衡 ，从宏观上看即达到了平衡。 分子蒸馏的分离作用就是依据液体分 子受热会从液面逸出，而不同种类分子逸 出后，在气相中其运动平均自由程不同这 一性质来实现的。
分子蒸馏PPT课件(汇总).ppt

分子蒸馏PPT课件(汇总).ppt


.精品课件.
2
分子蒸馏及其特点
分子蒸馏是基于不同物质分子运动自由程的差异，在高真 空下实现混合物分离的一种新型分离技术。 与真空蒸馏差异：蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分 离物蒸汽分子的平均自由程，蒸发面逸出的分子可无碰撞、 无阻拦地传递扩散到冷凝面上冷凝，其蒸发传质速率可高 达20～40g/m2s 。 由于分子蒸馏过程中的蒸发和冷凝面的间距小于其分子平 均自由程，因此，有时也称为短程蒸馏。.精品课件. Nhomakorabea44
现在国内、外的工业化装置以转子刮膜式为主
.精品课件.
20
离心薄膜式分子蒸馏器
.精品课件.
21
转子刮膜式分子蒸馏器
.精品课件.
22
5.3 分子蒸馏技术的应用
❖适合分离分子量差别大的液体混合物（如同系物）。 ❖不适合异构体分离。异构体不仅分子量相同，而且多数情 况下物理和化学性质差异也不很大。
❖适合分离高沸点、热敏性、易氧化（或易聚合）物质。如 中药有效成分、天然产物的分离等。对于分子量相同或相 近的物质，如果它们的沸点或分子结构等其它性质差异较 大，同样也可分离。
.精品课件.
3
分子蒸馏的特点
在极高的真空条件下，对含有多组
份的物料，使其在远低于其沸点的 温度下进行连续液-液分离，尤其适 合于高沸点、热敏性物质及易氧化 物的高效分离提纯。
.精品课件.
4
操作温度低
常规蒸馏是靠不同物质的沸点差进行分离的, 分子蒸馏基于不同物质分子运动自由程的差异, 在远远低于沸点下进行操作的。
➢产品与催化剂的分离。传统分离方法会使催化剂破坏或失活。
.精品课件.
24
• 石油化工方面
应
• 塑料工业方面
分子蒸馏的原理及设备PPT课件

分子蒸馏的原理及设备PPT课件


装置，是一种带循环的间歇蒸馏
装置。由泵从贮罐中将液体打入
分离器内锥形盘中，由马达带动
锥形盘旋转，而使液体形成薄膜，
并向锥形盘周边移动，液膜被加
热后，易挥发物被蒸出，在真空
罩周围冷凝，顺着蒸出物液槽流
出至蒸出液瓶中，蒸余物则顺蒸
余物液槽流出至蒸余物贮罐中，
蒸余物再循环蒸馏。
16
三、分子蒸馏设备
5、简易离心式分子蒸馏实验装置
2019/10/25
5
二、分子蒸馏原理
分子平均自由程 设某一分子vm为平均速度，f为碰撞频率； λm 为平均自由程，则
由热力学原理可知： d——分子有效直径
p——分子所处空间压力
K——波尔兹曼常数
2019/10/25
T——分子所处环境温度 6
二、分子蒸馏原理
分子平均自由程 对比以上两式得：
由上式可以看出温度、压力及分子有效直径是影响分 子运动平均自由程的因素。当压力一定时，一定物质 的分子运动平均自由程随温度增加而增加。当温度一 定时，平均自由程与压力成反比，压力越小（真空度 越高），平均自由程越大，即分子间碰撞机会越少。 不同物质因其有效直径不同，因而分子平均自由程不 同。
2019/10/25
2019/10/25
8
二、分子蒸馏原理
3、分子蒸馏应满足的条件 轻、重分子的平均自由程必须要有差异，且差异越大
越好 蒸发面与冷凝面间距必须小于轻分子的平均自由程 但是实际上，要是蒸发器表面与冷凝器表面的距离小
于分子的平均自由路程，往往是很不经济的。所以通 常其距离稍大于分子的平均自由程，并控制在同一数 量级的范围内。 在生产中分子蒸馏通常在0.4-40Pa压力下操作，另一 种称为无阻碍蒸馏通常在2.7-66.7Pa下操作，无阻碍 蒸馏的板间距较大，分子蒸馏的板间距较小，短程蒸 馏一般分子蒸馏泛指这两者。
第六章蒸馏PPT幻灯片课件

第六章蒸馏PPT幻灯片课件

精馏段 L1 L2 Ln L 提馏段 L1 L2 Lm L
恒摩尔流的假定成立的条件： 各组分的摩尔汽化热相等 气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略 塔设备保温良好，热损失可忽略
22
二、物料衡算和操作线方程
1、全塔物料衡算
总物料 F D W
加热 苯和甲苯
苯（沸点低） 易挥发组分 冷凝
甲苯
难挥发组分
苯组成较高的产品
2
蒸馏在化工中的应用 原油蒸馏： 汽油、煤油、柴油及重油 混合芳烃蒸馏： 苯、甲苯及二甲苯 液态空气蒸馏： 液氧、液氮 2、特点 可直接得到所需产品 吸收、萃取等需外加其他组分 适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物 蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离 操作耗能较大
yA

p
0 A
p
xA
k A 相平衡常数
y A k A x A 相平衡常数表示
的气液平衡关系
露点方程
yA
pA0 p
p

p
பைடு நூலகம்0 A
p
0 A

pB0
8
（3）以相对挥发度表示的气液平衡方程
挥发度
vA

pA xA
vB

pB xB
对于理想溶液，符合拉乌尔定律有
vA

p
0 A
vB

p
0 B
相对挥发度 易挥发组分的挥发度与难挥发组分的之比
4
二、两组分理想物系的气液平衡
1、气液平衡相图 温度—组成（t-x-y)图 饱和蒸气线t-y 饱和液体线t-x 液相区、过热蒸气区、气 液共存区
泡点温度 泡点线 露点温度 露点线
第四章 分子蒸馏.ppt术

第四章 分子蒸馏.ppt术

• 分子蒸馏的分馏过程是物理过程，因而可很好的保护被分 离物质不受污染和侵害。
（三） 分子蒸馏技术的缺点
• 加热面积受设备结构的限制，生产能力不大； • 若混合物内各组分的分子平均自由程相近时， 则可能分离不开； • 需要高真空排气装置、高真空动静密封结构等
辅助系统，导致生产技术难度大、整体机组设
1、具有不同沸点产品的分离
• 如脂肪酸甘油单酯的分离： • 脂肪酸甘油三酯的水解产物由甘油单酯和 甘油双酯组成，如何分离得到甘油单酯呢？
• 必须采用分子蒸馏法提纯：二级分子蒸馏 流程，可得含量大于90%的单甘酯产品。
2、从混合物中分离低含量的成分
• 采用二级分子蒸馏，可以从油中分离VA或 VE。
• ④ 轻、重分子的平均自由程必须要有差异，且差异越大 越好；
• ⑤ 蒸发面与冷凝面间距必须小于轻分子的平均自由程。
二、几个基本概念
分子碰撞：分子与分子之间存在着相互作用力， 远时表现为吸引、近时表现为排斥，由接近到 排斥分离的过程称为分子碰撞。 分子有效直径：分子碰撞过程中，两分子质心的 最短距离（即发生斥离的质心距离），称为分 子有效直径。 分子运动自由程：一个分子在相邻两次分子碰撞 之间所经过的路程。 分子运动平均自由程：自由程是变化的，某一种 分子在某时间间隔内自由程的平均值。
4、分离效率高
轻重分子相对分子质量相差越大，就越易 分离，而且，分子蒸馏技术能分离常规蒸 馏不易分离的物质。
（二）分子蒸馏技术的优势
• 对于高沸点、热敏及易氧化物料的分离，分子蒸馏提供了
最佳的方法；
• 对于混合液中的低分子物质（如有机溶剂、臭味物等）的 脱除，分子蒸馏较常规蒸馏有效得多；
• 分离蒸馏可以通过真空度的调节，有选择的蒸出目的产物 ，去除其他杂质，通过多级分离可同时分离多种物质，而 常规蒸馏则不能。这就避免了因受热时间长造成混合物内 某些组分分解或聚合的可能。
分子蒸馏分离方法ppt

分子蒸馏分离方法ppt


分离效率(由相对 挥发度表示)
低
高
2.1.2 分子蒸馏与真空蒸馏的比较
原料名称 操 作 蒸发温度℃ 条 件
亚油酸
分子蒸馏 真空蒸馏 分子蒸馏 真空蒸馏 分子蒸馏 真空蒸馏 140 200 1~3 20~30 95 80
鱼油乙酯
130~140 220 1~3 20~30 90 75
天然生育（VE）
160 260 ＜1 20~30 80 55
液膜厚度随进料温度的增加急剧下降 不同进料温度下，薄膜表面温度趋于一致 进料量越大，越难达到薄膜表面温度
2019/4/11
27
3.4 分子蒸馏技术的优势
• 对于高沸点、热敏及易氧化物料的分离，分子蒸馏提供了 最佳的方法； • 对于混合液中的低分子物质（如有机溶剂、臭味物等）的 脱除，分子蒸馏较常规蒸馏有效得多； • 分离蒸馏可以通过真空度的调节，有选择的蒸出目的产物
2019/4/11
4
设 Vm为某一分子的平均速度；f 为碰撞频 率；λm为平均自由程 则λm=Vm/f ∴f=Vm/λm
d 2 P f Vm • KT
由热力学原理可知：
m T 2 2 d P
则
T m 2 2 d P
d 为分子的有效直径 , p 为分子所处空间的 压强, T 为分子所处环境的温度 , k 为波尔 兹曼常数
图1 蒸发温度对色素色价和色素吸光比的影响
图2 转速对色素色价和色素吸光比的影响
图3 进料温度对色素色价和色素吸光比的影响
图4 进料速度对色素色价和色素吸光比的影响
王芳芳, 江英, 苏丽娜. 应用分子蒸馏技术分离提纯辣椒红色素[J]. 食品科技, 2009(2):196-199.
《分子蒸馏技术》PPT课件

《分子蒸馏技术》PPT课件


2021/6/10
32
分子蒸馏的特点：
• 分子蒸馏可有选择的蒸出目的产物, 去除其他杂质, 通过多级分离可同 时分离两种以上的物质; 分子蒸馏的分离过程是物理过程, 因而可很好地保护被分离物质不受 污染和侵害。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, 特别是天然物的分离, 因而被称为天然品质的保护者和 回归者。
2021/6/10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
18
刮膜转速的影响
蒸发温度/℃ 含量/%
刮膜速率对含量的影响
40
45
50
55
60
77.93 82.63 83.69 84.50 84.44
84.65
84.6
84.55
含量/%
84.5
84.45
84.4
84.35 0
100
200
300
400
500
转速/rpm 图3-6 转子速率对含量的影响
2021/6/10
20
真空度的影响
• MD 技术特别适用于高沸点、热敏性及易氧 化物系的分离。在高真空的情况下可极大 降低物料的沸点，保护热敏物料的特点品 质。 但对于不同物质的分离采用的真空度 需要根据分离混合物的组成和物质的性能 来确定。
2021/6/10
21
实验举例（薄荷油原油）
2021/6/10
面积 % 23.22881 22.10809 3.81993 1.61041 3.02075 19.96739 4.05085 4.71476
2021/6/10
25
实验举例（茶树油精制）
2021/6/10
26
实验举例（茶树油精制）
分子蒸馏PPT

分子蒸馏PPT

16
2、脱除产品的ห้องสมุดไป่ตู้质及颜色 分子蒸馏可被用作有效的脱色 及提纯手段，使产品纯度更高，色泽 更好。如应用于脂肪酸及其衍生物、 醇及其衍生物等的精制，这类产品如 芥酸、亚油酸、亚麻酸、二聚脂肪酸 、油酸酰胺、芥酸酰胺、油酸单甘油 酯、硬脂酸单甘油酯、丙二醇酯、高 碳醇等。
17
3、降低热敏性物质的热损伤 采用分子蒸馏技术可有效地降低热 敏性物质的热损伤，提高产品的得率， 降低产品成本。 4、改进传统生产工艺，进行清洁生产。 5、改进传统合成工艺条件。
12
（一）分子蒸馏工业化应用领域：
由分子蒸馏技术的原理及其特点来看，它 可应用于工农业、海洋业等领域的各个方面。 1 、石油化工领域： （1）原油的分离与精制如生产低蒸气压油（如 真空泵油等）；制取高黏度润滑油；碳氢化合 物的分离；原油的渣油及其类似物质的分离等 。 （2）化工及精细化工化工中间体的精制及表面 活性剂的提纯等，如高碳醇及烷基多苷、羊毛 酯酸、羊毛醇酸等的制取等。
18
19
4
20世纪的30-60 年代是分子蒸馏装备技术发展的黄 金时，至60年代，日、英、美、德、法及前苏联均有多套 大型工业化装置投入工业应用。技术研究也十分活跃， Detwlier在1941年检索到了250篇左右的有关分子蒸 馏课题的文献。但由于相关技术的发展还很落后，致使当 时分子蒸馏技术及装备在总体上还不够完善。例如，分子 蒸馏蒸发器的分离效率还有待提高，密封及真空获得技术 还有待改进，应用领域还有待拓展，分离成本还有待降低 等。所有这些都是后来的研究者改进的方向。从上世纪60 年代至今的40多年来，各国研究者均十分重视这一领域的 研究，不断有新的专利和文献出现；同时也出现了一些专 业的技术公司专门从事分子蒸馏器的开发制造，如德国的 GEA公司，美国的POPE公司，日本的神岗公司等，使分 子蒸馏技术的工业应用得到了进一步发展。
分子蒸馏专题教育课件

分子蒸馏专题教育课件

下自由蒸发； （3）蒸发分子向冷凝面旳运动； （4）蒸发分子在冷凝面上旳冷凝； （5）馏出物和没有蒸发旳重组分旳搜集。
12/12/2023
7
3 分子蒸馏装置流程 ——分子蒸馏系统由加热系统、冷凝器及高
真空系统构成。
12/12/2023
8
4 分子蒸馏器类型
从构造上主要可分为静止式、降膜式和离心式三种。 (1) 静止式分子蒸馏装置 按其形状不同,可分为釜式、盘式等。
因为分子蒸馏技术与常规蒸(精)馏技术相 比具有明显旳节能,不损伤热敏性物料等优 点.应用领域涉及石油化工、食品、医药、 农药、香精、香料及塑料等工业。
在食品工业上用于脂肪酸及其衍生物旳分 离提纯，如单甘脂旳分离、天然鱼肝油旳 浓缩以及从小麦胚芽油葵花油等富含维生 素E旳油脂中分离天然维生素E等。
式中
λm 分子平均自由程, m ；d 分子直径, m
T 蒸发温度, K
；P 真空度, Pa
1K2/12为/20波23尔兹曼常数
3
1 基本原理
分子自由程旳差别 不同旳分子因为有着不同旳分子有效直径,它们旳 平均自由程也不相同,即不同种类液体混合物旳分 子受热后从液面逸出，不与其他分子发生碰撞所 运营旳距离是不相同旳。一般来讲, 轻分子旳平均 自由程大，重分子旳平均自由程小。
12/12/2023
9
釜式分子蒸馏器
特点:构造最简朴; 分离效果差，蒸馏温度下物料停留
时间较长，热分解性大，在工业上已不采用,一般合用
1于2/1试2/验202室3 及小量生产.
10
(2) 降膜式分子蒸馏装置
Hale Waihona Puke 12/12/2023特点:优点:液膜厚度 小,而且沿蒸刊登面流 动；被蒸馏物料停留 时间短,热分解旳危险 性较小,过程能够连续 进行,处理能力大。缺 陷:蒸刊登面难以都被 液膜均匀覆盖；液体 流动时常发生翻滚产 生雾沫溅到冷凝面上, 降低分离效果。改善: 刷膜式分子蒸馏设备---一种特殊型式. 11
第十章---蒸馏PPT课件

第十章---蒸馏PPT课件

馏出液总量 V = L0 - L = 100-62 = 38mol 设馏出液中组分A的摩尔分数为ym , 作整个蒸馏过程组分A的物料衡算： L0x0 = Lx+Vym
y m L 0 x 0 V L x1 0 0 ..5 0 3 0 6 8 2 0 .2 8 0 .818 6
3．水蒸气蒸馏
ppwpA
（a）0.69，（b）0.88， （c） 0.92，（d）0.94。
.
27
10.3C 提馏段的物料衡算
LVW
LxmVym1WWx
提馏段操作线方程式：
ym1L'L W ' xmLW 'WxW
.
28
10-4 进料状态对精馏的影响
10.4A 进料热状态
1． 进料热状态参数 假设进料为汽液混合物， 每1mol进料中液相为qmol ，
轻组分 汽液两相单共存区
汽相线 汽相单相区
.
7
（２）定p下的T-x图 双组分体系
泡点（bubble point）
汽相单相区 露点
汽相线
露点（dew point）
汽液两相 平衡共存区。
泡点
液相线
液相单相区
.
8
（２）定p下的T-x图 双组分体系
恒沸物
恒沸物
最低恒沸点
.
最高恒沸点
9
（３）定p下的y-x图
.
43
，求 q 值：q H V H F V h c p ( T b T F ) 3 .1 2 0 .1 5 ( 3 9 6 3) 7 2 1 .2 8
H V H L V h
3 .1 2
q 1.20 6.00 q1 1.201
从对角线上y = x = xF = 0.45 的点作斜率为6.00 的直线，即为 q 线， 与精馏段操作线交于点d 。
江南大学食品学院-分子蒸馏分离技术PPT

江南大学食品学院-分子蒸馏分离技术PPT


分子运动自由程——一个分子相邻两次碰撞 之间所走的路程。 分子运动平均自由程：
m－平均自由程 d—分子的有效直径 p－运动分子所处空间的压强； T－运动分子的环境温度； K－波尔兹曼常数
• 不同物质因其有效直径不同，因而分子平均 自由程不同； 轻分子的平均自由程大，重分 子的平均自由程小； • 若在离液面小于轻分子平均自由程而大于重 分子平均自由程处设置一冷凝面，使得轻分 子不经分子碰撞直接落在冷凝面上被冷凝， 破坏了轻分子的动态平衡，使得轻分子继续 不断逸出。而重分子因达不到冷凝面，很快 趋于动态平衡。这样就将混合物分离了； • 由于轻分子只走很短的距离即被冷凝，所以 分子蒸馏亦叫短程蒸馏。（Short—Path Distillation）
分子蒸馏
MOLECULAR DISTILLATION
概述 分子蒸馏的原理 分子蒸馏的过程 分子蒸馏的特征 分子蒸馏的装置 分子蒸馏的应用

5.1 概述
• 分子蒸馏是一种特殊的液－液分离技术， 在高真空条件下，液体分子受热从液面逸 出，利用不同分子平均自由程差异而导致 其表面蒸发速率不同而达到分离的目的。 • 分子蒸馏能使液体在远低于其沸点的温度 下将其分离，而且组分在受热情况下停留 时间很短（0.1-10s），因此该方法已成为 分离目的产物最温和的蒸馏方法，特别适 用于高沸点、热敏性及易氧化物质的分离。
5
（3）刮膜式分子蒸 馏设备
结构的主要特点是在刷 膜式釜中设置一聚四氟 乙烯制的转动刮板,既保 证液体能够均匀覆盖蒸 液体能够均匀 盖蒸 发表面,又可使下流液层 得到充分搅动,从而强化 了物料的传热和传质过 程,提高了分离效能。
（4）离心式分子蒸馏 装置
将物料送到高速旋转的转盘 中央，并在旋转面扩展形成 薄膜，同时加热蒸发，使之 与对面的冷凝面凝缩，该装 置是目前较为理想的分子蒸 馏装置 但要求有高速旋转 馏装置，但要求有高速旋转 的转盘,又需要较高的真空 密封技术。 特点: ①液膜在旋转的转盘表面形成的液膜极薄且分布均匀, 蒸发速率和分离效率很高。 ②受热时间更短,料液热裂解的几率低。 ③连续处理量更大, 适合于工业化连续性生产。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

2020/6/2
17
刮 膜 式 蒸 发 器
机械 “刮膜”，温度梯度和死点被大大减 小 极限真空有限，有较高的流阻
2020/6/2
18
分 子 蒸 馏 装 置
2020/6/2
内部冷凝器，流阻小，极限真空高 19
分子蒸馏器的模式
离心薄膜式
转子刮膜式
主要区别在于物料形成薄膜的方法不同
现在国内、外的工业化装置以转子刮膜式为主
2. —酯
3. 乙二醇醚
化
4. 除草剂
5. 全能碳氢化合物
工
6．杀虫剂
7. 硅油
8. 妥尔革柔油
2020/6/2
32Leabharlann 1．环氧树脂2. 环氧化油
塑
3. 异氰酸盐
料
4. 增塑剂
5. 稳定剂
2020/6/2
33
1．脂肪酸及衍生物
2. 二聚酯肪酸
3. 鱼油
塑
4. 小麦胚芽油
5．种子油
料
6. 单甘油酯
7. 双甘油酯
2020/6/2
42
MD-S900 1000吨/年 分子蒸馏单甘脂装置
2020/6/2
43
MDL-150（离心式）
2020/6/2
44
2020/6/2
2
分子蒸馏及其特点
分子蒸馏是基于不同物质分子运动自由程的差异，在高真 空下实现混合物分离的一种新型分离技术。 与真空蒸馏差异：蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分 离物蒸汽分子的平均自由程，蒸发面逸出的分子可无碰撞、 无阻拦地传递扩散到冷凝面上冷凝，其蒸发传质速率可高 达20～40g/m2s 。 由于分子蒸馏过程中的蒸发和冷凝面的间距小于其分子平 均自由程，因此，有时也称为短程蒸馏。
2020/6/2
3
分子蒸馏的特点
在极高的真空条件下，对含有多 组份的物料，使其在远低于其沸点 的温度下进行连续液-液分离，尤其 适合于高沸点、热敏性物质及易氧 化物的高效分离提纯。
2020/6/2
4
1. 操作温度低
常规蒸馏是靠不同物质的沸点差进行分离的, 分子蒸馏基于不同物质分子运动自由程的差异, 在远远低于沸点下进行操作的。
事例5
2020/6/2
30
制 药
2020/6/2
应用领域和产品
1. 酸性氯化物 2. 氨基酸酯 3. 葡萄糖衍生物 4. 吲哚 5. 萜酯 6. 天然和合成维生素 7. 互叶白千层油 8. 辣椒碱 9. 大蒜素的精制 10. 川芎 11. 当归 12. 姜油 13. 中草药有效成分的提纯
31
1．醇类
2020/6/2
10
分子运动平均自由程的数学公式：
l K T
m 2d2 p
lm－平均自由程；Ｐ－运动分子所处空间的压强； Ｔ－运动分子的环境温度；Ｋ－波尔兹曼常数； d－分子有效直径。
不同种类物质的分子，由于其有效直径不同，所以平均 自由程不同。即不同种类物质分子逸出液面后不与其它 分子碰撞的飞行距离不同。
2020/6/2
9
分子运动平均自由程
分子运动自由程：一个分子在相邻两次分子碰撞之间 所经历的路程。任何一个分子的自由程都在不断变化， 在一定条件下，不同物质的分子运动自由程不同。 分子平均自由程：在一定时间间隔内，大量同种物质 的分子自由程的平均值。它受温度、压力及分子有效 直径影响。 分子有效直径：分子在碰撞过程中，两分子质心的最 短距离，即发生斥离的质心距离。
❖设备昂贵、运行成本也高，只适合高附加值物质的分离。
2020/6/2
23
分子蒸馏技术的主要应用领域
➢脱除热敏性物质中的轻分子（气味不纯物、残留溶剂或小分子杂 质）。如：香精香料、大蒜油、姜油的脱臭，天然产物脱溶剂。
➢产品脱色和除杂质。色泽多为重分子所致，也共存重分子杂质。 ➢避免和减少热敏物质的损伤与破坏。 ➢需要避免环境污染的分离问题。如：传统脱除甘油三酸酯中游离脂 肪酸的方法是先用NaOH使游离酸皂化，然后水洗得到纯的甘油三酸 酯。该方法不仅使甘油三酸酯也大量被皂化，而且所用试剂污染产 品和环境。分子蒸馏技术可在不污染环境的前提下，既得到高品质 甘油三酸酯，同时还可得到游离脂肪酸副产品。
常规的真空蒸馏通常在沸腾状态下操作，由于 塔板或填料的阻力较大，使操作温度比分子蒸 馏要高得多，如某一混合物的分离，采用真空 蒸馏时其操作温度为260℃，换用分子蒸馏的 操作温度可能降到160℃左右。
2020/6/2
5
2.蒸馏压强低
由于分子蒸馏装置独特的结构形式, 其内部压 强极小, 可以获得很高的真空度。同时, 由分子 运动自由程公式可知, 要想获得足够大的平均 自由程, 可以通过降低蒸馏压强来获得, 一般为 1×10-4Pa数量级。
2020/6/2
11
❖常规蒸馏分离基于不同物质沸点差异；分子
蒸馏基于不同物质分子运动的平均自由程的差 异。
2020/6/2
12
分子蒸馏过程
1. 热量通过加热面快速传递到流动的薄层液膜内，
分子从液相主体向蒸发表面扩散；
2. 在高真空、远低于沸点的温度下，分子从液膜表
面自由蒸发；
3. 基于真空抽力，蒸发分子向冷凝面飞射； 4. 分子自由程大于蒸发面－冷凝面距离的分子在冷
8. 生育酚
9. 黄油
2020/6/2
34
1．盐基油
石
2. 亮库存油
油
3. 润滑油
化
4. 石蜡油
工
5. 沥青残留物
6. 焦油
2020/6/2
35
日 化
2020/6/2
1．羊毛酯酸 2. 羊毛酯醇 3. 烷基多酣 4. 海藻、金雀花、褐苔、鲜花、
根菜作物、辣椒的提取物
36
1．广藿香油
2. 玫瑰油
第五章 分子蒸馏技术
Molecular distillation technology
5.1 分子蒸馏技术原理 5.2 分子蒸馏装置 5.3 分子蒸馏技术的应用
2020/6/2
1
概述：
分子蒸馏是一种特殊的液液分离技术， 它产生于20世纪20年代，是伴随着人们 对真空状态下气体分子运动论的深入研 究以及真空蒸馏技术的不断发展而兴起 的一种新的分离技术。目前，分子蒸馏 技术已成为分离技术的一个重要分支， 广泛应用于天然产物，食品，石油化工， 农药，塑料工业等领域有机物的分离。
2020/6/2
6
5.1 分子蒸馏技术原理
分子碰撞：
➢分子间存在相互作用力。 ➢当分子相距较远时，分子间以吸引力为主。 ➢当分子相互接近到一定距离之后，分子间排斥力迅速 增加。当接近到一定程度时，由于斥力的作用，两分子 发生斥离（排斥而分离）。 ➢分子碰撞：分子由吸引而接近至排斥而分离的过程。
香
3. 山仓子油
料
4. 桉叶油（茶树油）
香
5. 香茅油
精
6. 橙油
7. 紫罗兰酮
2020/6/2
37
典型的三级分子蒸馏流程图:
2020/6/2
38
广受科研人员欢迎的实验型设备：MD-S80
2020/6/2
39
中试型设备：MD-S150
2020/6/2
40
MD-S300
2020/6/2
41
MD-S500
➢产品与催化剂的分离。传统分离方法会使催化剂破坏或失活。
2020/6/2
24
• 石油化工方面
应
• 塑料工业方面
用
情 况
• 食品工业方面
简 介
• 医药方面
• 香料工业方面
2020/6/2
25
事例1
2020/6/2
26
事例2
2020/6/2
27
事例3
2020/6/2
28
事例4
2020/6/2
29
2020/6/2
20
离心薄膜式分子蒸馏器
2020/6/2
21
转子刮膜式分子蒸馏器
2020/6/2
22
5.3 分子蒸馏技术的应用
❖适合分离分子量差别大的液体混合物（如同系物）。 ❖不适合异构体分离。异构体不仅分子量相同，而且多数情 况下物理和化学性质差异也不很大。
❖适合分离高沸点、热敏性、易氧化（或易聚合）物质。如 中药有效成分、天然产物的分离等。对于分子量相同或相 近的物质，如果它们的沸点或分子结构等其它性质差异较 大，同样也可分离。
凝面上冷凝，小于蒸发面－冷凝面距离的分子不 能到达冷凝面；
5. 没有蒸发的重组分和返回加热面上的极少量轻组
分由于重力或离心力作用落到加热器底部。
2020/6/2
13
不同分子量组分的分子蒸馏原理
l l
2020/6/2
14
5.2 分子蒸馏装置
加热系统 冷凝系统
物料输入系统
蒸发系统 内冷凝系统
控制系统 真空系统
物料输出系统
分子蒸馏装置构造框图
2020/6/2
15
真空间歇蒸馏
物料在蒸馏釜内停留时间较长，且处于沸点状态，
所以残留物甚至馏出物经常发生热破坏。
2020/6/2
16
降膜式蒸发器
成膜质量主要取决于:重力、物料的粘度和给料流率; 降膜成层流状态，导致膜上出现“死点”，使物料过热而热分解; 膜层中存在较大的温度梯度，妨碍了最佳蒸馏效果