新型分离技术--第三章 新型蒸馏技术
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分子蒸馏技术X Y Zhou 化学工程110427001摘要分子蒸馏是一种新型的液-液分离技术,与传统的蒸馏技术相比:操作温度远低于液体沸点,蒸馏压力在极高真空度下,受热时间短,能最大限度地保证物系中的有效成分。
本文分析了分子蒸馏技术的原理、过程,介绍了目前分子蒸馏技术的特点、分子蒸馏设备及其特点,以及分子蒸馏技术在食品、医药、化工等行业的应用。
关键词分子蒸馏;分离技术;分子蒸馏器分子蒸馏技术[1]是一种特殊的液-液分离技术,是新型分离技术中的一个重要分支。
液体混合物的分离,一般是通过蒸馏或精馏来实现的。
在蒸馏或精馏过程中,存在着两股分子流向:一股是被蒸液体的气化,由液相流向气相的蒸气分子流;另一股是由蒸气返回至液相的分子流。
当气液两相达到平衡时,表观上蒸气分子不再从液面逸出。
若果利用某种措施,使蒸气分子不再返回(或减少返回)液相,就会大大提高分离效率。
分子蒸馏技术正是在蒸馏技术的不断改进发展中而产生的一种特殊的蒸馏分离技术。
1 分子蒸馏的原理、过程及其特点1.1 分子蒸馏的基本原理根据分子运动理论,液体混合物的分子受热后运动会加剧,当接受到足够能量时,就会成为气体分子而从液面逸出。
而随着液面上方气体分子的增加,有一部分气体分子就会返回液体,在外界温度保持恒定的情况下,最终达到分子运动的动态平衡,此外,不同种类的分子,由于其分子有效直径不同,故其平均自由度也不同,从统计学观点看,不同种类的分子逸出液面后不与其他分子碰撞的飞行距离是不同的[2]。
传统的液体混合物的分离,一般都是利用溶液组分间沸点的差异,通过蒸馏或精馏来实现的,其气液处于平衡状态。
而分子蒸馏技术却不同于常规蒸馏,它是利用不同物质分子运动平均自由程的差异,实现液体混合物的分离。
具体的分离过程是:经过预热处理的待分离料液从进料口沿加热板自上而下流入,受热的液体分子从加热板逸出,并向冷凝板运动。
轻分子由于平均自由程较大,能够到达冷凝板并不断在冷凝板凝集,最后进入轻组分接收罐;重分子因平均自由程较小,不能到达冷凝板,从而顺加热板流入重组分接收罐中,这样就实现了轻重组分的分离[3]。
新型分离技术化学专业学生:汤婷(11130225) 指导教师:彭钢摘要:目前运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有超临界流萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术,在中药制药、农产品加工和工程中都得到了广泛应用。
关键词:C5 馏分分离技术超临界流体萃取分子蒸馏膜分离技术分离技术引言国内外对分离技术的发展十分重视,但由于应用领域十分广泛,原料、产品和对分离操作的要求多种多样,决定了分离技术的多样性。
按机理划分,可大致分为五类:生成新相以进行分离(如蒸馏、结晶);加入新相进行分离(如萃取、吸收);用隔离物进行分离(如膜分离);用固体试剂进行分离(如吸附、离子交换)和用外力场或梯度进行分离(如离心萃取分离、电泳)等。
现在运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有分子蒸馏技术、超临界流体萃取技术和膜分离技术。
[1]C5馏分分离技术传统技术虽经历了时间的考验,但也存在一些问题,像流程、能耗、二烯烃的损失、吸收剂的合理配置等方面,都需要研究者或使用者进行近一步合理的改善,以满足企业发展及工艺先进化的需要。
下面的几种新技术都在研究中尚未进入工业化,也是 C5馏分分离技术未来的发展趋势。
1.1 催化加氢除炔技术该技术是为了克服第二吸收单元的能耗高、溶剂损失多的缺点而设计的,这也就是现在常说的一段吸收工艺。
来自第一吸收单元的化学级异戊二烯进入选择性加氢反应器中,在多金属催化剂的作用下,将占总量的0.1% ~2%异戊烯炔和2 -丁炔等炔烃加氢除去,在经过脱轻塔、脱重塔的处理,最终在塔顶得到聚合级异戊二烯。
北京化工研究院[2]经过模拟加氢前后的流程,得出结论: 加氢后的异戊二烯的收率和质量都要高于加氢前的,而且能耗和生产成本都大幅降低,提高了整个分离过程的经济效益。
美国专利显示[3],催化加氢反应器中的适合温度为 20~ 80 ℃,压力为 0.3 ~ 4.0 MPa,其中的一种催化剂的配方为:3% 铜+ 0.03% 银 + 0.03% 钯 + 0.3% 钾。
有没有一些创新的蒸馏技术或方法?以科技的迅猛发展和工业生产的不断提升,蒸馏技术也在不断更新与创新。
传统的蒸馏方法在提取纯净物质时存在一些缺点,如能源消耗大、操作繁琐等。
为了克服这些问题,科学家们不断探索和研发新的蒸馏技术与方法。
本文将介绍一些创新的蒸馏技术或方法,以期为读者提供一些相关的科普知识。
一、活性物质蒸馏技术活性物质蒸馏技术是近年来在蒸馏领域不断发展的一项创新技术。
该技术利用特定的多相体系,通过添加适当的活性物质来改善传统蒸馏过程中的能量和质量效率。
活性物质可以在蒸馏过程中增强传质传热速率和分离效果。
一些活性物质如表面活性剂、离子液体等,在改善传质传热过程中发挥重要作用。
此外,活性物质蒸馏技术还可以降低蒸馏温度和能源消耗,提高产品纯度。
二、膜蒸馏技术膜蒸馏技术是一种基于膜的分离过程,可用于分离挥发性组分和非挥发性组分。
相较于传统蒸馏方法,膜蒸馏技术具有能耗低、操作简单等优势。
膜蒸馏过程通过薄膜的渗透和分离作用,将混合物中的挥发性组分通过薄膜转移到另一侧,实现挥发性组分的分离纯化。
同时,非挥发性组分会留在原来一侧。
这种膜蒸馏技术可以应用于很多领域,如水处理、化工工艺等。
三、辅助蒸馏技术辅助蒸馏技术是传统蒸馏技术的一种改进和补充。
辅助蒸馏技术主要包括溶剂助剂蒸馏和气体助剂蒸馏。
溶剂助剂蒸馏是在传统蒸馏过程中加入适量的溶剂以提高分馏效果,如气液萃取和热耦合蒸馏。
气体助剂蒸馏是通过加入适量的惰性气体来改善传质传热效果,如气体扩散蒸馏和气体萃取蒸馏。
辅助蒸馏技术在提高蒸馏效率和降低能源消耗方面发挥了重要作用。
四、超声波辅助蒸馏技术超声波辅助蒸馏技术是近年来发展起来的一种创新蒸馏技术。
通过超声波的作用,可以改变传质传热界面的动力条件,提高蒸馏过程中的传质传热速率和效果。
超声波蒸馏技术在降低蒸馏温度、减少能源消耗和提高产品纯度方面具有显著的优势。
此外,超声波还可以改善物料的流动性和波动性,增加传质传热界面的有效面积,从而提高分离效果。
随着时代的发展,对于各种物质的分离有了越来越高的要求,因此,各种新型分离技术也就随之而出现了。
下面就对几种新型分离技术作一简单介绍。
一、分子蒸馏技术传统蒸馏是基于不同物质的沸点差进行分离的,因此在沸点温度下易氧化、分解或聚合的某些物质难以分离。
分子蒸馏的分离作用则是利用液体分子受热时会从液面逸出,不同种类分子逸出后的运动平均自由程不同而实现物质的分离:混合液被加热后,轻、重分子均向气相逸出,由于轻、重分子自由程不同,轻分子自由程大,可达到冷凝板,冷凝后沿冷凝板向下流动,重分子自由程小,达不到冷凝面而在气相中饱和,并返回液相,沿加热板向下流动,从而形成轻、重分子的分流与分离。
分子蒸馏具有操作真空度高、加热温度低、受热时间短、分离程度高等特点,因此,特别适宜于高沸点、热敏性及易氧化物质的分离。
分子蒸馏技术具备着许多常规蒸馏无法比拟的优点。
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, 而郑佳敏210711382107122分子蒸馏是靠不同物质分子运动自由程的差别进行分离的,因此, 后者是在远离(远低于)沸点下进行操作的。
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X×10-1Pa数量级。
3.受热时间短。
鉴于分子蒸馏是基于不同物质分子运动自由程的差别而实现分离的因而受加热面与冷凝面的间距要小于轻分子的运动自由程(即距离很短), 这样由液面逸出的轻分子几乎未碰撞就到达冷凝面, 所以受热时间很短。
另外, 若采用较先进的分子蒸馏结构, 使混合液的液面达到薄膜状, 这时液面与加热面的面积几乎相等, 那么, 此时的蒸馏时间则更短。
假定真空蒸馏受热时间为1h, 则分子蒸馏仅用十几秒。
4.分离程度高。
分子蒸馏常常用来分离常规蒸馏不易分开的物质,然而就这两种方法均能分离的物质而言, 分子蒸馏的分离程度更高。
1 反应精馏反应精馏作为一种新型特殊精馏,因其具有独特的优势而在化学工业中日益受到重视。
由于反应段固体催化剂的选择及装填方式对该工艺起关键作用,故国内外在注重工艺开发的同时,也需要在催化剂及填料上多做研究,以取得更大突破。
目前,反应精馏技术已在多个领域实现了产业化,对某些新领域的开发也取得了一定进展。
随着节能和环保要求日益提高,该技术与先进的计算机模拟软件相结合,在未来几十年将会发挥更大作用,同时会有更好的发展。
1.1 反应精馏技术基本原理反应精馏是在进行反应的同时用精馏方法分离出产物的过程。
其基本原理为;对于可逆反应,当某一产物的挥发度大于反应物时,如果将产物从液相中蒸出,则可破坏原有的平衡,使反应继续向生成物的方向进行,因而可提高单程转化率,在一定程度上变可逆反应为不可逆反应。
1.2 反应精馏技术特点(1) 反应和精馏在同一设备中进行,简化了流程,使设备费和操作费同时下降。
(2) 对于放热反应过程,反应热全部提供为精馏过程所需热量的一部分,节省了能耗。
(3) 对于可逆反应过程中,由于产物的不断分离,可使系统远离平衡状态,增大过程的转化率。
可使最终转化率大大超过平衡转化率,减轻后续分离工序的负荷。
(4) 对于目的产物具有关二次副反应的情形,通过某一反应物的不断分离,从而抑制了副反应,提高了选择性。
(5) 在反应精馏塔内,各反应物的浓度不同于进料浓度。
因此,进料可按反应配比要求,而塔板上造成某种反应物的过量,可使反应后期的反应速度大大提高、同时又达到完全反应;或造成主副反应速率的差异,达到较高的选择性。
这样,对于传统工艺中某些反应物过量从而需要分离回收的情况,能使原料消耗和能量消耗得到较大节省。
(6) 在反应精馏塔内,各组份的浓度分布主要由相对挥发度决定,与进料组成关系不大,因而反应精馏塔可采用低纯度的原料作为进料。
这一特点可使某些系统内循环物流不经分离提纯直接得到利用。
(7) 有时反应物的存在能改变系统各组份的相对挥发度,或绕过其共沸组成,实现沸点相近或具有恒沸组成的混合物之间的完全分离。
新型的分离⽅法新型的分离⽅法——分⼦蒸馏技术前⾔分⼦蒸馏是⼀项较新的尚未⼴泛应⽤于产业化⽣产的分离技术,能解决⼤量常规蒸馏技术所不能解决的题⽬。
分⼦蒸馏是⼀种特殊的液—液分离技术,能在极⾼真空下操纵,它依据分⼦运动均匀⾃由程的差别,能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离,特别适⽤于⾼沸点、热敏性及易氧化物系的分离。
由于其具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度⾼等特点,因⽽能⼤⼤降低⾼沸点物料的分离本钱,极好地保护了热敏性物质的特点品质,该项技术⽤于纯⾃然保健品的提取,可摆脱化学处理⽅法的束缚,真正保持了纯⾃然的特性,使保健产品的质量迈上⼀个新台阶。
分⼦蒸馏技术作为⼀种对⾼沸点、热敏性物料进⾏有效的分离⼿段,⾃本世纪三⼗年代出现以来,得到了世界各国的重视。
到本世纪六⼗年代,为适应浓缩鱼肝油中维⽣素A的需要,分⼦蒸馏技术得到了规模化的产业应⽤。
在⽇、美、英、德、苏相继设计制造了多套分⼦蒸馏装置,⽤于浓缩维⽣素A,但当时由于各种原因,应⽤⾯太窄,发展速度很慢。
但是,在过往地三⼗多年中,⼈们⼀直在不断地重视着这项新的液-液分离技术的发展,对分离装置精益求精、完善,对应⽤领域不断探索、扩展,因⽽⼀直有新的专利和新的应⽤出现。
特别是从⼋⼗年代末以来,随着⼈们对⾃然物质的青睐,回回⾃然潮流的兴起分⼦蒸馏技术得到了迅速的发展。
主要内容⼀、分⼦蒸馏的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。
根据分⼦运动平均⾃由程公式,不同种类的分⼦,由于其分⼦有效直径不同,故其平均⾃由程也不同,即从统计学观点看,不同种类分⼦逸出液⾯后不与其他分⼦碰撞的飞⾏距离是不同的。
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。
1 反应精馏反应精馏作为一种新型特殊精馏,因其具有独特的优势而在化学工业中日益受到重视。
由于反应段固体催化剂的选择及装填方式对该工艺起关键作用,故国内外在注重工艺开发的同时,也需要在催化剂及填料上多做研究,以取得更大突破。
目前,反应精馏技术已在多个领域实现了产业化,对某些新领域的开发也取得了一定进展。
随着节能和环保要求日益提高,该技术与先进的计算机模拟软件相结合,在未来几十年将会发挥更大作用,同时会有更好的发展。
1.1 反应精馏技术基本原理反应精馏是在进行反应的同时用精馏方法分离出产物的过程。
其基本原理为;对于可逆反应,当某一产物的挥发度大于反应物时,如果将产物从液相中蒸出,则可破坏原有的平衡,使反应继续向生成物的方向进行,因而可提高单程转化率,在一定程度上变可逆反应为不可逆反应。
1.2 反应精馏技术特点(1) 反应和精馏在同一设备中进行,简化了流程,使设备费和操作费同时下降。
(2) 对于放热反应过程,反应热全部提供为精馏过程所需热量的一部分,节省了能耗。
(3) 对于可逆反应过程中,由于产物的不断分离,可使系统远离平衡状态,增大过程的转化率。
可使最终转化率大大超过平衡转化率,减轻后续分离工序的负荷。
(4) 对于目的产物具有关二次副反应的情形,通过某一反应物的不断分离,从而抑制了副反应,提高了选择性。
(5) 在反应精馏塔内,各反应物的浓度不同于进料浓度。
因此,进料可按反应配比要求,而塔板上造成某种反应物的过量,可使反应后期的反应速度大大提高、同时又达到完全反应;或造成主副反应速率的差异,达到较高的选择性。
这样,对于传统工艺中某些反应物过量从而需要分离回收的情况,能使原料消耗和能量消耗得到较大节省。
(6) 在反应精馏塔内,各组份的浓度分布主要由相对挥发度决定,与进料组成关系不大,因而反应精馏塔可采用低纯度的原料作为进料。
这一特点可使某些系统内循环物流不经分离提纯直接得到利用。
(7) 有时反应物的存在能改变系统各组份的相对挥发度,或绕过其共沸组成,实现沸点相近或具有恒沸组成的混合物之间的完全分离。
新技术讲座一种新型分离技术———分子蒸馏技术冯武文 杨 村 于宏奇(北京化工大学,北京100029)摘要 介绍了分子蒸馏技术的基本原理及其有别于一般蒸馏技术的特点。
例如,蒸馏温度远低于液体沸点,蒸馏压强低,受热时间短等。
还介绍了分子蒸馏技术在工业中的应用以及国内外发展概况,特别介绍了北京化工大学的有关研究开发情况。
关键词 分子蒸馏 分离 分子运动平均自由程 分子蒸馏技术不同于一般蒸馏技术[1]。
它是运用不同物质分子运动自由程的差别而实现物质的分离,因而能够实现远离沸点下的操作。
鉴于其在高真空下运行,且因其特殊的结构型式,因而它又具备蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点,能大大降低高沸点物料的分离成本,极好地保护热敏性物质的品质。
该项技术已广泛应用于高纯物质的提取,特别适用于天然物质的提取与分离。
1 分子蒸馏的基本原理[2]111 分子运动自由程分子碰撞:分子与分子之间存在着相互作用力。
当两分子离得较远时,分子之间的作用力表现为吸引力,但当两分子接近到一定程度后,分子之间的作用力会改变为排斥力,并随其接近程度,排斥力迅速增加。
当两分子接近到一定程度,排斥力的作用使两分子分开,这种由接近而至排斥分离的过程就是分子的碰撞过程。
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。
分子运动自由程:一个分子相邻两次分子碰撞之间所走的路程。
112 分子运动平均自由程任一分子在运动过程中都在变化自由程,而在一定的外界条件下,不同物质的分子其自由程各不相同。
就某一种分子来说,在某时间间隔内自由程的平均值称为平均自由程。
由热力学原理可推导出:λm =K 21/2π・Td 2P式中 λm —平均自由程;d —分子有效直径;P —分子所处环境压强;T —分子所处环境温度;K —波尔兹曼常数。
113 分子蒸馏的基本原理根据分子运动理论,液体混合物的分子受热后运动会加剧,当接受到足够能量时,就会从液面逸出而成为气相分子。
《新型分离技术》教学大纲课程编码:02课程名称:新型分离技术学时/学分:24/先修课程:《物理化学》、《化工原理》、《化工热力学》适用专业:化学工程与工艺开课教研室:化工教研室一、课程性质与任务1.课程性质:本课程是学生在具有了物理化学、化工原理、化工热力学等基础知识后的一门专业选修课。
本课程能够开阔化工类学生的视野、拓宽学生在分离工程领域的知识面,从而适应多种专业化方向的要求,而且为进一步的科学研究或工程应用打下基础。
2.课程任务:本课程的任务是教学膜分离技术、新型萃取技术、新型蒸馏技术、生化分离技术等新型分离技术的基础知识,和反映-分离耦合集成和分离-分离集成的设计等。
本课程强调工程观点、强调理论与实际相结合;通过度离任务的提出、解决方案的成立、分离流程的设计、和分离设备的选用等,提高学生分析问题、解决问题的能力。
二、课程教学大体要求通过本课程的教学,要求学生把握各类新型分离技术的大体理论,操作特点,同时对分离技术在进程工业中的重要意义及新型分离技术的开拓和进展有必然的了解。
成绩考核形式:期末成绩(闭卷考试)(70%)+平常成绩(作业、课堂提问等)(30%)。
成绩评定采纳百分制,60分为合格。
三、课程教学内容第一章绪论把握选择分离技术的一样规那么;了解分离技术在进程工业中的意义;了解新型分离技术的开拓和进展。
3.要求学生把握的大体概念、理论、技术通过本章的教学,要求学生把握分离技术的分类;把握选择分离技术的一样规那么。
教学重点是分离技术的分类;新型分离技术在化学工业、环境爱惜、生物技术、制药、电子、能源等领域的应用。
教学难点是新型分离技术在化学工业、环境爱惜、生物技术、制药、电子、能源等领域的应用。
(1)分离技术在进程工业中的意义要紧知识点:分离技术在进程工业中的重要意义;分离技术的分类。
(2)新型分离技术的开拓和进展要紧知识点:新型分离技术的开拓和进展;新型分离技术在化学工业、环境爱惜、生物技术、制药、电子、能源等领域的应用。
周芙蓉(中北大学化工与环境学院,山西太原030051)摘要:目前运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术,在中药制药、农产品加工和环保工程中都得到了广泛应用。
本文主要就近年来这三种分离技术的发展及其应用进行了简单的介绍。
关键词:超临界流体萃取分子蒸馏膜分离分离技术中图分类号:T Q23文献标识码:A文章编号:T1672-8114(2013)04-023-05关于三种新型分离技术的综述1引言国内外对分离技术的发展十分重视,但由于应用领域十分广泛,原料、产品和对分离操作的要求多种多样,决定了分离技术的多样性。
按机理划分,可大致分为五类:生成新相以进行分离(如蒸馏、结晶);加入新相进行分离(如萃取、吸收);用隔离物进行分离(如膜分离);用固体试剂进行分离(如吸附、离子交换)和用外力场或梯度进行分离(如离心萃取分离、电泳)等。
现在运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术。
2超临界流体萃取技术及其应用超临界流体萃取是一种以超临界流体代替常规有机溶剂对目标组分进行萃取和分离的新型技术。
其原理是利用流体(溶剂)在临界点附近区域(超临界区)内与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能,且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动来实现分离的。
由于二氧化碳具有无毒、不易燃易爆、廉价、临界压力低、易于安全地从混合物中分离出来,所以是最常用的超临界流体。
相对于传统提取分离方法(煎煮、醇沉、蒸发浓缩等)具有以下优点:萃取效率高、传递速度快、选择性高、提取物较干净、省时、减少有机溶剂及环境污染、适合于挥发油等脂溶性成分的提取分离。
2.1超临界流体萃取技术特点(1)由于在临界点附近,流体温度或压力的微小变化会引起溶解能力的极大变化,使萃取后溶剂与溶质容易分离。
(2)由于超临界流体具有与液体接近的溶解能力,同时又保持了气体所具有的传递性,有利于高效分离的实现。
新型精馏技术介绍(总8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除新型精馏技术及其应用摘要介绍了萃取精馏、共沸精馏、反应(催化) 蒸馏、吸附蒸馏、膜蒸馏、惰性气体蒸馏、动态高效规整填料塔精馏和分子蒸馏等新型蒸馏技术的基本原理、特点、研究进展和发展方向关键词萃取精馏共沸精馏反应(催化) 蒸馏吸附蒸馏膜蒸馏惰性气体蒸馏规整填料塔精馏分子蒸馏蒸馏技术作为当代工业应用最广的分离技术,目前已具有相当成熟的工程设计经验与一定的基础理论研究,随着生物技术、中药现代化和环境化工等领域的不断发展和兴起,人们对蒸馏技术提出了很多新的要求(低能耗、无污染等) 。
因此,在产品达到高纯分离的同时又能减低能耗和环境污染就成为蒸馏学科和工程研究开发的主要目标[1 ,2 ] ,并由此开发出以蒸馏理论为基础的许多新型复合传质分离技术,主要有以下几个方面:分子精馏、添加物精馏、耦合精馏和热敏物料精馏。
我尽量大概介绍,并将其中个人觉得比较重点的着重详细介绍。
1分子精馏技术分子蒸馏属于高真空下的单程连续蒸馏技术。
在高真空操作压力下,蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分离物质蒸汽分子平均自由程,由蒸发表面逸出的分子毫无阻碍地奔射并凝集在冷凝表面上。
这样利用不同物质分子平均自由程不同使其在液体表面蒸发速率不同,从而达到分离目的,蒸馏过程如下图所示。
相对于普通的真空蒸馏,分子蒸馏汽液相间不存在相平衡,是一种完全不可逆过程,具有以下特点。
操作压力低(0.1~10Pa);"蒸发面和冷凝面之间的间距小(10~50mm),操作温度远低于沸点;物料受热时间短(0.1-10s)。
因而适用于高分子量、高沸点、热稳定性差的物质蒸馏,特别是高分子有机化合物、热敏性食品、医药产品、塑料等物质的分离、提纯、蒸馏、反应等。
随着合成化学的进展,新的、从来不为人所知的物质的操作愈来愈多,如高分子物质的单体正在不断地构成新的物质,而且新的物质大部分都不稳定,用以往的蒸馏方法多会发生分解或聚合,而使用分子蒸馏就可以加以解决。