分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法,這時(shí)蒸氣分子的平均自由程大于蒸發(fā)表面與冷凝表面之間的距離,從而可利用料液中各組分蒸發(fā)速率的差異,對(duì)液體混合物進(jìn)行分離。
分子蒸餾原理
分子蒸餾是一種特殊的液--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。
當(dāng)液體混合物沿加熱板流動(dòng)并被加熱,輕、重分子會(huì)逸出液面而進(jìn)入氣相,由于輕、重分子的自由程不同,因此,不同物質(zhì)的分子從液面逸出后移動(dòng)距離不同,若能恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置一塊冷凝板,則輕分子達(dá)到冷凝板被冷凝排出,而重分子達(dá)不到冷凝板沿混合液排出。這樣,達(dá)到物質(zhì)分離的目的。
在沸騰的薄膜和冷凝面之間的壓差是蒸汽流向的驅(qū)動(dòng)力,對(duì)于微小的壓力降就會(huì)引起蒸汽的流動(dòng)。在1mbar下運(yùn)行要求在沸騰面和冷凝面之間非常短的距離,基于這個(gè)原理制作的蒸餾器稱為短程蒸餾器。短程蒸餾器(分子蒸餾)有一個(gè)內(nèi)置冷凝器在加熱面的對(duì)面,并使操作壓力降到0.001mbar。
短程分子蒸餾配套真空系統(tǒng),通過降低操作壓力,達(dá)到降低產(chǎn)物沸點(diǎn)的目的。海南短程分子蒸餾廠家供應(yīng)
分子蒸餾是一種特殊的液體分離技術(shù),它與傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原理不同,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。分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法,蒸氣分子的平均自由程大于蒸發(fā)表面與冷凝表面之間的距離,從而可利用料液中各組分蒸發(fā)速率的差異,對(duì)液體混合物進(jìn)行分離。
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(100~10000mmHg),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。當(dāng)液體混合物沿加熱板流動(dòng)并被加熱,輕、重分子會(huì)逸出液面而進(jìn)入氣相,由于輕、重分子的自由程不同,因此,不同物質(zhì)的分子從液面逸出后移動(dòng)距離不同,若能恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置一塊冷凝板,則輕分子達(dá)到冷凝板被冷凝排出,而重分子達(dá)不到冷凝板沿混合液排出。這樣,達(dá)到物質(zhì)分離的目的。
海南短程分子蒸餾廠家供應(yīng)短程分子蒸餾過程與傳統(tǒng)的蒸餾過程不同。
分子蒸餾的特點(diǎn)
1、普通蒸餾在沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行分離,分子蒸餾可以在任何溫度下進(jìn)行,只要冷熱兩面間存在著溫度差,就能達(dá)到分離目的。
2、普通蒸餾是蒸發(fā)與冷凝的可逆過程,液相和氣相間可以形成相平衡狀態(tài);而分子蒸餾過程中,從蒸發(fā)表面逸出的分子直接飛射到冷凝面上,中間不與其它分子發(fā)生碰撞,理論上沒有返回蒸發(fā)面的可能性,所以,分子蒸餾過程是不可逆的。
3、普通蒸餾有鼓泡、沸騰現(xiàn)象;分子蒸餾過程是液層表面上的自由蒸發(fā),沒有鼓泡現(xiàn)象。
4、表示普通蒸餾分離能力的分離因素與組元的蒸汽壓之比有關(guān),表示分子蒸餾分離能力的分離因素則與組元的蒸汽壓和分子量之比有關(guān),并可由相對(duì)蒸發(fā)速度求出。
我們知道,常規(guī)蒸餾,不論常壓下的,或者是真空下的粗真空蒸餾與低真空蒸餾,利用的原理都是根據(jù)不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差,也就是揮發(fā)性的不同,對(duì)其進(jìn)行分離提純。但是如果混合物的沸點(diǎn)相同或者很接近的情況下,常規(guī)的蒸餾就無法進(jìn)行下去了。
而分子蒸餾利用的則是物質(zhì)間不同的分子運(yùn)動(dòng)平均自由程來實(shí)現(xiàn)分離。什么是分子運(yùn)動(dòng)平均自由程?一個(gè)分子連續(xù)兩次碰撞間飛行距離的平均值。它的大小取決于分子的密度。因此進(jìn)行分子蒸餾需要滿足的是混合物分子的平均自由程需要存在差異,且差異越大越好。而要滿足足夠大的分子運(yùn)動(dòng)平均自由程,就需要保證足夠的低壓,因此分子蒸餾的真空度比普通真空蒸餾要高很多。
短程分子蒸餾的安裝操作。
分子蒸餾條件
1、 殘余氣體的分壓必須很低,使殘余氣體的平均自由程長度是蒸餾器和冷凝器表面之間距離的倍數(shù)。
2、 在飽和壓力下,蒸汽分子的平均自由程長度必須與蒸發(fā)器和冷凝器表面之間距離具有相同的數(shù)量級(jí)。
在這此理想的條件下,蒸發(fā)在沒有任何障礙的情況下從殘余氣體分子中發(fā)生。所有蒸汽分子在沒有遇到其它分子和返回到液體過程中到達(dá)冷凝器表面。蒸發(fā)速度在所處的溫度下達(dá)到可能的最大值。蒸發(fā)速度與壓力成正比,因而,分子蒸餾的餾出液量相對(duì)比較小。
在大中型短程蒸餾中,冷凝器和加熱表面之間的距離約為20~50mm,殘余氣體的壓力為10-3mbar時(shí),殘余氣體分子的平均自由程長度約為2倍長。短程蒸餾器完全能滿足分子蒸餾的所有必要條件。
短程分子蒸餾的原理。海南短程分子蒸餾廠家供應(yīng)
短程分子蒸餾的工作原理。海南短程分子蒸餾廠家供應(yīng)
分子蒸餾是在高真空條件下進(jìn)行的,因此設(shè)備內(nèi)要求具有較低的殘氣壓力,這就會(huì)帶來其他一系列的要求:
1、需要正確地選擇真空泵機(jī)組性能與管道尺寸,確保能夠快速地從容器內(nèi)抽出氣體。
2、正確選擇蒸發(fā)面與冷凝面的形狀、距離與相對(duì)位置,確保從設(shè)備的蒸餾內(nèi)無阻礙地引出殘余氣體。蒸發(fā)面與冷凝面之間的具體過小時(shí),一方面不利于抽除氣體,另一方面蒸餾液的霧沫也易濺到冷凝面上,使分離效果變差。
3、分子蒸餾多用于分離熱不穩(wěn)定性物質(zhì),因此要求被加工的物料在蒸餾溫度下停留較短的時(shí)間。
4、分子蒸餾過程中,液層內(nèi)部的擴(kuò)散是影響分子蒸餾過程的重要因素。因此分子蒸餾設(shè)備應(yīng)力求減少液層厚度及強(qiáng)化液層的位移,使之湍動(dòng)。
其次就是分子蒸餾時(shí),被蒸餾的液體必須預(yù)先除氣。因?yàn)樵诖髿鈮合?,無論何種液體都或多或少都會(huì)含有氣體。這些氣體的含量決定于液體本身的性質(zhì)和它進(jìn)入蒸餾裝置之前所處的狀態(tài)。
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