分子蒸馏PPT.

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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。
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分子蒸馏系统组成框图如下：
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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。
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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。
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国内外的工业实践证明，分子蒸馏技术应 用广泛。到目前为止，分子蒸馏技术已应用于 百余种产品的生产，而更具商业吸引力的应用 仍在不断开发。可以预见，随着人们追求天然 产品、回归自然潮流的兴起，新产品不断出现 ，分子蒸馏技术必将以其在产品提纯中的高效 优质、条件温和而备受青睐，开发应用将会得 到进一步发展。
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如图2-1所示，液体混合 物沿加热板自上而下流动，被 加热后能量足够的分子逸出液 面，轻分子的分子运动平均自 由程大，重分子的分子运动平 均自由程小，若在离液面距离 小于轻分子的分子运动平均自 由程而大于重分子的分子运动 平均自由程处设置一冷凝板， 此时，气体中的轻分子能够到 达冷凝板，由于在冷凝板上不 断被冷凝，从而破坏了体系中 轻分子的动态平衡，而使混合 液中的轻分子不断逸出；相反 ，气相中重分子因不能到达冷 凝板，很快与液相中重分子趋 于动态平衡，表观上重分子不 再从液相中逸出，这样，液体 混合物便达到了分离的目的。
分子蒸馏
组员：张军 黄盛 马钰程 唐翠红 李志红 林恺 陈蓉 覃明峰 莫韩慧 石亮 韦夏菊 覃景彬 覃辉 吴静文 赵肖盟 组长：黄盛 主讲：莫韩慧
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主要内容：
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一、前言
分子蒸馏技术是一种特殊的液液分离技 术，它产生于20世纪20年代，是伴随着真 空技术及真空蒸馏技术的发展而发展的。目 前，它已成为分离技术中的一个重要分支。 分子蒸馏不同于传统蒸馏依靠沸点差分 离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由 程的差别实现分离。当液体混合物沿加热板 流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进 入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因 此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离 不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分 子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到 冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离 的目的。
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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。
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四、分子蒸馏技术的设备
一套完整的分子蒸馏设备主要包括：分子蒸发 器、脱气系统、进料系统、加热系统、冷却真空系 统和控制系统。分子蒸馏装置的核心部分是分子蒸 发器，其种类主要有3种： (1)降膜式：为早期形式，结构简单，但由于液膜 厚，效率差，当今世界各国很少采用。 (2)刮膜式:形成的液膜薄，分离效率高，但较降膜 式结构复杂。 (3)离心式：离心力成膜，膜薄，蒸发效率高，但 结构复杂，真空密封较而实现不同物质的多级分离。
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我国分子蒸馏技术的研究起步较晚，上世纪60年代才有 研究者开始研究；1986年蔡沂春申请了关于M型分子蒸馏器 的专利；至上世纪80年代末期，国内引进了几套分子蒸馏生 产线，用于硬脂酸单甘油酯的生产。与此同时，国内许多研究 单位也进行了实验室技术研究，但工业化应用报道很少。北京 化工大学新特科技发展公司从上世纪90年代初开始对分子蒸 馏技术进行开发研究，从小试、中试至工业规模化生产，已先 后完成了利用分子蒸馏技术精制鱼油、天然维生素E、亚麻酸 、二聚脂肪酸、异氰酸酯加成物、辣椒红色素、角鲨烯等多个 产品的工业化生产，建成分子蒸馏生产装置30余条。鉴于该 公司开发的分子蒸馏技术的成功应用，于2001年荣获“国家 科技进步二等奖”。