分子蒸馏技术研究进展汇总
分子蒸馏技术及其应用的研究进展(精)
综述与专论分子蒸馏技术及其应用的研究进展陈立军陈焕钦(华南理工大学化学工程研究所,广州510640摘要分子蒸馏是一种在高真空下进行的特殊蒸馏技术。
分子蒸馏是一项国内外正在工业化开发应用的高新分离技术,尚未实现大规模的工业化。
分子蒸馏技术同普通蒸馏技术的差别很大。
介绍了分子蒸馏基本原理、技术特点、主要装置和优势。
此外还详细介绍了分子蒸馏技术在国内外的应用新进展,并提出了未来分子蒸馏领域的重点研究方向。
关键词平均自由程分子蒸馏应用进展R esearch Progress in the T echnique ofMolecular Distillation and its ApplicationChen Lijun Chen H uanqin(R esearch I nstitute of Chemical E ngineering ,Southern ChinaU niversity of T echnology ,G uangzhou 510640AbstractThe m olecular distillation (short -path distillation or unobstructed distillation is a special separation technique of liquid-liquid and a special distillation technique under the high vacuum.It is an industrializing Hi -tech at home and abroad and not used inthe industry in a large scale.There is much difference between the m olecular distillation and the conventional distillation.The basic principle ,technique characteristics ,main equipment and predominance of the m olecular distillation were introduced.In addition ,the new advance in the application of the m olecular distillation at home and abroad is introduced at length.The key research orientation of m olecular distillation in the future is brought forward.K eyw ordsMean free path M olecular distillation Application Progress 收稿日期:2004204202陈立军(19752,男,安徽合肥人,博士研究生。
分子蒸馏和膜分离技术的结合研究
分子蒸馏和膜分离技术的结合研究引言：分子蒸馏和膜分离技术是两种常用的分离技术，它们在化学、制药、石油等领域中具有广泛的应用。
分子蒸馏是一种基于分子不同挥发性的物理分离方法，而膜分离技术是通过选择性透过膜的物质来实现分离。
本文将探讨分子蒸馏和膜分离技术的结合研究，包括其原理、应用以及研究进展。
一、分子蒸馏和膜分离技术的原理1. 分子蒸馏技术原理：分子蒸馏是一种利用不同物质在不同温度下的蒸汽压差异实现分离的方法。
通过加热混合物，使其部分成分在增加的温度下蒸发，然后采用冷凝来收集蒸馏液，实现目标分离物的纯化。
2. 膜分离技术原理：膜分离是一种利用半透膜选择性透过某些组分的方法。
膜的选择性由其成分、结构和孔径大小等因素决定。
通过施加压力或差异浓度，将混合物经过膜，使目标组分通过，而其他组分被滞留在膜上。
二、分子蒸馏和膜分离技术的应用1. 化学领域：分子蒸馏和膜分离技术在化学领域中被广泛应用于有机合成反应产物的纯化和分离。
例如，用分子蒸馏技术可以将化学合成反应产物从反应溶液中分离出来，提高产品的纯度。
而膜分离技术则可以用于分离有机溶剂和水溶液，降低有机合成过程中有机溶剂的消耗和处理成本。
2. 制药行业：在制药行业中，分子蒸馏和膜分离技术被广泛用于药物的提纯和分离。
通过分子蒸馏技术可以从复杂的药物混合物中提取出目标药物，提高纯度和药效。
而膜分离技术可以用于药物的滤清、去离子和浓缩等工艺步骤，提高药物的质量和生产效率。
3. 石油工业：在石油工业中，分子蒸馏和膜分离技术被广泛应用于原油的分离和成品油的提纯。
通过分子蒸馏技术，可以将原油中的不同成分分离出来，得到不同的石油产品。
而膜分离技术则可以用于石油产品的净化和去除污染物，提高产品质量和环境友好性。
三、分子蒸馏和膜分离技术的结合研究1. 技术优势：分子蒸馏和膜分离技术在单独应用时存在一些局限性，如分子蒸馏需要高温高压操作，而膜分离技术可能存在选择性不高的问题。
分子蒸馏过程技术研究及其应用进展
分子蒸馏过程技术研究及其应用进展白宇*张炳南高昌保林国强何宇颉钱树成(中国石油塔里木油田公司天然气事业部)摘要分子蒸馏过程技术是近年来发展起来的一种新型的液-液分离技术,现已在很多领域得到广泛的应用。
综合评述了分子蒸馏的基本原理、过程技术特点、常用设备及其优缺点。
工业应用及过程模型化的研究进展。
并对分子蒸馏过程技术的前景提出了一些展望。
关键词分子蒸馏过程技术工业应用模型化0前言分子蒸馏[1]又叫短程蒸馏,是一种在高真空(011~10Pa)下,利用不同物质的分子运动平均自由程的差异来实现分离的液-液分离技术。
该技术具有蒸馏温度低、受热时间短、分离程度高、系统能耗低等特点,并且该分离过程为不可逆过程,不存在沸腾及鼓泡现象。
因此特别适用于分离高沸点、热敏性和易氧化的物质,能解决常规蒸馏技术所不能解决的问题。
目前已广泛地应用于国民经济的各个行业中。
1分子蒸馏过程技术的基本原理和特点分子蒸馏(molecular d istillation)是指在高真空的条件下,液体分子受热从液面逸出,利用不同分子平均自由程差导致其表面蒸发速率不同而达到分离的方法[2]。
分子分离过程如图1所示,经过预图1分子蒸馏过程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。
由于冷凝和蒸发表面的间距一般小于或等于蒸发分子的平均自由程,逸出分子可以不经过分子碰撞而直接到达冷凝面冷凝,最后进入轻组分接受罐。
重组分分子由于平均自由程小,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]。
从理想气体的分子动力学理论[4]可推导出分子平均自由程的定义式:K=12P d2n=K T2P d2P=RT2P d2N A P(1)式中K)))分子平均自由程,md)))分子直径,mT)))蒸发温度,KP)))真空度,PaR)))气体常数,81314N A)))阿佛加德罗常数,为6102@1023从分子蒸馏基本理论中可以看出,不同的分子由于有着不同的分子有效直径,故其平均自由程也不相同。
分子蒸馏技术综述
分子蒸馏分离技术综述摘 要 随着各种分离技术的应用与发展，分子蒸馏技术越来越受青睐，尤其是对于高沸点和热敏性物质的分离。
本文主要分析了分子蒸馏技术的发展现状、基本原理、分子蒸馏分离与传统分离的比较、几种典型分子蒸馏器的性能比较、及其应用实例、局限性和未来发展趋势等。
关键词 分子蒸馏 分离技术 应 用1分子蒸馏定义、历史及其发展现状分子蒸馏(Molecular Distillation)又称短程蒸馏（Short-Dath Distillation ），是一种在高真空度条件下进行非平衡分离操作的连续蒸馏过程，它是以液相中逸出的气相分子依靠气体扩散为主体的分离过程。
作为一种对高沸点和热敏性物质进行有效分离的手段，自20世纪30年代出现以来，得到了世界各国的重视。
至20世纪60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工业化应用，在日、英、美、德以及前苏联相继设计、制造了多套分子蒸馏装置，用于浓缩V A 等的生产，但当时困于种种条件，应用面窄、发展速度慢。
在过去的几十年中，世界各国都在不断扩大和完善该项技术在工业化中的应用，特别是20世纪80年代以来，随着人们对天然物质的青睐，回归自然潮流的兴起，分子蒸馏技术得到了迅速的发展。
分子蒸馏的设备目前应用较广的为离心薄膜式及转子刮膜式。
这两种方式的分离装置，也是一直在不断地改进和完善，特别是针对不同产品，其装置结构与配套设备要有不同的特点。
因此，就分子蒸馏装置本身来说，其开发研究的内容就十分丰富了。
在应用领域方面，国外已在近百种产品中进行了工业化生产，广泛应用于石油、化工、轻工、食品、医药、、农药及日用化工等。
我国对分子蒸馏技术的研究起步较晚，20世纪80年代末期，国内曾引进了几套分子蒸馏生产线，用于硬脂酸单甘脂的生产。
国内的研究人员也曾进行过一些研究，但工业化应用的报道很少。
2分子蒸馏的基本原理2.1分子运动平均自由程（1）分子碰撞：分子与分子之间存在着相互作用力。
分子蒸馏技术研究进展
新 。分 子 蒸 馏 （ ｌｃ ｌｒｄｓｉａｉｎ 又 称 短 程 蒸 ｍｏｅ ｕａ ｉ ｌ ｔ ） ｔｌ ｏ 馏 （ ｈ ｒ—ａｈｄｓｉａｉｎ ， 利用 不 同物质 的 分子 ｓ ｏ ｔ ｔ ｉｔ ｌ ｏ ） 是 ｐ ｌｔ
Ｍ ａｖ ． ２ ７ ００
文 章 编 号 ：６ ３１ ８ （０ ７ Ｏ一１ １ ６ １７ —６ ９ ２０ ）３Ｏ ２一 Ｏ
分子 蒸馏 技 术 研 究 进 展
王 宝辉 ， 张 学佳 ， 纪巍 ， 范 印 帅 ， 柳 荣伟
（ 大庆 石 油学 院 化 学化 工 学院 ， 龙 江 大庆 １ ３ １ ） 黑 ６ ３ ８ 摘 要 ：综合 评述 了分 子蒸馏技 术的基 本 原理 、 术 特 点及 设备 ， 对其 优 缺 点进 行 分 析评 价 ； 技 并 介 绍 了分子 蒸馏技 术在 工业 生产 中的应 用及存 在 的 问题 和 解 决 办法 ； 出 了未 来分 子 蒸馏 领 域 的 重 提 点研 究方 向 。分 子 蒸馏技 术作 为一 种环 境友 好 的 高新 分 离技 术 ， 向人 们展 示 出广 阔的应 用前 景 。 关键词 ：分 子蒸馏 技术 ； 点 ； 备 ； 特 设 应用 ； 展望 中 图分 类 号 ： ２ ＴＱ ０ ８ 文献标 识 码 ：Ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｍ ｏ ｅ ｕｌ ｒ ｓ ｉｌｔｏ ａ ａ ｎｖ ｒ ｎｍｅ — ｒｅ ｌ ｎｅ ｌ ｃ ａ ｄｉｔｌａ ｉ ｎ ｓ ｅ ｉｏ ｎｔｆ ｉｎｄ ｙ ｗ ｓ ｐａ ａ ｉ ｎ ｅ ｈｎ ｏ ｓ ｏｗｓ ｅ ｒ ｔｏ ｔ ｃ ｏｌ ｇｙ ｈ ａ ｂｒ ａ ｏ ｐ ｃ ｏ ａ ｌｃ ｔｏ ｏ ｄ ｐｒ ｓ ｅ ｔ ｆ ｐｐ ｉａ ｉ ｎ． Ｆｉｓ ｌ ｒ ｔｙ， ｔ ｂａ ｉ ｐｒｎｃｐｌ ｍａ ｎ ｑｕ ｐ ｅ ａ ｄ ｅ ｈｎ ｏｇ ｃ ｌ ｈｅ ｓｃ ｉ ｉ ｅ， ｉ ｅ ｉ ｍ ｎｔ ｎ ｔ ｃ ｏｌ ｉａ ｆ ａ ｕｒ ｓｏ ｏ ｅ ｕ ａ ｄ ｓ ｉｌ ｔｏｎ ｅ ｈｎ ｌ ｙ ａ ｅ ｓ ｍｍ ａ ｉｅ ｉ ｈ ｓ ｍ ａ ｅ ｔ ｅ ｆ ｍ ｌ ｃ ｌ ｒ ｉｔｌａ ｉ ｔ ｃ ｏ ｏｇ ｒ ｕ ｒｚ ｄ ｎ ｔ ｉ ｎｕｓ ｒｐｔ Ｓ ｃ ｎ ｙ， ｔ ｃ ｉ ． ｅ ｏ ｄｌ ｈｅ
分子蒸馏工作总结
分子蒸馏工作总结
分子蒸馏是一种重要的化工分离技术，广泛应用于石油化工、食品加工、制药
等领域。
通过控制物质的沸点差，将混合物中的不同成分分离出来，达到纯化和提纯的目的。
下面我们来总结一下分子蒸馏的工作原理和关键步骤。
首先，分子蒸馏是基于不同成分在一定温度下的沸点差异而实现的。
在分子蒸
馏过程中，混合物被加热至其中一个成分的沸点，然后将蒸气冷凝成液体，从而分离出目标成分。
这就要求我们在操作中精确控制温度和压力，以确保目标成分能够被有效分离出来。
其次，分子蒸馏的关键步骤包括加热、蒸发、冷凝和收集。
在加热过程中，混
合物被加热至其中一个成分的沸点，产生蒸气。
然后，蒸汽通过冷凝器冷却成液体，并被收集。
这些步骤需要通过合适的设备和控制系统来实现，以确保分子蒸馏的高效运行。
此外，分子蒸馏还需要考虑混合物的性质和成分之间的沸点差异。
一些混合物
可能具有非常小的沸点差，这就需要更高级别的技术和设备来实现有效的分离。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的分子蒸馏工艺和设备，以确保分离效果和经济效益。
总的来说，分子蒸馏是一种重要的化工分离技术，它在实际生产中具有广泛的
应用前景。
通过深入理解分子蒸馏的工作原理和关键步骤，我们可以更好地应用这一技术，提高产品质量，降低生产成本，实现可持续发展目标。
希望今后分子蒸馏技术能够不断创新和完善，为各行各业的发展贡献更多力量。
分子蒸馏技术在医药行业的应用及研究进展
２１ 中药 有效 成分 的提取 分 离 ．
２１１ 维 生 素 ．．
随着 生 活水平 的提 高 ．人 们对保 健 品 的需 求越
来越 大 。天然 维生 素 Ｅ主要存 在 于一些 动植物 组织 中， 由于其 对 热敏 感 ， 点较 高 ， 用 传统 精 馏 法不 沸 运
温度 １ ０℃ ，压力 为真 空 １ ～ ． Ｐ ，进 料温 度 为 ｌ ． １ ａ ０ ５
天 然 维生 素 Ｅ粗提 液 为原 料 ，经过 ２级分 子 蒸馏 ， 得 到 天然 Ｏ 生育 酚质量 分数 约 ９ ％的产 品 ， 回收 ｔ 一 ６ 总
率 达 ７ ． ７７ 。 ％Ｉ
６ ～ ０℃ ， 过 分子 蒸馏 ． 以将 原 料 中 的 Ａ ０７ 经 可 ２亚 麻
者 和 回归者 。分子 蒸馏 能实 现传统 分离 方法 无法 实 现 的物 理过 程 ， 因此 ， 一些 高附加 值物 料 的分离 与 在
精 制 中被广 泛应用 。
力和思 维能 力等特 殊功 效 ，为人体 营养 、健康 所必
需 。如 脂肪 酸 包括 Ａ ２亚麻 酸 、亚 油酸 、 Ｐ Ｄ Ｅ Ａ、 ＨＡ 等。 而不 饱和脂 肪酸 在高 温下易分 解 易氧化 ， 了保 为 证产 品 的质量 。 提高药 效 ． 常采用 分子蒸 馏技 术分 离 多不饱 和脂 肪酸 。
．
３ ８・
杭智 军等
分 子蒸 馏技术 在 医药行 业 的应 用及 研究进 展
综ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
面逸 出的轻 分子 ． 几乎 未经 碰撞就 直接 到达 冷凝 面 ，
所 以受热 时 间很 短 。另外 ， 由于混合 液体呈 薄膜 状 ，
分子蒸馏技术研究进展讲义
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在重力作用下形成液膜流动的Navier-Stokes方 程:
式中, ʋj为蒸发面上的液膜流动速度；ν为蒸馏物料
的运动粘度; ƒj为蒸发面上的单粒子分布函数。 质量扩散方程:
式中，Cij为组分i在蒸发面或冷凝面j上的浓度；D为扩
散系数
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热量平衡方程:
式中, Tj为蒸发面或冷凝面j的温度; Г为液膜导热系数。
分子蒸馏技术研究进展
主要内容
♠ 分子蒸馏技术简介
♥ 原理 ♣过程 ♦ 特点
♠ 分子蒸馏技术研究进展
♥ 设备发展 ♣研究成果 ♦ 应用进展
2020/7/25
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1.分一子、蒸分馏子技蒸术馏原理技术简介
分子蒸馏又称短程蒸馏。
分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术，它不同于传统蒸 馏依靠沸点差的分离原理，而是靠不同物质分子运动平均 自由程的差别实现分离。
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对分子蒸馏器的蒸馏空间几何外形进行改进
中国山东青岛的蔡沂春发明了M形离心式分子蒸馏器, 此发明是一种从液状油脂类中分离提纯出高沸点而易 于热分解的有机物的分子蒸馏器, 具有高药用纯、高 分离能力及高节能能力的特性, 回收率与处理能力均 良好。
中国福建省的陈德裕发明了悬锥形离心式分子蒸馏器, 具有便于制造及安装、能够防止雾沫飞溅、提高产品 质量等优点。由于该结构相对的蒸发面积大, 可以在 分子自由程较短的条件下完成蒸馏, 蒸馏效果好。
运用这些方程可对各种操作条件下的分子蒸 馏过程建立模型, 并对其影响参数进行估算, 优化 其模型。此外, 还有学者结合具体工艺流程对其蒸 发速率、分离效率进行分析, 建立工艺参数数学模 型, 为确定最佳工艺流程提供依据。
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2.2 对分子蒸馏基本理论的研究
近几年, 随着分子蒸馏技术应用的不断深入,学者 们发现其基本理论有一定缺陷
传统的分子蒸馏理论是建立在分子动力学中平均自由 程概念上, 认为分子蒸馏需满足蒸发面与冷凝面的间 距小于或等于分子平均自由程。
但在生产实践中，存在较大偏差。实践中把蒸发面与 冷凝面的间距设计为远大于分子平均自由程, 可发现 蒸发速率和分离效率并无显著变化。
对分子蒸馏器的设计研究 对分子蒸馏基本理论的研究 对分子蒸馏数学分析模型的研究
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2.1 对分子蒸馏器的设计研究
对离心式分子蒸馏器的加热装置进行改进
美国的Jacques和Alain发明了电感加热的分子蒸馏装置。 此装置采用一电感加热设备代替传统的热能加热设备, 真正实现对蒸馏料液的均匀加热, 具有高效、节能的 特点, 很有推广应用价值
运用这些方程可对各种操作条件下的分子蒸 馏过程建立模型, 并对其影响参数进行估算, 优化 其模型。此外, 还有学者结合具体工艺流程对其蒸 发速率、为确定最佳工艺流程提供依据。
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2.3 对分子蒸馏数学分析模型的研究
国外许多学者尝试建立分子蒸馏数学分析 模型, 用以对分子蒸馏进行分析研究。
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对分子蒸馏器的结构进行改进
以均衡分离因素和蒸发速率,使其达到最佳状态
Lutisan等人在分子蒸馏器内部设计一个捕集分离器, 从而提高了馏出物的组分浓度，但同时也降低了蒸发 速率, 这种设计特别适用于有闪蒸现象的分子蒸馏
国内有学者设计了降膜回流式分子蒸馏装置, 并对分 子蒸馏中流出液以液液接触的方式进行多段回流, 提 高其分离能力, 使蒸馏装置实现精馏, 对难分离物质 进行分离
对个别分子而言，自由程时长时短，但大量分子 的自由程具有确定的统计规律
大量分子自由程的平均值称为平均自由程
轻分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小
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2.分子蒸馏过程
分子蒸馏过程可分为以下四步：
分子从液相主体向蒸发表面扩散 分子在液层表面上的自由蒸发 分子从蒸发表面向冷凝面飞射 分子在冷凝面上冷凝
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在重力作用下形成液膜流动的Navier-Stokes方 程:
式中, ʋj为蒸发面上的液膜流动速度；ν为蒸馏物料
的运动粘度; ƒj为蒸发面上的单粒子分布函数。 质量扩散方程:
式中，Cij为组分i在蒸发面或冷凝面j上的浓度；D为扩
散系数
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热量平衡方程:
式中, Tj为蒸发面或冷凝面j的温度; Г为液膜导热系数。
降膜式分子蒸馏装置
早期形式，结构简单，但液膜厚，效率差，当今世界各国很少采用
刮膜式分子蒸馏装置
形成的液膜薄，分离效率高，但较降膜式结构复杂
离心式分子蒸馏装置
离心力成膜，膜薄，蒸发效率高，但结构复杂，真空密封较难
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德国U.I.C 公司 KDL-1
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2.分子蒸馏技术最新研究成果
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Micov，Miroslav等对分子蒸馏的平衡方程 进行了深入的研究和理论推导, 认为分子蒸馏过 程可由以下四个基本平衡方程构建:
应用于分子蒸馏蒸汽阶段质量传递的 Boltzmann 方程:
式中, PA为组分A的分压；MA为组分A的分子质量；ƒA， ƒB为组分A、组分B的单粒子分布函数
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在分子蒸馏过程中, 液体混合物被加热蒸发,液液界面被 冷却, 易挥发相浓度不断减少, 主体相存在着传质传热 阻力
在蒸馏过程中, 分子又以一定的速度逃逸气液界面, 存 在界面阻力, 此时需考虑液膜中扩散作用和分子蒸馏蒸 发作用的双重影响
研究人员从微观动力学入手, 结合流体动力学、热 传递、质量传递和表面蒸发现象, 建立一系列系统 平衡方程，从而得到界面温度、液膜厚度和浓度等 宏观性质，阐明蒸发系数E的物理意义, 完善分子 蒸馏基本理论。
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3.分子蒸馏技术特点
蒸馏温度低 受热时间短 分离程度高 特别适合以下物料的分离、浓缩与纯化
热敏性、易氧化的活性物质 高分子量、高沸点、高粘度物料
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1二.分、子分蒸子馏蒸设备馏的技发术展研究进展
静止式分子蒸馏装置
最早出现，简单、低廉，容易分解，分离效率低，现已被淘汰
四 川 省 的 周 增 龙 发 明 了 真 空 分 子 蒸 馏 静 态 电 加 热 器 , 此发明可使热量直接迅速均匀地传至被加热壁面, 无 需导热油循环设备, 既简化了设备结构, 降低了热损 失, 又提高了传热效率, 适用于化工医药行业中分离 精制高感热、高沸点及高粘物质的真空分子蒸馏
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对分子蒸馏器的蒸馏空间几何外形进行改进
中国山东青岛的蔡沂春发明了M形离心式分子蒸馏器, 此发明是一种从液状油脂类中分离提纯出高沸点而易 于热分解的有机物的分子蒸馏器, 具有高药用纯、高 分离能力及高节能能力的特性, 回收率与处理能力均 良好。
中国福建省的陈德裕发明了悬锥形离心式分子蒸馏器, 具有便于制造及安装、能够防止雾沫飞溅、提高产品 质量等优点。由于该结构相对的蒸发面积大, 可以在 分子自由程较短的条件下完成蒸馏, 蒸馏效果好。
在高真空下，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， 轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板， 与混合液排出。这样，达到物质分离的目的。
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分子平均自由程
自由程是指一个分子与其它分子相继两次碰撞之 间，经过的直线路程
分子蒸馏技术研究进展
主要内容
♠ 分子蒸馏技术简介
♥ 原理 ♣过程 ♦ 特点
♠ 分子蒸馏技术研究进展
♥ 设备发展 ♣研究成果 ♦ 应用进展
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1.分一子、蒸分馏子技蒸术馏原理技术简介
分子蒸馏又称短程蒸馏。
分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术，它不同于传统蒸 馏依靠沸点差的分离原理，而是靠不同物质分子运动平均 自由程的差别实现分离。