降膜、刮膜说明(高真空分子精馏)
分子蒸馏技术
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]。
短程分子蒸馏
短程分子蒸馏
短程分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法的设备。
短程分子蒸馏按刮膜器形式分三种形式：滚膜、滑动刮膜、铰链刮膜，根据物料的粘度、处理性质选用不同的刮膜器,许多如石油重渣油、化学药品、药物及天然食品、保健品、脂肪酸等，常常是热敏性的、粘滞的及/或具有高沸点的物料。
要把这些物料从它们的其它组分分离出来，而保持产物的质量，只能在低的沸腾温度甚至是不到沸腾温度下精馏，且只能在很短的时间里，把热分解作用或聚合作用减到zui小，以消除对产品的破坏。
短程分子蒸馏按刮膜器形式分三种形式：滚膜、滑动刮膜、铰链刮膜，根据物料的粘度、处理性质选用不同的刮膜器。
短程蒸馏特性：能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的新型分离技术。
短的停留时间：刮膜器的作用，使得液膜在加热面停留时间极短。
低的蒸馏温度：由于冷凝器直接位于加热面的对面，减少了压差，所以具有极高的真空度，物料可在极低的温度下甚至于无需到沸点即蒸馏。
粘性物和产品中含有固体物：刮片的深深浸入，靠一个相当可观的边缘，料膜引起一个强烈的剪切及混合效应，减轻了待处理液的粘性，并防止加热面结垢，特别适合于含固体料液。
极薄的蒸馏液面：刮膜器的作用将料液刮成极薄的液膜。
分离更彻底。
分子蒸馏原理与装置
C3H6、CH3I、B2H6、C2F6、n-C3H8、n-C4H10、nC14H30、CF2Cl2、C2H5Cl、C2H5OH、CHFCl2、CH2Cl2 、C2H5NH2、、CH2Br2、(CH3)2NH、
SF6、i-C4H10、i-C5H12、i-C8H18、n-C7H16、CHCl3、 CHBr3、CHCl3、CHI3、CCl4、CBr4、C2F2Cl4、C6H6 、B5H9、B10H14、 C6H5CH3、C6H11CF3、C6H4(CH3)2、 (CH3)3N、(C2H5)3N、C(CH3)3Br、C(CH3)3OH、 C(CH3)2CHOH、(CH3)2CHCl、呋喃、吡啶、喹啉、噻 吩、二氧已烷 1,3,5-三已基苯
13
Байду номын сангаас
原理
基本原理
– 为达到使液体混合物分离的目的，首先进行加热，能量足 够的分子逸出液面。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冷凝面，使得轻分子落在冷凝面上 被冷凝，从而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 。于是将混合物分离了。 – 由于轻分子只走很短的距离即被冷凝，分子蒸馏亦称短程 蒸馏(Short-Path Distillation)。
10
分子蒸馏技术简介与应用
工业化应用分子蒸馏技术的产品
– T：碳氢化合物 萜烯烃(酯) 桃醛 塔尔油(妥尔油) – W：(天然及合成)脂溶性维生素(A、D、E、K)烷基糖苷(烷 基苷 烷基多苷 烷基多糖苷 烷基聚糖苷 烷基葡萄糖苷) 烷基酚 微晶蜡 戊二醛 维生素E醋酸酯 肟类 – X：小麦胚芽油 新洋茉莉醛 香附子烯 α-香附酮 香 芝麻蒿挥发油 香叶醇 香紫苏内酯 – Y：亚麻酸 油酸酰胺 (深海及发酵)鱼油 鱼肝油 燕麦 油 羊毛脂 羊毛醇 异氰酸酯预聚物 岩兰草油 月桂 二酸 氧化乐果 (聚)乙二醇酯 油酸二乙醇酰胺 月 桂酸二乙酰胺 乙醛酸 乙酰氨基苯乙酸乙酯异构体 亚 麻籽油 同位素铀浓缩 依托芬那酯 乙氧基脂肪醇 乙氧脂肪酸 液化煤 乙烯基吡咯烷酮 玉米油 乙酰柠 檬酸酯 腰果油 异丙烯二羧酸酯
高真空精馏塔方法
高真空精馏塔方法
高真空精馏塔方法是一种用于提取、分离、纯化化学物质的技术，也是一种工业化生产化学品的重要手段。
该方法主要采用高真空下的
蒸馏原理，将混合物加热至蒸汽状态，经过精确控制高真空精馏塔内
各个温度区的温度，使混合物中的各种成分按照其沸点不同的特点被
分离出来。
通过这种方法，可以大大提高化学品的纯度，进而提高化
学品的品质和使用价值。
高真空精馏塔方法广泛应用于有机合成、制药、化妆品、食品和
精细化工等行业。
在有机合成中，高真空精馏塔方法可用于分离和提
纯有机合成中的各种成分，例如反应产物、杂质和副产物等。
在制药
行业中，高真空精馏塔方法可用于提纯药物、分离杂质和纯化化合物。
在食品和化妆品行业中，高真空精馏塔方法可用于分离和提纯各种天
然香料、植物提取物和化妆品成分。
在精细化工行业中，高真空精馏
塔方法可用于生产各种高纯度化学品，例如有机溶剂、高纯度金属和
半导体材料等。
总之，高真空精馏塔方法是一种高效、精确和可靠的分离和纯化
技术，已经成为化学的重要基础。
薄膜蒸发器的分类比较与选型建议
薄膜蒸发器的分类比较与选型建议薄膜蒸发器是属于单程型蒸发器的一种，即物料在蒸发器内沿管壁加热成膜状流动，一次通过加热室即实现要求的浓度，而停留时间仅数秒或十几秒钟，具有传热效率高，蒸发速度快，物料停留时间短等优势，特别适合于热敏性物料的蒸发。
那么薄膜蒸发器有哪些种类？是怎么分类的呢？我们又该如何选择合适的薄膜蒸发器呢？首先，薄膜蒸发器依照物料在蒸发器内的流动方向及成膜原因的不同分为:升膜蒸发器、降膜蒸发器、升—降膜蒸发器、刮膜蒸发器四种类型。
薄膜蒸发器分类及比较类别物料流动方向成膜原因适用范围升膜蒸发器自下而上受热蒸发流动稀溶液、热敏性及易起泡的溶液降膜蒸发器自上而下重力作用浓度较高、粘度较大的物料，易结晶结垢的溶液不适用升—降膜蒸发器先升后降蒸发流动重力作用粘度更改很大，水分蒸发量不大的物料刮膜蒸发器自上而下旋转刮片刮带成膜高粘度、热敏性和易结晶、结垢的物料一、升膜蒸发器升膜蒸发器原材料子液经预热后由蒸发器的底部进入，加热蒸汽在管外冷凝。
当溶液受热沸腾后快速汽化，所生成的二次蒸汽在管内高速上升，带动液体沿管内壁成膜状向上流动，上升的液膜因受热而连续蒸发。
故溶液自蒸发器底部上升至顶部的过程中渐渐被蒸浓，浓溶液进入分别室与二次蒸汽分别后由分别器底部排出。
升膜蒸发器适用于蒸发量较大（即稀溶液）、热敏性及易起泡沫的溶液，但不适于高粘度、有晶体析出或易结垢的溶液。
二、降膜蒸发器降膜蒸发器的原材料子液由加热管的顶部加入。
溶液在自身重力作用下沿管内壁呈膜状下流，并被蒸发浓缩，汽液混合物由加热管底部进入分别室，经气液分别后，完成液由分别器的底部排出。
为使溶液能在壁上均匀成膜，在每根加热管的顶部均需设置液体布膜器。
布膜器的型式有多种。
降膜蒸发器可以蒸发浓度较高的溶液，对于粘度较大的物料也能适用。
但对于易结晶或易结垢的溶液不适用。
另外，由于液膜在管内分布不易均匀，与升膜蒸发器相比，其传热系数较小。
三、升—降膜蒸发器将升膜和降膜蒸发器装在一个外壳中，即构成升—降膜蒸发器，原材料子液经预热后先由升膜加热室上升，然后由降膜加热器下降，再在分别室中和二次蒸汽分别后即得完成液。
分子蒸馏技术及其应用
分子蒸馏技术及其应用摘要分子蒸馏又称短程蒸馏，是一种新型的液－液分离技术，与常规蒸馏相比具有许多优点，本文对分子蒸馏的基本原理、设备、特点以及在食品、医药、化工工业中的应用进行了阐述。
关键词：分子蒸馏、食品工业。
分子蒸馏是在高真空度下进行的非平衡蒸馏技术（真空度可达 0．01Pa），是以气体扩散为主要形式、利用不同物质分子运动自由程的差异来实现混合物的分离。
由于蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分离物料的蒸气分子的平均自由程，所以也称短程蒸馏。
由于分子蒸馏过程中。
待分离物质组分可以在远低于常压沸点的温度下挥发，并且各组分的受热过程很短，因此分子蒸馏已成为对高沸点和热敏性物质进行分离的有效手段。
目前已广泛应用于食品、医药、油脂加工、石油化工等领域，用于浓缩或纯化低挥发度、高分子量、高沸点、高黏度、热敏性、具有生物活性的物料。
一、分子蒸馏的概念原理和过程1.1分子蒸馏的基本概念分子有效直径：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：指一个分子与其他气体分子相邻两次分子碰撞之间所走的路程。
分子运动平均自由程：在一定的外界条件下，不同物质中各个分子的自由程各不相同。
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。
1．2 分子蒸馏的基本原理分子蒸馏的分离是建立在不同物质挥发度不同的基础上，其操作是在低于物质沸点下进行，当冷凝表面的温度与蒸发物质的表面温度有差别时就能进行分子蒸馏。
根据分子运动理论，液体混合物中各个分子受热后会从液面逸出，不同种类的分子，由于其有效直径不同，逸出液面后直线飞行距离是不相同的。
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，使得轻分子落在冷凝面上被冷凝，而重分子则因达不到冷凝面，返回原来液面这样就将混合物分离了，分子平均自由程是分子蒸馏基本理论的核心。
1.3分子蒸馏的基本过程根据分子蒸馏的基本理论，可将蒸馏过程分解为以下5个步骤：①物料在加热面上形成液膜；②分子在液膜表面上自由蒸发；③分子从加热面向冷凝面的运动；④轻分子在冷凝面上被捕获，重分子返回物料液膜；⑤馏出物和残留物的收集。
降膜、刮膜说明(高真空分子精馏)要点分析
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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
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分 子 蒸 馏 装 置
2/3/2021
内部冷凝器，流阻小，极限真空高
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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
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。
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面逸出的轻分子可未经碰撞到达冷凝面 ；
♦ 在薄膜状态下，真空蒸馏受热时间为1h，而分子蒸馏仅
用十几秒，受热时间很短。
■分离程度高
♦ 相对于真空蒸馏，分子蒸馏的分离程度更高，因此，分子
蒸馏常用来分离常规蒸馏不易分开的物质。
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几种产物的分 子蒸馏 真空蒸 馏比较 与
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♦1 分子蒸馏技术原理
物料输出系统
分子蒸馏装置构造框图
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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。
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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;
刮膜式分子蒸馏
刮膜式分子蒸馏
刮膜式分子蒸馏是一种常用的分离纯化技术，主要用于高沸点物质的提纯。
它利用了物质分子间的相互作用，将混合物中的不同成分通过蒸馏分离出来。
刮膜式分子蒸馏与传统的分子蒸馏不同，它使用一个具有高表面积的刮板薄膜，将混合物均匀地分布在其上。
然后，通过在薄膜上施加热量，将混合物加热至其沸点以上，并使其沸腾。
沸腾产生的气体在薄膜上逐渐冷却凝固，形成纯净的成分。
通过控制温度和压力等条件，可以将不同的成分分离出来。
刮膜式分子蒸馏具有高效、高纯度和可控性等优点，特别是对于高沸点物质的分离效果更佳。
它广泛应用于化工、医药、食品等领域，成为一种重要的分离纯化技术。
- 1 -。
降膜技术总结
降膜蒸发技术从操作方式可分为单效蒸发、多效蒸发和直接接触蒸发；按流体循环方式可分为不循环型蒸发、自然循环型蒸发、强制循环型蒸发、刮膜式蒸发及离心式薄膜蒸发1降膜式蒸发器简介工作原理：物料由加热室顶部加入，经液体分布器分布后呈膜状向下流动。
在管内被加热汽化，被汽化的蒸汽与液体一起由加热管下端引出，经气液分离后即得到浓缩液。
在降膜式蒸发器的操作过程中，由于物料的停留时间很短（约5～10 s），而传热系数很高，因此其较广泛地应用于热敏性物料，也可以用于蒸发粘度较大的物料，但不适宜处理易结晶的溶液。
2降膜蒸发系统的特点：1) 降膜式蒸发器的料液是从蒸发器的顶部加入，在重力作用下沿管壁成膜状下降，并在此过程中蒸发增浓，在其底部得到浓缩液。
降膜式蒸发器可以蒸发浓度较高、粘度较大（例如在0.05～0.45Ns/m2范围内）物料。
2) 由于溶液在单程型蒸发器中呈膜状流动，传热系数较高。
3) 停留时间短，不易引起物料变质，适于处理热敏性物料。
4) 液体滞留量小，降膜蒸发器可以根据能量供应、真空度、进料量、浓度等的变化而采取快速运作。
近常数,5) 由于工艺流体仅在重力作用下流动，而不是靠高温差来推动，可以使用低温差蒸发。
6) 降膜蒸发器适用于发泡性物料蒸发浓缩，由于料液在加热管内成膜状蒸发，即形成汽液分离，同时在效体底部，料液大部份即被抽走，只有少部份料液与所有二次蒸汽进入分离器强化分离，料液整过程没有形成太大冲击，避免了泡沫的形成。
3工艺流程工艺流程有顺流（并流）、逆流、混流（错流）、平流四种形式：顺流：溶液和蒸汽流向相同，都由一效顺序流到末效。
原料液用泵送入一效，依靠各效间的压差，自动流入下一效，完成液自末效（一般是在负压下操作）用泵抽出。
由于后一效的压力低，溶液的沸点也低，溶液从前效进入后一效时会闪蒸部分水分，产生的二次汽也较多，由于后效的浓度较前效高、操作温度低，往往第一效的传热系数比末效高很多。
顺流流程一般适宜处理在高浓度的情况下为热敏性的物料。
分子精馏操作技巧
分子精馏操作技巧在化工生产过程中，分子精馏是一种重要的分离技术，用于分离液体混合物中不同组分的轻重分子。
分子精馏操作的技巧对于保证产品的质量和提高生产效率十分关键。
下面将介绍一些分子精馏操作技巧。
1.系统预热：在进行分子精馏操作之前，需要对整个系统进行预热。
预热的目的是使系统达到稳定状态，并保证分馏塔和换热器中的液体处于饱和状态。
预热温度通常低于馏分温度，以免产生过度沸腾或热裂解等不良现象。
2.控制进料速率：进料速率的控制对于分子精馏操作十分重要。
进料速率过大会导致过度沸腾，影响操作的稳定性；进料速率过小则会导致分离效率低下。
因此，应根据系统性质和操作要求，合理控制进料速率。
3.控制塔顶温度：塔顶温度是判断分离效果的重要指标之一、通过调节塔顶温度可以改变不同组分的分离程度。
一般来说，降低塔顶温度可以提高分离效果，但过低的塔顶温度可能导致过度冷凝，产生塞塔现象。
因此，应根据不同组分的沸点范围和操作要求，合理控制塔顶温度。
4.控制回流比：回流比是指回流液与塔顶产物的比例。
回流比的选择直接影响塔底产物的纯度。
回流比过大会导致塔底产物纯度下降，回流比过小则会导致分离效果不理想。
因此，应根据产品要求和操作经验，选择合适的回流比。
5.适当使用塔板：塔板是分子精馏操作中常用的分离设备，通过塔板的效应实现物质的分离。
在操作过程中，可以根据需要适当增加或减少塔板的数量，以调整分离效果。
6.维护塔板：保持塔板的完整性和清洁度对于保证分子精馏操作的稳定性和效果至关重要。
定期检查和清洁塔板，及时更换破损的塔板，保证塔板的正常运行。
7.合理布置换热器：换热器的合理布置对于优化分子精馏操作十分重要。
应根据进料温度和产物温度的差异，合理选择换热器的布局和类型，以提高换热效率。
8.控制冷凝器温度：冷凝器是分子精馏操作中的重要设备，用于冷却塔顶气体，使其液化。
通过控制冷凝器温度可以控制塔顶气体的冷凝速度，影响产品产率和纯度。
9.处理塔底杂质：分子精馏操作中，塔底所得的产品通常还含有一定的杂质。
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香 料 香 精
3. 山仓子油
4. 桉叶油（茶树油）
5. 香茅油
6. 橙油
7. 紫罗兰酮
2015/11/9
37
典型的三级分子蒸馏流程图:
2015/11/9
38
2015/11/9
广受科研人员欢迎的实验型设备：MD-S80
39
中试型设备：MD-S150
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MD-S300
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设备昂贵、运行成本也高，只适合高附加值物质的分离。
2015/11/9 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。 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。
2015/11/9
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。
2015/11/9
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 ,
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
制 药
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1．醇类 2. —酯 3. 乙二醇醚
分子蒸馏技术
Molecular distillation technology
1 分子蒸馏技术原理 2 分子蒸馏装置 3 分子蒸馏技术的应用
2015/11/9
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。
8. 生育酚
9. 黄油
2015/11/9 34
1．盐基油
石 油 化 工
2. 亮库存油
3. 润滑油
4. 石蜡油
5. 沥青残留物
6. 焦油
2015/11/9
35
1．羊毛酯酸
日
化
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
2015/11/9
36
1．广藿香油 2. 玫瑰油
41
MD-S500
2015/11/9
42
MD-S900 1000吨/年 分子蒸馏单甘脂装置
2015/11/9
43
MDL-150（离心式）
2015/11/9
44
2015/11/9
7
几种产物的分子蒸馏与真空蒸馏比较
操作条件/原料名称
蒸发温度(℃) 真空度 （Pa） 分子蒸馏 真空蒸馏 分子蒸馏 真空蒸馏
亚油酸
140 200 1～ 3 20～30
鱼油乙酯 天然育酚(VE )
130～140 220 1～ 3 20～30 160 260 ＜1 20～30
产物收率(%)
2015/11/9 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。
真空系统
物料输出系统
分子蒸馏装置构造框图
2015/11/9
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。
2015/11/9 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
在远远低于沸点下进行操作的。 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。
2015/11/9 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。
2015/11/9
24
• 石油化工方面
应 用 情 况 简 介
• 塑料工业方面 • 食品工业方面 • 医药方面 • 香料工业方面
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25
事例1
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26
事例2
2015/11/9
27
事例3
2015/11/9
28
事例4
2015/11/9
29
事例5
2015/11/9
30
2015/11/9
6
3. 受热时间短
受加热面与冷凝面的间距小于轻分子的运动自由程, 由液 面逸出的轻分子可未经碰撞到达冷凝面 ； 在薄膜状态下，真空蒸馏受热时间为1h，而分子蒸馏仅 用十几秒，受热时间很短。
4. 分离程度高
相对于真空蒸馏，分子蒸馏的分离程度更高，因此，分 子蒸馏常用来分离常规蒸馏不易分开的物质。
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
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1．环氧树脂 2. 环氧化油
塑
料
3. 异氰酸盐
4. 增塑剂 5. 稳定剂
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1．脂肪酸及衍生物
2. 二聚酯肪酸
3. 鱼油 4. 小麦胚芽油 5．种子油 6. 单甘油酯
塑
料
7. 双甘油酯
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离心薄膜式分子蒸馏器
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转子刮膜式分子蒸馏器
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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。
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分子运动平均自由程的数学公式：
K T lm 2d 2 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。
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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。
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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
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分 子 蒸 馏 装 置
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内部冷凝器，流阻小，极限真空高
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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
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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。
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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
分子蒸馏 真空蒸馏
95 80
微黄色液体 棕红色液体
90 75
80 55
产物外观(纯度) 分子蒸馏 真空蒸馏
淡黄色液体 棕红色液体 棕红色液体 棕褐色液体
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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。