化學工程-分子蒸餾設備分析

1、分子蒸餾設備,,課題背景分子蒸餾的基本原理分子蒸餾設備,目錄,研究方向：硅油的合成。選擇目的：在硅油的合成過程中，會產生一些不需要的小分子聚合體，這些雜質會影響產品的質量。而分子蒸餾技術具有蒸發(fā)溫度遠低于被分離物料的常壓沸點的優(yōu)點,能很好的保護高聚物的品質，是物理分離，有助于提高產品純度。同時，分子蒸餾技術特別適合于高分子量、高沸點、高粘度、易氧化和熱敏性物質的分離和提純。,課題背景,分子蒸餾又稱短程蒸餾，是一種高真空下進行分離精

2、制的連續(xù)蒸餾過程。蒸餾物料分子從蒸發(fā)液面揮發(fā)至冷凝所經過的行程小于其分子運動平均自由程，不同物質分子由于運動平均自由程的差別，而在液－液狀態(tài)下得到分離。分子平均自由程：任一分子在運動過程中都在不斷變化自由程，而在一定的外界條件下，不同物質的分子其自由程各不相同。在某時間間隔內自由程的平均值稱為平均自由程,分子蒸餾技術,,分子蒸餾的基本原理,混合液沿加熱板自上而下流動，被加熱后能量足夠的分子逸出液面。離液面距離小于輕分子的分子運動平均

3、自由程而大于重分子的分子運動平均自由程處設置一冷凝板。輕分子能夠到達冷凝板，破壞了體系中輕分子的動態(tài)平衡，不斷逸出重分子因不能到達冷凝板，很快與液相中重分子趨于動態(tài)平衡，表觀上重分子不再從液相中逸出，這樣，液體混合物便達到了分離,輕、重分子的平均自由程必須要有差異，且差異越大越好蒸發(fā)面與冷凝面間距必須小于輕分子的平均自由程但是實際上，要是蒸發(fā)器表面與冷凝器表面的距離小于分子的平均自由路程，往往是很不經濟的。所以通常其距離稍大于分

4、子的平均自由程，并控制在同一數量級的范圍內。在生產中分子蒸餾通常在0.4-40Pa壓力下操作，另一種稱為無阻礙蒸餾通常在2.7-66.7Pa下操作，無阻礙蒸餾的板間距較大，分子蒸餾的板間距較小，短程蒸餾一般分子蒸餾泛指這兩者,分子蒸餾應滿足的條件,蒸發(fā)系統以分子蒸餾蒸發(fā)器為核心，可以是單級，也可以是兩級或多級。該系統中除蒸發(fā)器外，往往還設置一級蒸發(fā)系統以分子蒸餾蒸發(fā)器為核心，可以是單級，或多級冷阱。物料輸入、輸出系統以計量泵、級間輸

5、料泵和物料輸出泵等組成，主要完成系統的連續(xù)進料與排料功能。加熱系統根據熱源不同而設置不同的加熱系統。目前有電加熱、導熱油加熱及微波加熱等。真空獲得系統分子蒸餾是在極高真空下操作，因此，該系統也是全套裝置的關鍵之一。真空系統的組合方式多種多樣，具體的選擇需要根據物料特點確定?？刂葡到y通過自動控制或電腦控制,分子蒸餾設備的系統組成,原料油放入瓶A內，通過滴液速率計數器B，沿加熱管C進入脫氣管盤F，此前設置一油氣分離球D，然后再進入一內

6、加熱、外冷凝的降膜分離器，蒸出物進入接受器K，蒸余物進入接受器J，流程系統中設有真空系統E、G,分子蒸餾設備,內加熱外冷凝降膜式實驗用分子蒸餾裝置,該離心式實驗裝置，是一種帶循環(huán)的間歇蒸餾裝置。由泵從貯罐中將液體打入分離器內錐形盤中，由馬達帶動錐形盤旋轉，而使液體形成薄膜，并向錐形盤周邊移動，液膜被加熱后，易揮發(fā)物被蒸出，在真空罩周圍冷凝，順著蒸出物液槽流出至蒸出液瓶中，蒸余物則順蒸余物液槽流出至蒸余物貯罐中，蒸余物再循環(huán)蒸餾,離心式分

7、子蒸餾實驗裝置,實驗室用刮膜式分子蒸餾設備,其結構的主要特點是在刮膜式釜中設置一聚四氟乙烯制的轉動刮板,既保證液體能夠均勻覆蓋蒸發(fā)表面,又可使下流液層得到充分攪動,從而強化了物料的傳熱和傳質過程,提高了分離效能,刮膜薄膜蒸餾器,進體液料在真空狀態(tài)下進入蒸餾器，利用刮板的轉動在內壁上被迅速展開成膜，向下運動與蒸發(fā)表面充分接觸，加熱壁和高真空驅使易揮發(fā)的成分聚集到距離很近的內置冷凝器表面，同時不易揮發(fā) 的成分繼續(xù)沿著蒸餾壁向下移動，并被收集

8、，而分離出來的蒸餾物通過單獨的卸料口流出。,在食品工業(yè)中的應用：單甘脂的生產、魚油的精制（DHA、EPA的提?。?、油脂的脫酸、高碳醇的精制 在精細化工中的應用：芳香油的提純、高聚物中間體的純化、羊毛脂的提取在醫(yī)藥工業(yè)的應用：提取天然維生素A、維生素E 、制取氨基酸及葡萄糖的衍生物胡蘿卜素和類胡蘿卜素等,實際生產應用,維生素提取分子蒸餾設備,魚油加工分子蒸餾設備,石化加工設備,精油提純設備,真空度高 常規(guī)蒸餾裝置由于存在填料或

9、塔板的阻力,所以系統很難獲得較高的真空度,一般僅達6kPa。而分子蒸餾裝置內部結構比較簡單,壓降極小,所以極易獲得相對較高的真空度(0.1一100Pa),更有利于進行物料的分離。操作溫度低 常規(guī)蒸餾是在物料沸點溫度下進行操作的,而分子蒸餾是利用不同種類的分子逸出液面后的平均自由程不同的性質來實現分離的,可在遠低于沸點的溫度下進行操作,物料并不需要沸騰,操作溫度比常規(guī)真空蒸餾可低50~100℃。 受熱時間短 常規(guī)蒸餾,被分離組分從

10、沸騰液面逸出到冷凝餾出,由于所走的路程較長,所以受熱的時間較長;而分子蒸餾由于氣態(tài)分子從液面逸出到冷凝面冷凝所走的路徑要小于其平均自由程,距離較短,所以物料處于氣態(tài)這一受熱狀態(tài)的時間就短,一般僅為0.05一0.15S。分離程度高 分子蒸餾常常用來分離常規(guī)蒸餾不易分開的物質(不包括同分異構體的分離)。對用兩種方法均能分離的物質而言,分子蒸餾的分離程度更高。缺點：全程都是真空系統設備投資較高，連續(xù)化生產能力低，分子蒸餾器耗能較大。,