分子蒸馏技术课件.ppt
分子蒸馏技术,*,2,内容,绪论原理及特点工艺及设备工业化应用展望,*,3,绪论,什么是分子蒸馏技术分子蒸馏技术是怎样发展的,4,绪论,什么是分子蒸馏技术,分子蒸馏技术是利用分子平均自由程差异实现的一种液液分离技术为什么称为分子蒸馏？看其发展历程,分子蒸馏技术是在蒸馏技术的不断改进中产生的一种特殊的蒸馏分离技术蒸馏时，存在两股分子流向：液体气化，分子由液体流向气体；气体液化，分子由气体流向液体；当两股分子流数量相同时，便达到了平衡。平衡时组分在气液两相中的分配，由气液平衡常数决定。如果在蒸馏时设法使一部分由液相流向气相的分子不再返回液相，则分离效率会大幅提高。这就是分子蒸馏的思想。,5,绪论,分子蒸馏技术是怎样发展的思想,*,6,绪论,分子蒸馏技术是怎样发展的历程,真空度5kPa以上蒸发液面厚，停留时间长，加热温度较高,*,7,绪论,分子蒸馏技术是怎样发展的历程,真空度2kPa以上降低了蒸发液面厚度，剩余物和蒸出物分别采出，可以实现连续化生产液膜厚度不匀，会产生局部过热，造成裂解,*,8,绪论,分子蒸馏技术是怎样发展的历程,真空度0.1kPa液膜薄、匀，物料迅速被分离（以分、秒计）蒸出分子要经过较长的路程才能冷凝薄膜蒸发器,*,9,绪论,分子蒸馏技术是怎样发展的历程,与强制成膜蒸馏装置类似，只是由外冷式改成内冷式薄膜蒸发器,*,10,绪论,分子蒸馏技术是怎样发展的历程,真空度0.1100 Pa蒸发面、冷凝面之间的距离小于轻分子的平均自由程原理上不同于薄膜蒸发器和普通蒸馏,分子碰撞：分子与分子之间存在着相互作用力，远时表现为吸引、近时表现为排斥，由接近到排斥分离的过程称为分子碰撞。分子有效直径：分子碰撞过程中，两分子质心的最短距离（即发生斥离的质心距离），称为分子有效直径。分子运动自由程：一个分子在相邻两次分子碰撞之间所经过的路程。分子平均自由程：自由程是变化的，某时间间隔内自由程的平均值，称为分子平均自由程。,11,原理及特点,几个基本概念,*,12,原理及特点,几个基本概念,影响分子平均自由程的因素温度：温度上升，分子平均自由程增加压力：压力越高，分子平均自由程越小物质种类：不同物质的分子有效直径不同，平均自由程也不同,*,13,原理及特点,例：空气,有效直径：3.11*10-10m，压力与平均自由程的关系见下表：压力/mmHg1.0 10-1 10-2 10-3 10-4平均自由程/cm0.0056 0.056 0.56 5.6 56注：1mmHg=133.322Pa,14,原理及特点,分子蒸馏技术原理,分子蒸馏技术是利用分子平均自由程差异实现的一种液液分离技术两个条件：轻重分子平均自由程不同，蒸发面与冷凝面之间的距离小于轻分子的平均自由程压力：0.140Pa,是一种非平衡状态下的分离技术，原理上与常规蒸馏存在根本区别操作温度低：蒸气分子一旦由液相逸出（挥发）即可实现分离，无需达到沸腾状态，即可在原理沸点下操作，一般分子蒸馏的操作温度比常规真空蒸馏低50100操作压力低：压力越低，分子平均自由程越大，越有利于分子蒸馏分离。一般分子蒸馏的真空度达到0.1100Pa，而一般真空蒸馏的真空度是5kPa受热时间短：假定真空蒸馏的受热时间为数十分钟，而分子蒸馏的受热时间仅为几秒或几十秒分离程度及产品收率高,15,原理及特点,分子蒸馏技术特点,*,16,原理及特点,分子蒸馏技术特点,17,原理及特点,分子蒸馏技术特点,分子蒸馏较常规蒸馏存在的优势（1）产品质量高（2）产品能耗低（3）产品成本低（4）易于放大分子蒸馏的缺点：一次性投入较大,18,原理及特点,分子蒸馏技术的参数,液膜厚度：一般分子蒸馏液膜厚度为：降膜式0.050.3 cm，刮膜式0.010.05 cm，离心式0.0050.025 cm停留时间：一般为10 25s蒸发速度：与物质分子在蒸发液面上的挥发度有关，与气液平衡无关。可用Langmuir-Kundsen近似公式估算物料的热分解：取决于操作温度、压力及停留时间，成正比,19,原理及特点,分子蒸馏技术的参数,*,20,原理及特点,分子蒸馏技术的影响因素,各种因素对蒸发效率的影响系统压力升高，蒸发效率下降冷凝器温度升高，蒸发效率下降蒸发器与冷凝器之间的间距加大，蒸发效率下降随蒸发器与冷凝器的配置方式不同而不同,*,21,原理及特点,分子蒸馏技术的影响因素,进料温度对分子蒸馏效率的影响液膜厚度随进料温度的增加急剧下降不同进料温度下，薄膜表面温度趋于一致进料量越大，越难达到薄膜表面温度,*,22,工艺及设备,分类,实验室设备自由降膜式刮膜式离心式多级分子蒸馏,*,23,工艺及设备实验室设备,*,24,工艺及设备实验室设备,*,25,工艺及设备自由降膜式-外蒸发面,*,26,工艺及设备自由降膜式-内蒸发面,27,工艺及设备刮膜式示意图,*,28,工艺及设备刮膜式内部结构,*,29,工艺及设备刮膜式流程,*,30,工艺及设备刮膜式多级流程,*,31,工艺及设备离心式,32,工艺及设备离心式,*,33,工艺及设备离心式,*,34,工艺及设备离心式-立式,*,35,工艺及设备离心式流程,*,36,工艺及设备,
