分子蒸餾工作原理

分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術，它不同于傳統蒸餾依靠沸點差分離原理，而是靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現分離。

當液體混合物沿加熱板流動并被加熱，輕、重分子會逸出液面而進入氣相，由于輕、重分子的自由程不同，因此，不同物質的分子從液面逸出后移動距離不同，若能恰當地設置一塊冷凝板，則輕分子達到冷凝板被冷凝排出，而重分子達不到冷凝板沿混合液排出。這樣，達到物質分離的目的。

在沸騰的薄膜和冷凝面之間的壓差是蒸汽流向的驅動力，對于微小的壓力降就會引起蒸汽的流動。在1mbar下運行要求在沸騰面和冷凝面之間非常短的距離，基于這個原理制作的蒸餾器稱為短程蒸餾器。短程蒸餾器（分子蒸餾）有一個內置冷凝器在加熱面的對面，并使操作壓力降到0.001mbar。 短程分子蒸餾系統技術推廣應用。北京全新短程分子蒸餾系統安裝

技術原理：分子蒸餾技術是一種新型的液-液分離或精制技術，是利用混合物組分中不同分子運動的平均自由程的差異不同而進行分離的。其特征是蒸發面與冷凝面之間的距離小于被分離物料分子的平均自由程，根據被分離物系各組分的分子量不同，分子平均自由程的差別進行分離。 液體受熱后，輕分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，在離液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子平均自由程處設置捕集器，使得輕分子不斷被捕集，從而破壞了輕分子的動態平衡而使混合液中的輕分子不斷逸出，而重分子因達不到捕集器很快趨于動態平衡，不再從混合液中逸出，這樣，液體混合物便達到了分離的目的。

應用范圍：此技術應用于廢礦物油回收處置。

工藝流程：主要工藝流程為“預處理——薄膜蒸餾——分子蒸餾——固定床脫色”。

北京全新短程分子蒸餾系統安裝短程分子蒸餾系統分離物質的原理？

分子蒸餾技術

蒸餾是將固體與液體或液體與液體混合物分離較基本的方法。

常規的蒸餾方式：原料在蒸發器內被加熱至蒸發溫度, 低沸點組分蒸發后進入冷凝器冷卻, 得到所需的產品。

普通蒸餾的基本過程是當分子離開液面后所形成的蒸汽分子，會在運動中互相碰撞，一部分進入冷凝器中，另一部分則返回液體內。常規的蒸餾方式- 需要較高的蒸餾溫度 - 物料加熱時間較長局限性- 無法對熱敏物質進行分離。

要避免部分物質在蒸餾過程中因分解而造成損失，可以采用減壓蒸餾法。

減壓蒸餾  通過將系統抽真空可降低蒸發溫度

壓力與沸點的關系：壓力每降低一個數量級，沸點降低約20－30度。

但對于熱敏物質來說, 在蒸餾釡內進行的真空蒸餾有很多缺點：很長的蒸餾時間 - 由于壓力降的緣故，以及真空泵很難克服蒸餾釜內液面的靜壓高度，所以在蒸發處的真空是非常有限的。較終的真空度并不由真空泵的大小而決定, 而是受管路的傳導性和蒸發器內靜液面高度的限制。

沸點高、對熱不穩定、粘度高或容易的物質，均不宜用一般的減壓蒸餾，應進行分子蒸餾。

分子蒸餾過程

短程蒸餾器還適合于進行分子蒸餾。分子流從加熱面直接到冷凝器表面。分子蒸餾過程可發如下四步：

分子蒸餾分子從液相主體向蒸發表面擴散

通常，液相中的擴散速度是控制分子蒸餾速度的主要因素，所以應盡量減薄液層厚度及強化液層的流動。

分子蒸餾分子在液層表面上的自由蒸發

蒸發速度隨著溫度的升高而上升，但分離因素有時卻隨著溫度的升高而降低，所以，應以被加工物質的熱穩定性為前提，選擇經濟合理的蒸餾溫度。

分子蒸餾分子從蒸發表面向冷凝面飛射

蒸氣分子從蒸發面向冷凝面飛射的過程中，可能彼此相互碰撞，也可能和殘存于兩面之間的空氣分子發生碰撞。由于蒸發分子遠重于空氣分子，且大都具有相同的運動方向，所以它們自身碰撞對飛射方向和蒸發速度影響不大。而殘氣分子在兩面間呈雜亂無章的熱運動狀態，故殘氣分子數目的多少是影響飛射方向和蒸發速度的主要因素。

分子蒸餾分子在冷凝面上冷凝

只要保證冷熱兩面間有足夠的溫度差（一般為70~100℃），冷凝表面的形式合理且光滑則認為冷凝步驟可以在瞬間完成，所以選擇合理冷凝器的形式相當重要。

短程分子蒸餾系統四大優勢。

由分子蒸餾的基本原理可以看出，分子蒸餾是一種區別于常規蒸餾的非平衡狀態下的特殊蒸餾。與常規蒸餾相比，分子蒸餾有如下無法比擬的特點:

（1）操作溫度低，節省能耗

常規蒸餾是依靠物料混合物中不同物質的沸點差進行分離的，而分子蒸餾是靠不同物質的分子運動平均自由程的差別來進行分離的，并不要求物料一定要達到沸騰狀態，只要分子從液相中揮發逸出，就可以實現分離。正因為分子蒸餾是在遠離沸點下進行操作，因此產品的能耗小。

（2）蒸餾壓強低，要求在高真空度下操作。

分子運動平均自由程與系統壓力成反比，只有加大真空度，才能獲得足夠大的平均自由程。研究指出，分子蒸餾的真空度高達0.1-100Pa。

（3）受熱時間短，降低熱敏性物質的熱損傷。

由于分子蒸餾是利用不同物質分子運動平均自由程的差別而實現分離的，其基本要求是加熱面與冷凝面的距離必須小于輕分子的運動平均自由程，這個距離通常很小，因此輕分子由液面逸出后幾乎未發生碰撞即射向冷凝面，所以受熱時間極短。研究測定指出，分子蒸餾受熱時間為幾秒或幾十秒，從而在很大程度上避免了物質的分解或聚合。

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分子蒸餾設備

（1）降膜式分子蒸餾設備，該類設備主要由圓筒形的蒸發面與內置的冷凝器組成，分子蒸餾過程中從蒸發器的頂部流入，底部流出。化合物從頂部流入后再重力的作用下在蒸發表面形成自上而下的具有流動性的液膜。降膜式設備采用膜式蒸餾，相對于釜式蒸餾設備更容易逸出，加熱時間更短。

（2）刮膜式分子蒸餾設備，該類設備在蒸餾器的內部設計有一個成膜轉子，化合物從頂部流入后在成膜轉子的作用下形成了比較均勻的薄膜，從而增加了單位液體的蒸發表面積。蒸餾過程中，成膜轉子不斷運動和旋轉，蒸發器內不斷形成新的液膜，并呈現出湍流的狀態。成膜轉子有利于獲得均勻的蒸發液膜，還有利于保證液膜受熱的均勻性，可以防止液膜的局部過熱現象。

（3）離心式分子蒸餾設備，該類設備在蒸餾器內設計一個高速旋轉的圓錐盤，在離心力的作用下擴散成極薄的液膜，并且非常均勻。圓錐盤提高了液膜的均勻性，增強了液膜內部的傳熱作用。圓錐盤的安裝和布置比較復雜，對于真空性的要求高。

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