分子蒸馏的研究现状及应用前景VIP免费

1分子蒸馏的研究现状及应用前景学生姓名卢贝贝学号2014118008所属学院化学化工学院专业化学工艺日期2014年10月2分子蒸馏的研究现状及应用前景摘要：分子蒸馏技术的基本原理及其有别于一般蒸馏技术的特点。例如,蒸馏温度远低于液体沸点,蒸馏压强低,受热时间短等。同时还介绍了分子蒸馏技术在工业中的应用以及国内外发展概况综合评述了分子蒸馏技术的基本原理、技术特点及装置,提出了未来分子蒸馏领域的重点研究方向。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：分子蒸馏特点装置应用展望引言分子蒸馏技术不同于一般蒸馏技术[1]。它是运用不同物质分子运动自由程的差别而实现物质的分离,因而能够实现远离沸点下的操作。分子蒸馏[2]是一种在高真空(0.1～10Pa)条件下进行的液—液分离技术，又称为短程蒸馏，具有蒸馏温度低真空度高、物料受热时间短、分离程度高等特点，且分离过程为不可逆过程，不存在沸腾和鼓泡现象，因而特别适合于高沸点、热敏性和易氧化物质的分离。目前，分子蒸馏已被成功地应用于制药、石油化工、食品、化妆品、农业等领域[2-12]。1分子蒸馏的基本原理、特点及设备1.1分子蒸馏的基本原理分子蒸馏是利用分子平均自由程的差异来分离液体混合物的，其基本原理如图1所示[13]。待分离物料在加热板上形成均匀液膜，经加热，料液分子由液膜表面自由逸出。在与加热板平行处设一冷凝板，冷凝板的温度低于加热板，且与加热板之间的距离小于轻组分分子的平均自由程而大于重组分分子的平均自由程。这样由液膜表面逸出的大部分轻组分分子能够到达冷凝面并被冷凝成液体，而重组分分子则不能到达冷凝面，故又重新返回至液膜中，从而可实现轻重组分的分离。3图1分子蒸馏原理Fig.1Schemediagramofmoleculardistillation一套完整的分子蒸馏设备主要有进料系统、脱气系统、分子蒸馏器、加热系统、冷却系统、真空系统和控制系统等部分组成!脱气目的是排除物料中所溶解的挥发性组分，以免蒸馏过程中发生爆沸!真空系统是保证分子蒸馏过程进行的前提，合适的真空设备和严格的密封性是分子蒸馏装置的一个技术关键，为保证所需真空度，一般采用二级或二级以上的真空泵联用，并设液氮冷阱以保护真空泵[14]。1.2分子蒸馏的特点分子蒸馏具有以下特点：（1）蒸馏温度低。分子蒸馏是在远低于沸点温度下进行操作，只要存在温度差就可达到分离目的，这是分子蒸馏与常规蒸馏本质区别（2）蒸馏真空度高。整个物料系统均在真空下，因此物料不易氧化受损。（3）蒸馏物料液膜薄，传热效率高。（4）物料受热时间短。分子蒸馏装置加热面与冷凝面距离小于轻分子平均自由程，液面逸出轻分子几乎未经碰撞就达到冷凝面，所以受热时间很短，蒸馏温度下停留时间一般在几秒至几十秒，减少物料热分解机会；因此特别适于对高沸点、热敏性物料进行有效分离。（5）没有沸腾鼓泡现象。（6）产品耗能小。（7）高效、安全。分子蒸馏可极有效脱除液体中低分子物质（如有机溶剂、臭味等），这对采用溶剂萃取后液体脱溶是非常有效方法，分离程度及产率高、产品质量好；适于较为复杂混合物，对热敏感和附加值高粘性物料分离提纯，可进行多级分子蒸馏，可与超临界流体萃取技术、膜分离技术等配合使用，能极好保证物料天然品质，可广泛应用于天然物质提取与纯化。1.3分子蒸馏的装置4分子蒸馏技术的核心为分子蒸馏装置。各国研制出了多种多样分子蒸馏装置,但根据形成蒸发液膜的不同设计和结构差异,大致可分为3大类:(1)降膜式分子蒸馏器(falling-filmevapo-rator);(2)刮膜式分子蒸馏器(wiped-filmevapo-rator);(3)离心式分子蒸馏器(centrifugalevapora-tor)。1.3.1降膜式分子蒸馏器由圆柱形的蒸发器和同轴的冷凝器组成，蒸发面位于中央，冷凝面位于中央且相距很近。物料从顶部进入，靠重力作用在蒸发表面流动形成一层薄膜，流膜在流动过程中被蒸发，溢出的分子被冷凝器表面冷凝。分子蒸馏过程可连续进行但生产规模有限。1.3.2刮模式分子蒸馏器在降膜分子蒸馏装置内设置一个转动的刮膜器，刮膜器结构由多种，物料从顶部进入，借助刮膜器的机械作用，使物料在表面蒸发形成厚度均匀、连续更...