短程刮膜式分子蒸餾裝置

分子蒸餾技術(shù)是一種特殊的液液分離技術(shù)，它產(chǎn)生于上世紀(jì)20年代，是伴隨著人們對真空狀態(tài)下氣體運(yùn)動理論的深入研究以及真空蒸餾技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸興起的一種新的分離技術(shù)。目前，分子蒸餾技術(shù)已成為分離技術(shù)中的一個(gè)重要分支。分子蒸餾儀也稱短程蒸餾儀，是一種在高真空下(殘氣分子的壓力<0.1Pa)進(jìn)行的連續(xù)蒸餾過程的儀器。分子蒸餾過程與傳統(tǒng)的蒸餾過程不同，傳統(tǒng)蒸餾是在沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行分離的，蒸發(fā)與冷凝過程是可逆的，液相與汽相間會形成平衡狀態(tài)。分子蒸餾過程是一個(gè)不可逆的，并且在遠(yuǎn)離物質(zhì)常壓沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行的蒸餾過程，更確切地說，它是分子蒸發(fā)的過程。（1）分子運(yùn)動平均自由程。任一分子在運(yùn)動過程中都在不斷變化自由程，在某時(shí)間間短程分子蒸餾儀隔內(nèi)自由程的平均值為平均自由程。設(shè)Vm為某一分子的平均速度，f為碰撞頻率，λm為平均自由程。則λm=Vm/f，故f=Vm/λm 。（2）分離因數(shù) Langmuir研究了高真空下純物質(zhì)的蒸發(fā)現(xiàn)象，從理論上推導(dǎo)出純物質(zhì)的分子蒸發(fā)速率與普通蒸餾相比，分子蒸餾理論分離因數(shù)增加了(MB/MA)1/2倍，因此，分子蒸餾技術(shù)可以用來分離揮發(fā)度相近但分子量不同的混合物系。（3）分子蒸餾技術(shù)的基本原理。根據(jù)分子運(yùn)動平均自由程公式知，不同種類的分子，由于其分子有效直徑不同，故其平均自由程也不同，即其為不同種類分子。

分子蒸餾的操作溫度
由分子蒸餾的原理可知，混合物的分離是基于不同種類的分子平均自由程的不同來實(shí)現(xiàn)分離的，并不需要沸騰所以分子蒸餾是在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行操作的，屬于非平衡級蒸餾。這是分子蒸餾與常規(guī)蒸餾的本質(zhì)區(qū)別。

短程刮膜式分子蒸餾裝置

3.2蒸餾壓強(qiáng)低
由于分子的平均自由程與壓強(qiáng)成反比以及分子蒸餾裝置*的結(jié)構(gòu)形式，其內(nèi)部壓降很小，可以獲得很高的真空度通常分子蒸餾在很低的壓強(qiáng)下進(jìn)行操作。--般為1- -10Pa。
3.3蒸餾液膜薄.傳熱效率高
在降膜式分子蒸餾裝置中,液膜的厚度可用以下方程計(jì)算:8m=33vRe(7,其中v為運(yùn)動粘度g為重力常數(shù),Re為雷諾數(shù)。對于刮膜式分子蒸餾和離心式分子蒸餾，液膜的厚度同操作條件有關(guān),通常降膜式分子蒸餾的厚度為0.1-3mm .刮膜式分子蒸餾是0.1- -0.25mm ，而離心式分子蒸餾液膜厚度在5x10-2mm數(shù)量級。
3.4物料 停留時(shí)間短
由分子蒸餾原理可知受加熱的液面與加冷凝面之間的距離要小于輕分子的平均自由程，而由液面逸出的輕分子幾乎未經(jīng)碰撞就達(dá)到冷凝面物料停留時(shí)間短。因此，蒸餾物料受熱時(shí)間短，減少了物料熱分解的機(jī)會。但在實(shí)際操作中蒸餾物料的停留時(shí)間同分子蒸餾柱的長度、刮板轉(zhuǎn)速或離心轉(zhuǎn)速、物料的粘度等相關(guān)。通常物料在分子蒸餾柱的停留時(shí)間在15s左右。
3.5分離程度更高在分子蒸餾過程中理論相對揮發(fā)度為:a1=p1op2oM 2M1式中M1為輕組分分子量;M2為重組分的分子量。而常規(guī)蒸餾時(shí)的相對揮發(fā)度為:a=p1op2o .在p1o p2。相同的情況。重組分的分子量比輕組分的分子量大，所以比值大于1。這表明同合液分子蒸餾較常規(guī)蒸餾更易分離。