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分子蒸餾技術 授課教師：計建炳 浙江工業(yè)大學化學工程與材料學院 目錄 分子蒸餾（Molecular Distillation)技術發(fā)展簡介 分子蒸餾技術原理及特點 分子蒸餾技術的參數(shù)模型及影響因素 分子蒸餾過程流程及設備 分子蒸餾技術的工業(yè)化應用 分子蒸餾技術發(fā)展簡介 茶樹油的分子蒸餾精制 異構反應-分子蒸餾分離合成O，S-二甲基硫代磷酰胺 分子蒸餾技術提純芥酸 分子蒸餾提取天然VE 間二甲苯和間甲基苯甲酸分離提純工藝 分子蒸餾技術發(fā)展簡介 分子蒸餾技術發(fā)展簡介 分子蒸餾技術發(fā)展簡介 分子蒸餾技術發(fā)展簡介 分子蒸餾技術發(fā)展簡介 真空間歇蒸餾 缺點：蒸發(fā)液面厚，停留時間長，真空度低（絕壓大于5kPa），加熱溫度高。 分子蒸餾技術發(fā)展簡介 降膜蒸餾裝置 可以實現(xiàn)連續(xù)化操作，但會產(chǎn)生局部過熱，絕壓只能在2kPa以上。 分子蒸餾技術發(fā)展簡介 分子蒸餾裝置 分子蒸餾技術發(fā)展簡介 發(fā)展史 1922年設計了世界上第一套實驗用分子蒸餾裝置，用于水銀同位素的分離 20世紀30～60年代，日、英、美、德、法及前蘇聯(lián)均有多套大型工業(yè)化裝置投入使用。 我國80年代末期引進生產(chǎn)線，用于硬脂酸單甘油酯的生產(chǎn)。 90年代初對分子蒸餾技術進行研究。 目前已用于精制魚油、天然維生素E、α-亞麻酸、二聚脂肪酸、異氰酸酯加成物、辣椒紅色素、角鯊烯芳香油提純等工業(yè)過程。 分子蒸餾技術原理及特點 基本原理 平均自由程： 分子蒸餾技術原理及特點 分子蒸餾技術原理及特點 影響分子運動平均自由程的因素 分子蒸餾技術原理及特點 特點 a） 輕、重分子的平均自由程必須要有差異，越大越好；b）蒸發(fā)面與冷凝面間距必須小于輕分子的平均自由程；c）操作壓力一般在0.4～40Pa之間。 優(yōu)點 a）操作溫度低；b）受熱時間短；d）分離程度及產(chǎn)品收率高；e）產(chǎn)品品質高；f）產(chǎn)品能耗小。 分子蒸餾技術原理及特點 分子蒸餾與常規(guī)蒸餾的區(qū)別 分子蒸餾的相對揮發(fā)度 常規(guī)蒸餾的相對揮發(fā)度（理想溶液） 參數(shù)模型及影響因素 參數(shù)模型 參數(shù)模型及影響因素 參數(shù)模型 參數(shù)模型及影響因素 參數(shù)模型 參數(shù)模型及影響因素 蒸發(fā)效率的影響因素 參數(shù)模型及影響因素 進料溫度對蒸餾效率的影響 液膜厚度隨進料溫度的增加而急劇下降 參數(shù)模型及影響因素 進料溫度對蒸餾效率的影響 進料溫度對膜表面溫度的影響 參數(shù)模型及影響因素 進料溫度對蒸餾效率的影響 進料量對膜表面溫度的影響 參數(shù)模型及影響因素 惰性氣體對傳質效率的影響 惰性氣體濃度對傳質效率的影響 參數(shù)模型及影響因素 惰性氣體對傳質效率的影響 蒸發(fā)器與冷凝器不同間距時，惰性氣體的影響 參數(shù)模型及影響因素 惰性氣體對傳質效率的影響 蒸發(fā)溫度不同時，惰性氣體的影響 參數(shù)模型及影響因素 惰性氣體對傳質效率的影響 冷凝溫度不同時，惰性氣體的影響 參數(shù)模型及影響因素 熱量和質量傳遞阻力對分離效率的影響 初始溫度與分離度的關系 參數(shù)模型及影響因素 熱量和質量傳遞阻力對分離效率的影響 不同組分對分離度的影響 參數(shù)模型及影響因素 熱量和質量傳遞阻力對分離效率的影響 無傳熱阻力或傳質阻力下初始溫度對分離度的影響 參數(shù)模型及影響因素 熱量和質量傳遞阻力對分離效率的影響 接觸時間與分離度的關系 分子蒸餾過程流程及設備 分子蒸餾過程流程及設備 流程1 分子蒸餾過程流程及設備 流程2 分子蒸餾過程流程及設備 設備-自由降膜式分子蒸餾器 分子蒸餾過程流程及設備 設備-旋轉刮膜式分子蒸餾器 分子蒸餾過程流程及設備 設備-機械離心式分子蒸餾器 分子蒸餾過程流程及設備 設備-多級分子蒸餾器 分子蒸餾技術的工業(yè)化應用 應用范圍（液-液分離技術） (1)分子量差別較大的場合。分子量之差一般應大于50。 (2)分子量接近，但沸點差大的場合。 (3)高沸點、熱敏性，易氧化（或易聚合）的場合。 (4)附加值高的情況。 (5)不適宜于同分異構體的分離。 分子蒸餾技術的工業(yè)化應用 石油化工 原油的分離精制。如生產(chǎn)低蒸氣壓油、真空泵油等;制取高黏度潤滑油;碳氫化合物的分離;原油的渣油及其類似物質的分離等。 分子蒸餾技術的工業(yè)化應用 化工及精細化工 化工中間體的精制及表面活性劑的提純等;如高碳醇及烷基多苷，羊毛酯酸、羊毛醇酸等的制取等。 分子蒸餾技術的工業(yè)化應用 食品工業(yè) 對混合油脂的分離，可獲得90 %～95 %以上的單脂肪酸酯，如脂酸單甘油脂、月桂酸單甘油脂、丙二醇等;從動植物中提取天然產(chǎn)物、如精魚油、米糠油、小麥胚芽油等。 分子蒸餾技術的工業(yè)化應用 醫(yī)藥工業(yè) 醫(yī)藥中間體的提純及從天然物質中提取醫(yī)藥制 品:如用分子蒸餾從天然魚肝油中提取維生素A ，提取濃縮藥用及合成天然維生素E ，從天然物質中提取β- 胡蘿卜素等;運用分子蒸餾技術還可獲得激素縮體;制取氨基酸及葡萄糖衍生物等。 分子蒸餾技術的工業(yè)化應用 農(nóng)藥生產(chǎn)領域 農(nóng)藥及農(nóng)藥中間體的提純與精制。如氯菊酯、增效醚、氧樂果的提純。 分子蒸餾技術的工業(yè)化應用 塑料工業(yè) 增塑劑型酯類的提純，高分子物質的脫臭，樹脂類物質的精制； 分子蒸餾技術展望 一、分子蒸餾技術理論及其設備研究的重點 分子運動平均自由程的模型化研究 (1)熱力學因素：溫度、壓力、分子有效直徑。 (2)其它因素：板間距↓，分子運動平均自由程↓、　　　冷凝板溫度↓，分子運動平均自由程↑ 、　　　蒸發(fā)面溫度↑，分子運動平均自由程↓。 操作參數(shù)及參數(shù)模型的研究 液膜厚度 蒸發(fā)壓力 蒸發(fā)溫度及冷凝溫度 初始進料溫度 持液量 刮膜速度 停留時間 惰性氣體濃度及易揮發(fā)組份濃度等 分子蒸餾器結構的研究 離心式： 簡單有效的離心式分子蒸餾器結構 可靠的加熱方式及加熱器結構型式 高效的冷凝方式及冷凝器的結構型式 長期穩(wěn)定的真空獲得方式及密封方式等 分子蒸餾器結構的研究 降膜式： 　液體分布器 　刮膜器結構型式 　蒸發(fā)面與冷凝面間距及蒸發(fā)器長度 　加熱與冷凝方式等 分子蒸餾工業(yè)化應用研究的重點 分子蒸餾技術是一個工藝與裝備的結合體。 建立科學的工業(yè)化產(chǎn)品分類體系 高沸點、熱敏性物系分離 低沸點、 、熱敏性物系分離 主產(chǎn)品是不揮發(fā)組份，蒸發(fā)物是少量低沸點組份物系的分離 幾乎具有相同揮發(fā)度組份物系的分離 常溫下粘性很大物系的分離 常溫下為固態(tài)物系的分離 分子蒸餾工業(yè)化應用研究的重點 2. 大力挖掘適合中國國情的中草藥應用研究 3.開展大型工業(yè)化裝置穩(wěn)定性、先進性及經(jīng)濟性的研究 材料、制造技術、真空技術和自控技術等 4.開展應用分子蒸餾技術改進傳統(tǒng)提純工藝、提高產(chǎn)品質量的研究OMf紅軟基地

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