分子蒸馏技术的发展及工业应用
分子蒸馏技术
分子蒸馏技术X Y Zhou 化学工程110427001摘要分子蒸馏是一种新型的液－液分离技术，与传统的蒸馏技术相比：操作温度远低于液体沸点，蒸馏压力在极高真空度下，受热时间短，能最大限度地保证物系中的有效成分。
本文分析了分子蒸馏技术的原理、过程，介绍了目前分子蒸馏技术的特点、分子蒸馏设备及其特点，以及分子蒸馏技术在食品、医药、化工等行业的应用。
关键词分子蒸馏；分离技术；分子蒸馏器分子蒸馏技术[1]是一种特殊的液-液分离技术，是新型分离技术中的一个重要分支。
液体混合物的分离，一般是通过蒸馏或精馏来实现的。
在蒸馏或精馏过程中，存在着两股分子流向：一股是被蒸液体的气化，由液相流向气相的蒸气分子流；另一股是由蒸气返回至液相的分子流。
当气液两相达到平衡时，表观上蒸气分子不再从液面逸出。
若果利用某种措施，使蒸气分子不再返回(或减少返回)液相，就会大大提高分离效率。
分子蒸馏技术正是在蒸馏技术的不断改进发展中而产生的一种特殊的蒸馏分离技术。
1 分子蒸馏的原理、过程及其特点1.1 分子蒸馏的基本原理根据分子运动理论，液体混合物的分子受热后运动会加剧，当接受到足够能量时，就会成为气体分子而从液面逸出。
而随着液面上方气体分子的增加，有一部分气体分子就会返回液体，在外界温度保持恒定的情况下，最终达到分子运动的动态平衡，此外，不同种类的分子，由于其分子有效直径不同，故其平均自由度也不同，从统计学观点看，不同种类的分子逸出液面后不与其他分子碰撞的飞行距离是不同的[2]。
传统的液体混合物的分离，一般都是利用溶液组分间沸点的差异，通过蒸馏或精馏来实现的，其气液处于平衡状态。
而分子蒸馏技术却不同于常规蒸馏，它是利用不同物质分子运动平均自由程的差异，实现液体混合物的分离。
具体的分离过程是：经过预热处理的待分离料液从进料口沿加热板自上而下流入，受热的液体分子从加热板逸出，并向冷凝板运动。
轻分子由于平均自由程较大，能够到达冷凝板并不断在冷凝板凝集，最后进入轻组分接收罐；重分子因平均自由程较小，不能到达冷凝板，从而顺加热板流入重组分接收罐中，这样就实现了轻重组分的分离[3]。
分子蒸馏技术的原理和应用(精)
分子蒸馏技术的原理和应用分子蒸馏技术简介分子蒸馏是一项较新的尚未广泛应用于产业化生产的分离技术，能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的题目。
分子蒸馏是一种特殊的液－液分离技术，能在极高真空下操纵，它依据分子运动均匀自由程的差别，能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离，特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。
由于其具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点，因而能大大降低高沸点物料的分离本钱，极好地保护了热敏性物质的特点品质，该项技术用于纯自然保健品的提取，可摆脱化学处理方法的束缚，真正保持了纯自然的特性，使保健产品的质量迈上一个新台阶。
分子蒸馏技术，作为一种对高沸点、热敏性物料进行有效的分离手段，自本世纪三十年代出现以来，得到了世界各国的重视。
到本世纪六十年代，为适应浓缩鱼肝油中维生素Ａ的需要，分子蒸馏技术得到了规模化的产业应用。
在日、美、英、德、苏相继设计制造了多套分子蒸馏装置，用于浓缩维生素Ａ，但当时由于各种原因，应用面太窄，发展速度很慢。
但是，在过往地三十多年中，人们一直在不断地重视着这项新的液－液分离技术的发展，对分离装置精益求精、完善，对应用领域不断探索、扩展，因而一直有新的专利和新的应用出现。
特别是从八十年代末以来，随着人们对自然物质的青睐，回回自然潮流的兴起，分子蒸馏技术得到了迅速的发展。
对分子蒸馏的设备，各国研制的形式多种多样。
发展至今，大部分已被淘汰，目前应用较广的为离心薄膜式和转子刮膜式。
这两种形式的分离装置，也一直在精益求精和完善，特别是针对不同的产品，其装置结构与配套设备要有不同的特点，因此，就分子蒸馏装置本身来说，其开发研究的内容尚十分丰富。
在应用领域方面，国外已在数种产品中进行产业化生产。
特别是近几年来在自然物质的提取方面应用较为突出，如：从鱼油中提取EPA与DHA、从植物油中提取自然维生素E等。
另外，在精细化工中间体方面的提取和分离，品种也越来越多。
分子蒸馏的原理和应用
分子蒸馏的原理和应用一、分子蒸馏的原理分子蒸馏是一种重要的分离技术，其原理基于不同组分的挥发性差异。
通过控制温度和压力的变化，将混合物中的各个组分蒸发并再凝结收集，达到分离纯化的目的。
以下是分子蒸馏的原理要点：1.挥发性差异：混合物中的各个组分在蒸馏条件下有不同的挥发性，即蒸发速率不同。
这是分子蒸馏能够实现分离的基础。
2.沸点差异：挥发性差异主要是由组分间沸点差异引起的。
在分子蒸馏过程中，通过调节温度和压力，使得沸点较低的组分先蒸发，沸点较高的组分后蒸发，从而实现分离。
3.密封系统：分子蒸馏需要在密封系统中进行，以保持温度和压力的稳定性。
通常采用精密的实验设备，如分子蒸馏柱和蒸馏装置，来确保分离效果。
二、分子蒸馏的应用分子蒸馏广泛应用于化工、石油、制药等领域，用于纯化和分离各种混合物。
以下是分子蒸馏的常见应用：1.石油精制：在石油炼制过程中，通过分子蒸馏可以将原油中的不同沸点范围内的组分分离出来，从而得到高纯度的油品，如汽油、柴油等。
2.精细化工：在化学工业中，分子蒸馏被广泛应用于石油化工、有机合成等过程中，用于纯化和分离各种化合物。
3.制药工业：在制药工业中，分子蒸馏常用于药物纯化和分离。
通过分子蒸馏可以从复杂的药物混合物中提取出目标化合物，并去除杂质。
4.食品工业：分子蒸馏在食品加工中也有应用，常用于提取香精、食用油等。
通过分子蒸馏，可以将食品中的有害物质去除，提高食品的质量和安全性。
5.环境保护：分子蒸馏技术在环境保护中也得到了应用。
例如，通过分子蒸馏可以将废水中的有机物质分离出来，减少污染物的排放。
三、分子蒸馏的优势与传统的蒸馏技术相比，分子蒸馏具有以下优势：1.高效分离：分子蒸馏可以实现高效分离，适用于挥发性差异较小的高沸点混合物。
2.低温操作：由于分子蒸馏具有较高的分离效率，可以在相对较低的温度下进行操作，可以避免热敏性物质的分解。
3.保留挥发组分：相比传统蒸馏，分子蒸馏可以保留更多挥发性组分，提高产品的纯度和质量。
分子蒸馏技术及其应用
（1）蒸馏温度低 常规蒸馏是依靠物料中不同物料的沸点差进行分离的，因此物料必须加热至沸腾。而分子蒸馏是利用不同种类的分子受热逸出
液面后的平均自由程的不同来实现分离的，只要蒸汽分子由液相逸出就可以实现分离，在在远低于沸点的温度下进行操作，是一个没有沸腾的蒸发过程。由此可见，分予蒸馏技术更有利于节约能源，特别适用于一些高沸点热敏性物质的分离，且可以分离常规蒸馏中难以分离的共沸混合物。
Key words：molecular distillation theory process application
1
分子蒸馏技术可以追溯到第2次世界大战以前，伴随真空技术和真空蒸馏技术发展起来的一种液一液分离技术。Hickman博士是最早的发明人之一。美国首先以=提出“分子蒸馏”的概念并沿用至今。
Abstract：Molecular distillation technology is the bottleneck of high-purity materials technology which has been paid widespread attention in many countries. This paper introduces the developments 0f the molecular distillation technology at home home and and abroad.as well as the basic principle and application bining requirements of practical applications,the comprehensive and particular introduction is given the applications forefront 0f the mechanism 0f molecular distillation and the process of molecular distillation and fine mechanism，pharmaceuticals，high-grade materials,and ultra-molecular compounds．
分子蒸馏工作总结
分子蒸馏工作总结
分子蒸馏是一种重要的化工分离技术，广泛应用于石油化工、食品加工、制药
等领域。
通过控制物质的沸点差，将混合物中的不同成分分离出来，达到纯化和提纯的目的。
下面我们来总结一下分子蒸馏的工作原理和关键步骤。
首先，分子蒸馏是基于不同成分在一定温度下的沸点差异而实现的。
在分子蒸
馏过程中，混合物被加热至其中一个成分的沸点，然后将蒸气冷凝成液体，从而分离出目标成分。
这就要求我们在操作中精确控制温度和压力，以确保目标成分能够被有效分离出来。
其次，分子蒸馏的关键步骤包括加热、蒸发、冷凝和收集。
在加热过程中，混
合物被加热至其中一个成分的沸点，产生蒸气。
然后，蒸汽通过冷凝器冷却成液体，并被收集。
这些步骤需要通过合适的设备和控制系统来实现，以确保分子蒸馏的高效运行。
此外，分子蒸馏还需要考虑混合物的性质和成分之间的沸点差异。
一些混合物
可能具有非常小的沸点差，这就需要更高级别的技术和设备来实现有效的分离。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的分子蒸馏工艺和设备，以确保分离效果和经济效益。
总的来说，分子蒸馏是一种重要的化工分离技术，它在实际生产中具有广泛的
应用前景。
通过深入理解分子蒸馏的工作原理和关键步骤，我们可以更好地应用这一技术，提高产品质量，降低生产成本，实现可持续发展目标。
希望今后分子蒸馏技术能够不断创新和完善，为各行各业的发展贡献更多力量。
分子蒸馏应用
分子蒸馏应用分子蒸馏是一种常用的分离纯化技术，广泛应用于化工、制药、食品等行业。
它基于不同组分的挥发性差异，通过控制温度和压力，使混合物中的组分按照其挥发性从液相转变为气相，然后再通过冷凝液相转变为纯净的液体。
在这个过程中，通过收集不同温度下的冷凝液，可以实现对混合物中不同组分的分离。
分子蒸馏的原理和工艺参数的选择非常重要。
首先，需要了解混合物的组成和性质，以确定适当的温度和压力条件。
温度的选择应该使得待分离的组分有足够的挥发性，但又不至于使其他组分产生分解或降解。
压力的选择要考虑到温度和混合物中组分的相对挥发性，以保证有效的蒸馏效果。
分子蒸馏的设备包括蒸馏塔、加热设备、冷凝器、收集器等。
蒸馏塔是分子蒸馏的核心部分，内部通常由填料或板式结构组成，用于增加物料与蒸汽的接触面积，提高分离效果。
加热设备提供蒸发所需的能量，常用的有加热炉和蒸汽加热器。
冷凝器通过冷却蒸汽使其转变为液体，常用的有管壳式冷凝器和板式冷凝器。
收集器用于收集不同温度下的冷凝液。
分子蒸馏有许多应用领域。
在石油化工行业，分子蒸馏用于原油的分离和石油产品的精制，可以提取出汽油、柴油、航空煤油等不同品位的燃料。
在化工行业，分子蒸馏用于有机物的分离和纯化，例如分离醇类、酮类和醚类化合物。
在制药行业，分子蒸馏用于药物的分离和纯化，可以得到高纯度的药物原料。
在食品行业，分子蒸馏用于食品的提取和香精的制备，可以提取出香料和食品添加剂的纯品。
分子蒸馏的优点是可以实现高效、连续和精细的分离，适用于不同的混合物体系。
然而，分子蒸馏也存在一些限制和挑战。
首先，分子蒸馏对于挥发性相近的组分分离效果较差，需要借助辅助技术如添加剂或采用多级蒸馏来提高分离效果。
其次，分子蒸馏对于高沸点物质的分离困难较大，需要采用真空蒸馏或气相色谱等技术来解决。
此外，分子蒸馏的设备和能耗成本较高，操作复杂，对操作人员的技术要求较高。
分子蒸馏是一种重要的分离纯化技术，具有广泛的应用前景。
分子蒸馏的技术要点和发展
上世纪的三十年代至六十年代，是分子蒸馏技术的研发时代，至六十年代，日、英、美、德、法及前苏联均有多套大型工业化装置投入工业应用。
但由于相关技术的发展还很落后，致使当时分子蒸馏技术及装备在总体上还不够完善。
例如，分子蒸馏蒸发器的分离效率还有待提高、密封及真空获得技术还有待改进、应用领域还有待拓展、分离成本还有待降低等。
所有这些都是后来的研究者改进的方向。
从上世纪六十年代至今的五十多年来，各国研究者均十分重视这一领域的研究，不断有新的专利和文献出现。
同时，也出现了一些专业的技术公司专门从事分子蒸馏器的开发制造，使分子蒸馏技术的工业应用得到了进一步发展。
短程分子蒸馏器按刮膜器形式分三种形式：滚膜、滑动刮膜、铰链刮膜，根据物料的粘度、处理性质选用不同的刮膜器。
短程蒸馏特性：能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的新型分离技术。
短的停留时间：刮膜器的作用，使得液膜在加热面停留时间极短。
低的蒸馏温度：由于冷凝器直接位于加热面的对面，减少了压差，所以具有极高的真空度，物料可在极低的温度下甚至于无需到沸点即蒸馏。
粘性物和产品中含有固体物：刮片的深深浸入，靠一个相当可观的边缘，料膜引起一个强烈的剪切及混合效应，减轻了待处理液的粘性，适合处理粘度到50Pas，并防止加热面结垢，特别适合于含固体料液。
极薄的蒸馏液面：刮膜器的作用将料液刮成极薄的液膜。
分离更彻底。
热敏感物料：高分离比：精密的刮板使用使用得极薄的液膜被均匀地分布在加热面上，导致整个加热面湿润。
这样允许操作单元高沸分离比。
这意味着在案列中进入的90%以上被蒸发，恒量残留物质中水平能被完成。
工作原理：在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力，对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。
在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离，基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。
短程蒸馏器（分子蒸馏）有一个内置冷凝器在加热面的对面，并使操作压力降到0.001mbar。
分子蒸馏技术在工业领域的应用
天 津 化 工 Ｔａｊ ｈｍｉ ｌ ｎｕｔ ｉ ｉ Ｃ ｅ ｃ ｄ ｓｙ ｎｎ ａＩ ｒ
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分子蒸馏技术在 工业领 域 的应用
赵 久艾
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２２ 天 然维 生素 Ｅ的提 取 ．
１ 分 子蒸馏技术基本原理
传统蒸馏是基于不同物质的沸点差进行分离 的， 因此在沸点温度下易氧化 、 分解或 聚合的某些 物质难以分离。分子蒸馏的分离作用则是利用液体 分 子受 热 时 会从 液 面溢 出 ， 同种类 分 子溢 出后 的 不 运 动平 均 自由程 不 同而实 现物 质 的分离 。蒸馏 原 理 如 下 图所示 【 ３ 】 。
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摘要 ： 分子 蒸馏技术是一种新型、 特殊的 用于分 离或精制 的技术 。本 文介绍 了分子蒸馏的基本原理 ， 列举
了分子蒸馏技术在工业 中几个应用实例及其在工业化 应用具有独特的 、 多方 面的优越 性。
关 键 词 ： 子 蒸馏 技 术 ； 业 应 用 ； 越 性 分 工 优
萃取法 、 尿素沉淀法 、 减压蒸馏法 、 多级精馏法 、 分
收 稿 日期 ：０ ６ ０ — １ ２ ０ － ７ ３
维普资讯
天
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２０ ０ ７年 １ 月
子蒸馏法、 超临界 Ｃ Ｏ 萃取法等 。 但无论何种方法 ， 要生产 出品质优 良的天然维生素 Ｅ产品， 最关键 的 问题 就 是 提取 与分 离 工艺 是 否 先进 ， 选 的方 法就 优
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分子蒸馏原理和其实际应用
分子蒸馏原理和其实际应用分子蒸馏是一种常见的分离技术，主要利用液体混合物的成分具有不同的沸点来实现精确的分离。
本文将详细介绍分子蒸馏的原理以及其实际应用。
分子蒸馏的原理：分子蒸馏的基本原理是根据液体混合物各组分的沸点差异，通过升华和凝结过程将馏出液中想要分离的物质单独收集。
分子蒸馏通常需要通过提高系统压力或降低操作温度来实现。
在分子蒸馏过程中，液体混合物首先被加热，使其达到沸点。
随着液体的升温，其中沸点较低的组分开始蒸发并形成蒸汽。
这些蒸汽通过冷凝器，降温并恢复为液体形式，形成馏出液。
由于液体混合物中各个组分的沸点不同，较高沸点的组分会在液体中留下。
这样，通过重复蒸发和凝结操作，可以分离出不同组分。
分子蒸馏的实际应用非常广泛，下面列举几个常见的应用。
1.原油分离：分子蒸馏是石油工业中最常用的分离技术之一、原油中包含了众多不同成分，通过分子蒸馏可以将这些成分按照沸点逐渐分离出来，从而生产出各种不同的石油产品，如汽油、柴油、润滑油等。
2.酒精制备：在酿酒过程中，通过对发酵产物进行分子蒸馏，可以将酒精与其他组分（如水、醛等）分离出来，从而得到纯净的酒精。
3.食品加工：在食品加工过程中，需要对各种原料进行分离和提纯。
分子蒸馏常被用于提取和分离食品中的香料、色素、味道等物质。
4.药物制备：分子蒸馏在制药工业中也有重要应用。
通过分子蒸馏，可以从草药中提取有效成分，制备高纯度的药物。
5.精细化工：分子蒸馏技术广泛应用于化工领域，用于分离提纯各种有机溶剂、液氨、稀硫酸等化工产品。
除了以上应用外，分子蒸馏还被广泛应用于环境保护和资源回收领域。
例如，在废水处理过程中，可以通过分子蒸馏将废水中的有害物质以及有用的溶质分离开来，达到净化水源的目的。
在资源回收中，分子蒸馏也可以用于提纯回收废物中的有用物质。
总的来说，分子蒸馏是一种重要的分离技术，其原理简单而有效。
在各个工业领域，分子蒸馏都有广泛的应用，用于提纯和分离各种物质。
分子蒸馏技术
技术特点
11
常规蒸馏相对挥发度
分子蒸馏相对挥发度
式中： 轻、重组分物质的饱和 蒸气压轻、重组分分子的质量
分子的质量差异越大，分离度越大
实际应用
12
适用于分离的物质
分子量差别较大的液体混合物高沸点、热敏性、易氧化、易聚合的物质分子量相近，但沸点等性质或分子结构差别较大的物质
技术简介
它是运用不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物质分子运动平均自由程的差别而实现液--液分离的新技术。
技术简介
4
分子的碰撞过程
分子由接近至排斥而分离的过程
分子运动自由程
一个分子在相邻两次碰撞之间所经历的路程
分子的有效直径
两个分子碰撞时质心的最短距离
分离原理
5
分子运动平均自由程
式中： k——玻尔兹曼常数 T——环境温度 d——分子有效直径 p——空间压力
离心式 离心力成膜，膜薄，蒸发效高，但结构复杂，真空密封较难，设备的制造成本高。
分子蒸馏装置的核心部分是分子蒸发器，其种类主要有3种
9
第一步
第二步
第三步
第四步
分离过程
技术特点
10
为了获得足够大的分子自由程，必须降低压力。真空度低于常规真空蒸馏
加热面与冷凝面间的距离很小液面呈薄膜状，传热效率高
分子蒸馏技术
Molecular Distillation
目录
CONTENTS
Technical Introduction
Separation Principle
3
20世纪20年代出现分子蒸馏技术，并在60年代开始工业化应用。目前分子蒸馏已在油脂化学工业如甘油酯、双甘酯、长链脂肪酸、维生素E等浓缩和制取中得到了广泛的应用。
分子蒸馏技术
分子蒸馏技术赵建霞（北京化工大学北方学院，理工院，化工1006）【摘要】分子蒸馏是一种新型的分离技术，与传统的分离技术相比,操作温度远低于液体沸点，蒸馏压力在极高真空度下，受热时间短，系统基本绝氧，能最大限度地保证物系中的有效成分。
本文分析了分子蒸馏技术的原理,介绍了目前分子蒸馏技术的特点以及分子蒸馏技术在化工医药轻工等行业的应用情况和发展趋势【关键词】分子蒸馏；分离提取；天然色素；维生素【前言】分子蒸馏技术最早可以追溯到第二次世界大战以前，伴随真空技术和真空蒸馏技术发展起来的液相分离技术。
早在1920年，最早的发明人之一Hickman博士利用分子蒸馏设备做过大量的小试实验，并发展到中试规模。
第二次世界大战以后，Kawala和Stephan实验发现，在原有设备和温和操作条件下，适当增大蒸发面和冷凝面之间的距离，对分子蒸馏蒸发速率和分离效率影响不大，而处理量大大增加，因此他们提出“分子蒸馏”又称为“短程蒸馏”。
其操作温度远低于物质常压下的沸点温度, 且物料被加热的时间非常短,不会对物质本身造成破坏, 因而适合于分离高沸点、高黏度、热敏性的物质。
20世纪60年代初，分子蒸馏技术得到了迅速的发展，广泛应用于与人民生活息息相关的日用化工行业。
20世纪90年代以来，随着人们对天然物质的青睐以及全球回归自然潮流的兴起，特别是中药现代化、国际化进程的迫近，分子蒸馏技术在高沸点、热敏性天然物质的分离方面得到了前所未有的发展。
目前，分子蒸馏技术已发展为国内外正在进行工业化开发应用的高新液一液分离技术。
北京化工大学从 20 世纪 90 年代初开始对分子蒸馏技术进行开发研究, 已开发出 30 余种新产品, 并已建成 20 余条生产线, 将分子蒸馏技术向工业化推进了一步, 其最近开发成功的分子蒸馏成套工业化装置, 实现了高真空下长期稳定运行, 并具有适应性广、可调性能好的特点1.分子蒸馏技术的基本原理分子蒸馏技术的原理不同于常规蒸馏，它突破了常规蒸馏依靠沸点差分离的原理，而是依靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现物质的分离，因此，它具有常规蒸馏不可比拟的优点，如蒸馏压强低、受热时间短、操作温度低和分离程度高等分子蒸馏不同于一般的蒸馏技术，它是运用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现物质的分离,因而能够实现在远离沸点下操作。
分子蒸馏简介及应用
分子蒸馏技术1、分子蒸馏技术的原理分子蒸馏技术（Molecular distillation technology）是一种新型的液-液分离或精制技术，是利用混合物组分中不同分子运动的平均自由程的差异不同而进行分离的。
其特征是蒸发面与冷凝面之间的距离小于被分离物料分子的平均自由程，根据被分离物系各组分的分子量不同，分子平均自由程的差别进行分离。
分子蒸馏又叫短程蒸馏（Short-pathdistillation）。
根据分子平均自由程公式知，不同种类的分子，由于其分子有效直径不同，故其平均自由程也不同，即不同种类分子，从统计学观点看，其逸出液面后不与其它分子碰撞的飞行距离是不相同的。
分子蒸馏的分离作用就是利用液体分子受热会从液面逸出，而不同种类分子逸出后其平均自由程不同这一性质来实现的。
液体受热后，轻分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一捕集器，使得轻分子不断被捕集，从而破坏了轻分子的动态平衡而使混合液中的轻分子不断逸出，而重分子因达不到捕集器很快趋于动态平衡，不再从混合液中逸出，这样，液体混合物便达到了分离的目的。
2、分子蒸馏技术的特点与常规的普通蒸馏技术相比，短程分子蒸馏技术具有明显特点[1-8]。
2.1操作温度低普通蒸馏是在沸点温度进行，而分子蒸馏是根据不同种类的分子逸出液面后的平均自由程不同的性质来实现的，因而分子蒸馏是在低于蒸馏物质沸点的温度下进行，被分离物质只要存在着温度差，就能达到分离目的。
2.2蒸馏真空度高分子蒸馏由于其特殊的结构，系统内真空度较高，压强只有0.5-1Pa，因而分子蒸馏分离可有效避免易氧化物质的氧化分解。
另外，对于混合液中的低分子物质（如有机溶剂、臭味物质等）的脱除，分子蒸馏较常规蒸馏有效得多。
2.3受热时间短分子蒸馏装置加热面与冷凝面的距离小于轻分子的平均自由程，液面逸出的轻分子几乎未经碰撞就达到冷凝面，所以受热时间很短。
分子蒸馏技术及其应用简述
分 子 量大 、沸 点高 、 热敏 性 强 ， 用 常规 蒸 采 馏 难 以 蒸 出 。 若 采 用 溶 剂 结 晶 法 则 能 耗 大 、成 本 高 、环 境 污 染 严 重 。 而 采 用 分 子 蒸 馏 技 术 生 产 出 的 产 品不 仅 纯 度 高 ， 且 而
色泽 好。
九
真 空 度 ， 常 分 子 蒸 馏 在 很 低 的 压 强 下 进 通 行 操 作 ， 此 物 料 不 易 物 料 的液 膜 薄 ， 热 效 率 高 。 ３ ） 传 根 据 分 子 运 动 理 论 ， 体 混 合 物 中 的 液 （ 物 料受 热 时 间短 。 ４ ） 分 子 受 热 后 运 动 加 剧 ， 到 一 定 能 量 后 就 达 受 加 热 的 液面 与 冷 凝 面 之 间 的距 离 小 会 逸 出成 为 气 相 分 子 ， 气 相 中 分 子 增 加 当 所 后 ， 动 能 量 低 的 一 部 分 分 子 又 会 返 回液 于 轻 分 子 的 平 均 自由 程 ， 以 由液 面 逸 出 运 相 。 在 外 界 条 件 保 持 一 定 时 ， 子 的 运 动 的 轻 分 子 几 乎 未 经 碰撞 就达 到冷 凝 面 。 因 分 此， 蒸馏 物 料 受 热 时 间短 ， 蒸 馏 温 度 下停 在 最 终会达到动 态的平衡 。 留时 间 一 般 几 秒 至 几 十 秒 之 间 ， 少 了 物 减 不 同 种 类 的 分 子 ， 于 其 分 子 有 效 直 由
１分子蒸馏的原理及特点
术 。
径 不 同 ， 自由程 也 不 相 同 ， 不 同种 类 的 其 即 分 子 逸 出 液 面 后 不 与其 他分 子碰 撞 的飞 行 距 离 是 不 相 同 的 。 分 子 蒸 馏 技 术 正是 利 用 不 同 种 类 分 子 逸 出液 面 （ 发 液 面 ） 的 平 蒸 后 均 自 由程 不 同 的 性 质 实 现 的 。 轻 分 子 的 平 均 自 由程 大 ， 重分 子 的平 均 自 由程 小 ， 在 若 离 液 面 小 于 轻 分 子 的 平 均 自 由程 而大 于 重 分 子 平 均 自 由程 处 设 置 一 冷 凝 面 ， 得 轻 使 （ 产 品耗 能 小 。 ７ ） 分 子 落 在 冷 凝 面 上 被 冷 凝 ， 重 分 子 因达 而 由 于 分 子 蒸 馏 整 个 分 离 过 程 热 损 失 不 到 冷 凝 面 而 返 回 原 来 液 面 ， 样 混 合 物 这 分 就 得 到 了 分 离 。 分 子 蒸 馏 亦 称短 程 蒸 馏其 少 ， 子 蒸馏 装 置 的结 构 形 式 独 特 内部 压 强 极 低 ， 部 阻 力远 比常 规 蒸 馏 小 ， 内 因而 可 过 程 原 理 如 图 １所 示 。 大大 节省能耗 。
浅谈分子蒸馏技术
浅谈分子蒸馏技术作者：李沛虹呼丽丽来源：《硅谷》2010年第14期摘要：分子蒸馏技术是进几十年来发展起来的一种先进的液液分离技术。
介绍分子蒸馏技术的基本原理、分离过程、特点、设备及工业应用。
简述分子蒸馏技术的研究方向。
关键词：分子蒸馏原理；分子蒸馏特点：蒸馏设备；工业应用中图分类号：TQ0文献标识码：A文章编号：1671－7597(2010)0710043－010引言分子蒸馏技术最早可以追溯到第二次世界大战以前，伴随真空技术和真空蒸馏技术发展起来的液相分离技术。
早在1920年，最早的发明人之一Hickmarz博士利用分子蒸馏设备做过大量的小试实验，并发展到中试规模。
第二次世界大战以后，Kawala和Stephan实验发现，在原有设备和温和操作条件下，适当增大蒸发面和冷凝面之间的距离，对分子蒸馏蒸发速率和分离效率影响不大，而处理量大大增加，因此他们提出“分子蒸馏”又称为“短程蒸馏”。
20世纪60年代初，分子蒸馏技术得到了迅速的发展，广泛应用于与人民生活息息相关的日用化工行业。
20世纪90年代以来，随着人们对天然物质的青睐以及垒球回归自然潮流的兴起，特别是中药现代化、国际化进程的迫近，分子蒸馏技术在高沸点、热敏性天然物质的分离方面得到了前所未有的发展。
目前，分子蒸馏技术已发展为国内外正在进行工业化开发应用的高新液一液分离技术。
1分子蒸馏的基本原理分子蒸馏的原理是依靠不同物质分子逸出后的运动平均自由程的差来实现物质的分离。
轻组分分子的平均自由程大，重组分分子的平均自由程小，若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面，使得轻分子落在冷凝面上被冷凝，而重分子因达不到冷凝面而返回原来的液面，从而使混合物分离。
以下是分子蒸馏原理示意图，其蒸馏过程分为以下五个步骤：1)物料在加热面上的液膜形成：通过机械方式在蒸馏器加热面上产生快速移动、厚度均匀的薄膜。
2)分子在液膜表面上的自由蒸发：分子在高真空远低于沸点的温度下进行蒸发。
分子蒸馏
（Molecular Distillation Technology）
国外情况
分子蒸馏技术，作为一种新型、有效的分离手段， 自20世纪30年代出现以来，得到了世界各国的重视，60 年代，已成功地应用于从鱼肝油中提取维生素Ａ的工业 化生产。 美、日、德、苏(前)等发达国家相继设计制造出多 套工业化分子蒸馏装置。已用于100多种产品的生产。 随着人们对天然物质的青睐，新产品的不断出现， 分子蒸馏技术得到了迅速发展。
分子蒸馏的概念和原理
概念
分子蒸馏（Molecular Distillation）——是在高真 空下进行的一种特殊的蒸馏技术，在此条件下蒸发面 和冷凝面的间距小于或等于被分离物料的蒸气分子的 平 均 自 由 程 ， 所 以 又 叫 短 程 蒸 馏 （ Short-path distillation）。 分子蒸馏技术不同于一般蒸馏技术。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 而能够实现在远离沸点下的操作。
生物体冻结过程中的两种效应：
机械效应：冰晶体的生长与降温速度有关。 降温慢，细胞脱水；降温快，胞内结冰，冰晶体 很小；超速冷却，玻璃体化。 溶质效应：冷却初期，由于胞外冻结产生浓缩 效应，胞外离子易进入细胞。
生物体冻结起主要作用的两个过程 ： 冰晶体的生长 细胞间液体的浓缩
冷冻干燥设备
分子蒸馏的特点
◆ 蒸馏压强低
要想获得足够大的平均自由程，可以通过 降低蒸馏压强来获得，一般为ｘ×10-1Ｐａ 数量级。分子蒸馏设备内部压强极小，可以 获得很高的真空度，可在中、高真空下操作 获得较大的平均自由程，保证了单向分子的 流动。 ●有人将操作压力 ≤0.013Pa的蒸馏过程称为 分子蒸馏；把操作压力为 1.33~0.013Pa 的蒸 馏过程为准分子蒸馏。
分子蒸馏技术
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0.1～100Pa，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
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分子蒸馏技术
原理及特点
• 分子蒸馏技术特点
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工艺及设备—离心式流程
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分子蒸馏技术
工艺*
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分子蒸馏技术
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/mmHg
1.0
10-1 10-2 10-3 10-4
平均自由程/cm 0.0056 0.056 0.56 5.6 56
注：1mmHg=133.322Pa
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分子蒸馏技术
原理及特点
• 分子蒸馏技术原理
分子蒸馏技术
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
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分子蒸馏技术
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0.05～0.3 cm， 刮膜式0.01～0.05 cm，离心式0.005～0.025 cm
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分子蒸馏技术
工艺及设备—刮膜式内部结构
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分子蒸馏技术
工艺及设备—刮膜式流程
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分子蒸馏技术
工艺及设备—刮膜式多级流程
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分子蒸馏技术
浅析分子蒸馏技术的应用
浅析分子蒸馏技术的应用对常规分子蒸馏技术在不同领域的引用进行分析，为后续深入开展相关研究工作提供参考。
标签：分子蒸馏；应用在化工生产中，很多物质都是以混合物的形态存在的，为了满足生产使用的需求，需要将这些物质分离到一定的纯度。
在分离方法中，蒸馏是比较常见的一种，其中对于沸点高、热不稳定、粘度高、容易爆炸的物质，分子蒸馏技术显示出更多的优点。
1 分子蒸馏的优点分子蒸馏是一种非平衡状态下的蒸馏，具有很多常规蒸馏无法比拟的优点：①操作温度低。
分子蒸馏是根据不同分子的平均分子自由程的差来进行分离的，因此在分子蒸馏中蒸气分子一旦由液相中逸出就可以实现分离，不用达到沸腾状态。
②操作压力低。
要获得足够大的平均自由程必须通过降低蒸馏压强来获得，又由于分子蒸馏装置简单，内部压降比较小，可以获得比较高的真空度。
③受热时间短。
根据分子蒸馏原理，由蒸发面逸出的轻分子几乎没有碰撞就到达了冷凝面，受热时间很短。
④分离程度高。
分子蒸馏能分离常规蒸馏不易分开的物质。
2 应用领域近年来，美国，德国、日本等国家用分子蒸馏技术解决了很多分离领域的难题，已在150多种产品的分离上实现了工业化，成功地应用于食品、医药、化妆品、精细化工、香料工业等行业。
2.1 石油化工分子蒸馏在石油化工方面的应用主要在于原油的分离与精制；生产低蒸汽压油（如真空泵油等）；制取高粘度润滑油；碳氢化合物的分离；原油的渣油及其类似物质的分离等。
例如在废润滑油再生过程中，分子蒸馏可通过高真空使沸点大幅度降低，从而使废润滑油中杂质脱除时不发生分子断链和降，既保证再生润滑油产品黏度及闪点等指标合格，又确保再生润滑油颜色浅，质量可达到或超过原润滑油质量标准。
Zuogang Guo等采用多级分子蒸馏技术，研究生物质燃料油获得不同温度及真空度条件下脱水、采集产品馏分，为高真空条件分离重质油提供了相关工艺参数。
2.2 食品混合油脂的分离，如硬脂酸单甘油酯、月桂酸单甘油酯、丙二醇酯等；從动植物中提取天然产物，如精制鱼油、米糠油、小麦胚芽油等。
分子蒸馏在油脂工业中的应用-图文(精)
分子蒸馏在油脂工业中的应用分子蒸馏是指通过分离液体混合物中不同成分的方法，它在油脂工业中被广泛应用。
本文将介绍分子蒸馏的原理、在油脂工业中的应用、以及分子蒸馏技术的发展现状。
分子蒸馏原理分子蒸馏利用液体混合物中各组分的挥发性不同来实现分离。
当液体混合物加热至一定温度时，其中的挥发性成分开始逐渐蒸出。
这些成分会在装有填料的分馏塔中被逐级冷却，从而分别降至其沸点以下，将其液化，达到分离不同成分的目的。
分子蒸馏在油脂工业中的应用分子蒸馏在油脂工业中被广泛用于提取和精制各种油脂。
主要应用包括以下方面：提取和分离油脂中的脂肪酸脂肪酸是油脂中重要的组成成分，不同脂肪酸的化学性质和特点不同，因此在分子蒸馏过程中可以通过调整温度和压力控制蒸发速率和沉淀速率的差异，从而实现不同脂肪酸的分离和提取。
去除油脂中的杂质和不良成分油脂中含有各种杂质和不良成分，如酸、水、蜡、色素、氧化产物等，这些成分会影响油脂的质量和稳定性。
利用分子蒸馏技术可以有效地去除这些不良成分，提高油脂品质。
生产高品质的润滑油和燃料分子蒸馏技术还可以用于生产高品质的润滑油和燃料，如机油、柴油等。
通过控制分子蒸馏的温度和压力等条件，可以获得高品质的产品。
分子蒸馏技术的发展现状随着油脂工业和科学技术的不断发展，分子蒸馏技术也在不断创新和改进。
目前，分子蒸馏技术主要有以下几种类型：连续式分子蒸馏连续式分子蒸馏是目前应用最广泛的一种分子蒸馏技术，它可以使得工艺操作更加自动化和规模化。
非平衡态分子蒸馏非平衡态分子蒸馏是通过非平衡态热力学实现分离的一种新技术，它可以提高分离效率和分离速率，使得分子蒸馏更加高效和节能。
超临界分子蒸馏超临界分子蒸馏是指在高压高温条件下进行分子蒸馏，利用液体和气体的特性来实现分离。
它可以通过控制超临界条件实现高效、快速地分离成分。
结论分子蒸馏技术是油脂工业中不可或缺的一部分，它可以实现高效、精确的分离和提取，提高油脂产品的质量和价值。
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孙瑞利用刮模式蒸馏装置对重质油进行分离，为了更好的分离重质渣油， 本实验采用自制的10kg/h 的降膜式分子蒸馏装置，其结构及组成单元如图1所
示。
图1 分子蒸馏装置与结构图
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1-转子驱动马达； 2-导热油出口； 3-冷凝器； 4-导热油入口； 5-重组分出口； 6-进料口； 7-刮膜转子； 8-接冷阱；
9-轻组分出口； 10-冷凝水出口； 11-冷凝水进口；
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经预处理后的重质油为多组分、高粘度、黑色胶状混合物，其常压下平均 沸点（AEBP）在 500℃左右，对其各物性进行初步测定，其物性参数如表1。
表 1 重油物性参数
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3.1.1 单因素工艺条件研究
• 试验以重质油为原料，以润滑油基础油馏分为目标产品，以产品收率、粘度指数为指 标，考察系统影响因素：预热温度（T0）、蒸馏温度（TDM）、系统残压（Pr）、进 料速度（Q0） 及刮膜转速（R） 等。
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分子蒸馏技术
Molecular Distillation Technology
组员：李昊 陶艳琪 李娜 蒋盼盼
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1.分子蒸馏技术发展简介 2.分子蒸馏在医药工业中的应用 3.分子蒸馏在石油化工中的应用 4.分子蒸馏在食品工业中的应用 5.分子蒸馏在香料工业中的应用
6.分子蒸馏技术的发展展望
表 1 含甲醇物料、滤液和滤饼中维生素E的含量
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2.4.2 一次蒸馏温度对维生素E纯度的影响
表 2 一次蒸馏温度对维生素E纯度的影响
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2.4.3 二次蒸馏温度对维生素E纯度和收率的影响
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2.4.4 进料速率的影响
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2.4.5 刮膜器转子转速的影响
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1.分子蒸馏技术发展简介
• 早在20 世纪初，人们就意识到要利用真空来改进蒸馏过程，并开始了 降低蒸馏过程中气相阻力的研究，这便是分子蒸馏技术研究的开始。
• Bronzed 和Heresy 在1922年设计了世界上第一套真正的实验用分子蒸 馏装置，利用该装置进行水银同位素分离的研究。
8子蒸馏在石油化工中的应用
3.1 重质油分离
重质油深度分析处理越来越受到人们的关注，在原油中含量高，成分多且复 杂、为粘稠状黑色胶状物，其常压下平均沸点较高，一般高达 500℃左右，常 温常压下为固体、半固体状态，运动粘度较大。根据重渣油不同处理工艺，其 加工产品可作为高附加值润滑油基础油、蜡油、溶剂油、催化裂化原料等工业 。利用分子蒸馏分离重质油避免了高温受热分子断链分解、焦化、聚合等问题
天然维生素E主要存在于一些动植物组织中，由于其对热敏感，沸点较 高，运用传统精馏法不仅易使其变性，而且能耗较高。
王秀华.分子蒸馏提取天然维生素E研究[J] .中国油脂, 2009, 31(9):72 -74.
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2.2 工艺工程
酯化处理
冷冻脱除甾 醇
脱甲醇（一 次蒸馏）
二次蒸馏
2.3 具体的工艺条件
2.5 结论
采用刮膜式分子蒸馏器提取维生素E,根据对蒸馏温度 、进 料速率 、刮膜器转子转速3个因素的单因素试验研究 ,最 终得出分子蒸馏最佳工艺条件为:两次蒸馏 ,第一次蒸馏温 度100℃,第二次蒸馏温度150℃,进料速率1.0mL/min,刮膜 器转子转速120r/min。在此条件下,维生素E含量由原来的
• 1930年，分子蒸馏技术世界上有代表性的研究小组有三个，Burch， Waterman,和Hickman,正是Hickman领导的小组在分子蒸馏的工业规模技术 中起到了非常重要的作用。 • 20世纪的30-60 年代是分子蒸馏装备技术发展的黄金时代，至60年代， 日、英、美、德、法及前苏联均有多套大型工业化装置投入工业应用。
图 2 预热温度的影响
图 3 压强的影响
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图 4 蒸馏温度的影响
图 5 刮模转速的影响
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图 6 进料速率的影响
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3.1.2 结果与讨论
实验在恒定压力（15.0Pa）、 进料速率 8.0kg/h，刮膜转速为130rmp 的条件下， TMD 由在 200 升至 280℃，每隔 20℃做一次调整，分子蒸馏窄馏分的收率及物性参数见
孙瑞.重质油高值化利用工艺技术研究[D].济南：山东理工大学，2014.
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3.2 石化产品中间体的纯化
许多石油化工产品存在气味不纯 、溶剂大量残存 、聚 合单体清除不净等问题 , 这些 "杂质 "严重影响着产品的 质量 ,传统清除这些杂质的方法往往是采用需温度较高 、 耗能较大的方法 ,如真空蒸馏 。而采用分子蒸馏技术则可 解决其他方法中因操作温度较高引起的产品歧化 、缩合或 分解的问题 ,从而保证了产品的质量 。
• 我国分子蒸馏技术的研究起步较晚，上世纪60年代才有研究者开始研究； 1986年蔡沂春申请了关于M型分子蒸馏器的专利；至上世纪80年代末期，国 内引进了几套分子蒸馏生产线，用于硬脂酸单甘油酯的生产。
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2.分子蒸馏在医药工业中的应用
2.1 分子蒸馏技术应用于医药工业的优点
药物活性高 药物纯度高
表2。 表 2 各馏分段收率及物性参数
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由表2中数据可以看出，随着蒸馏温度的上升，重质油由轻到重 不断蒸出，起初轻组分收率较低，油品较好，饱和分含量较高，粘 度指数在 120 以上，240℃时馏分收率达 45.2%，此时除硫含量外， 蒸出馏分各项物性基本符合 API 润滑油基础油Ⅲ类指标；而继续升 温，重馏分不断蒸出，芳香分等较重组分含量增加，饱和烃含量迅 速降低，油品性能变差，故将重质渣油分子蒸馏 200℃~240℃窄馏 分作润滑油基础油。
实验采用两次蒸馏方式 ,第一次蒸馏温度 100 ℃,操作压力 0.5 ～ 1.5 Pa;第二次蒸馏温度 150℃,操作压力 0.1～ 0.4 Pa。进料温度 100℃,
进料速率 1.0 mL /min,刮膜器转子转速 120 r /min
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2.4 各种影响因素
2.4.1 甾醇对维生素E纯度的影响