分子蒸馏原理
分子蒸馏的原理及设备ppt课件
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二、分子蒸馏原理
1、相关概念
分子碰撞：分子与分子之间存在着相互作用力， 当两分子离得较远时，分子之间的作用力表现 为吸引力，但当两分子接近到一定程度后，分 子之间的作用力会改变为排斥力，并随其接近 距离的减小，排斥力迅速增加。当两分子接近 到一定程度时，排斥力的作用使两分子分开。 这种由接近而至排斥分离的过程，就是分子的 碰撞过程。
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二、分子蒸馏原理
分子平均自由程 设某一分子vm为平均速度，f为碰撞频率； λm 为平均自由程，则
由热力学原理可知： d——分子有效直径
p——分子所处空间压力
K——波尔兹曼常数
T——分子所处环境温度
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二、分子蒸馏原理
分子平均自由程 对比以上两式得：
由上式可以看出温度、压力及分子有效直径是影响分 子运动平均自由程的因素。当压力一定时，一定物质 的分子运动平均自由程随温度增加而增加。当温度一 定时，平均自由程与压力成反比，压力越小（真空度 越高），平均自由程越大，即分子间碰撞机会越少。 不同物质因其有效直径不同，因而分子平均自由程不 同。
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二、分子蒸馏原理
2、分子蒸馏原理
液体混合物沿加热板自上而下 流动，被加热后能量足够的分子 逸出液面。
离液面距离小于轻分子的分子 运动平均自由程而大于重分子的
分子运动平均自由程处设置一冷 凝板。
轻分子能够到达冷凝板，破坏 了体系中轻分子的动态平衡，不 断逸出
重分子因不能到达冷凝板，很 快与液相中重分子趋于动态平衡，
并向锥形盘周边移动，液膜被加
热后，易挥发物被蒸出，在真空
罩周围冷凝，顺着蒸出物液槽流
出至蒸出液瓶中，蒸余物则顺蒸
分子蒸馏技术
分子蒸馏技术分子蒸馏是一项较新的尚未广泛应用于工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问题。
分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术，它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。
这样，达到物质分离的目的。
1. 分子蒸馏的基本原理1.1 分子运动平均自由程任一分子在运动过程中都在不断变化自由程，在某时间间隔内自由程的平均值为平均自由程。
设V为某一分子的平均速度;f为碰撞频率;λ为平均自由程。
mm 则λ=V/f ?f=V/λ mmmm由热力学原理可知，式中，d为分子有效直径;P为分子所处空间的压强;T为分子所处环境的温度;K 为波尔兹曼常数。
则1.2分子运动平均自由程的分布规律-λ/λ分子运动自由程的分布规律可表示为 F=1,e m式中，F为自由程小于或等于λ的概率;λ为分子运动的平均自由程;λ为m 分子运动自由程。
由公式可以得出，对于一群相同状态下的运动分子，其自由程-λ/λm-1等于或大于平均自由程λ的概率为1,F,e,e,36.8, m1.3 分子蒸馏的基本原理由分子运动平均自由程的公式可以看出，不同种类的分子，由于其分子有效直径不同，其平均自由程也不相同，换句话说，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相同的。
分子蒸馏技术正是利用不同种类分子逸出液面后平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，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液面，这样混合物就分离了。
2. 分子蒸馏过程及其特点2.1 分子蒸馏过程分子由液相主体至冷凝面上冷凝的过程需经历四个步骤:内扩散?自由蒸发?飞射?冷凝(1)内扩散:分子由液相主体扩散至蒸发面的扩散速率。
分子蒸馏的原理
分子蒸馏的原理分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术，它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
这里，分子运动自由程（用λ表示）是指一个分子相邻两次碰撞之间所走的路程。
当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。
这样，达到物质分离的目的。
分子蒸馏技术的特点分子蒸馏技术作为一种与国际同步的高新分离技术，具有其它分离技术无法比拟的优点：1、操作温度低（远低于沸点）、真空度高（空载≤1Pa）、受热时间短（以秒计）、分离效率高等，特别适宜于高沸点、热敏性、易氧化物质的分离；2、可有效地脱除低分子物质（脱臭）、重分子物质（脱色）及脱除混合物中杂质；3、其分离过程为物理分离过程，可很好地保护被分离物质不被污染，特别是可保持天然提取物的原来品质；4 、分离程度高，高于传统蒸馏及普通的薄膜蒸发器。
分子蒸馏技术工业化应用产品A氨基酸酯阿魏酸三萜醇酯B丙烯酸酯丙二醇酯苯乙烯-丙烯腈丙交酯薄荷酯白术挥发油苯基马来酰亚胺柏木油菠萝酮苯甲酸C12~C15醇酯C长链二元酸（C9-C18）粗石蜡除草剂柴胡挥发油茶树油苍术油川芎提取物蚕蛹油D单甘酯（单硬脂酸甘油酯单月桂酸甘油脂等）（牛油及猪油等）脱胆固醇大蒜油丁三醇当归提取物2-丁基辛醇独活提取物豆甾醇独活提取物多糖酯多不饱和脂肪酸对苯二甲酸二乙酯脱除多氯联苯E二十八烷醇（米糠蜡、蜂蜡、蔗蜡）二聚酸二十碳五烯酸（EPA）二十二碳六烯酸（DHA）二十二烷内酯二异氰酸酯三聚体F废油再生番茄红素辅酶Q蜂蜡呋喃脂酚醛树脂防风提取物氟油（全氟烃、氟氯碳油、全氟聚醚）G高碳醇固化剂（脱除TDI、MDI、HDI等）共轭亚油酸果糖酯硅油（聚硅氧烷或聚硅醚）谷甾醇谷维素桂皮油香茅油香根油橄榄油广藿香油（广藿香醇、广藿香酮）癸二酸二辛酯光稳定剂H花生四烯酸（ARA）胡椒基丁醚β-胡萝卜素及类胡萝卜素（棕榈油柑橘油甜橙油桔皮油螺旋藻等）海狗油（双酚A及F型）环氧树脂花椒籽油红花籽油互叶白千层油J聚甘油酯聚酯聚醚聚烯烃聚乙二醇（酯）聚氨酯聚戊烯醇聚四氢呋喃姜油树脂姜辣素姜烯酚焦油角鲨烯结构酯芥酸酰胺碱金属精炼甲基庚烯酮间甲基苯甲酸3-甲基吲哚激素缩体姜樟油鲸醇K葵花籽油糠蜡矿物油渣脱蜡奎宁衍生物扩散泵油天然抗氧化剂L沥青脱蜡辣椒油树脂辣椒红色素辣椒碱氯菊酯磷酸酯连翘挥发油邻苯二甲酸二辛酯M玫瑰油米槁精油没食子酸醛类衍生物毛油脱酸（高酸值米糠油、小麦胚芽油、花椒籽油等）米糠蜡茉莉精油煤焦油酶解脂肪酸N萘甲醛柠檬醛P PET再生（聚对苯二甲酸乙二醇酯）葡萄糖衍生物天然苹果香精帕罗西汀硼酸乙二醇醚Q 茄尼醇（废次烟叶、马铃薯叶）3-羟基丙腈（HPN）R （矿物及合成）润滑油（聚α-烯烃、石蜡氯化合成油、烷基苯合成油、聚异丁烯合成油）L-乳酸松香酯肉桂醛（肉桂油）山苍子油S 生物柴油（脂肪酸甲酯或乙酯）三烯生育酚三氯新（三氯-2羟基二苯醚）三甘醇三十烷醇三聚酸双甘油酯鼠尾草抗氧剂石油渣油（精制或脱除）杀虫剂食用油脱酸缩水甘油基化合物羧酸二酯（润滑油）蒜素鲨烯（三十碳六烯酸）十二烷内酯双-β-羟乙基对苯二甲酸酯酸性氯化物生物碱衍生物四唑-1-乙酸三聚甲醛回收（天然及合成）生育酚T碳氢化合物萜烯烃（酯）桃醛塔尔油（妥尔油）W（天然及合成）脂溶性维生素（A、D、E、K）烷基糖苷（烷基苷烷基多苷烷基多糖苷烷基聚糖苷烷基葡萄糖苷）烷基酚微晶蜡戊二醛维生素E醋酸酯肟类X小麦胚芽油新洋茉莉醛香附子烯α-香附酮香芝麻蒿挥发油香叶醇香紫苏内酯Y亚麻酸油酸酰胺（深海及发酵）鱼油鱼肝油燕麦油羊毛脂羊毛醇异氰酸酯预聚物岩兰草油月桂二酸氧化乐果（聚）乙二醇酯油酸二乙醇酰胺月桂酸二乙酰胺乙醛酸乙酰氨基苯乙酸乙酯异构体亚麻籽油同位素铀浓缩依托芬那酯乙氧基脂肪醇乙氧脂肪酸液化煤乙烯基吡咯烷酮玉米油乙酰柠檬酸酯腰果油异丙烯二羧酸酯Z植物甾醇植物蜡芝麻素真空泵油制动液中碳链甘油三酯（MCT）脂肪酸及其衍生物增塑剂增效醚甾醇酯蔗糖酯紫罗兰酮酯类油（双酯、多元醇酯、复酯）植物油脱臭馏出物紫苏籽油蔗蜡棕蜡镇静剂棕榈油分子蒸馏与传统蒸馏的不同可由下表看出:由上述对比看出，分子蒸馏较传统蒸馏具有明显的技术及经济优势：1、产品质量高。
分子蒸馏技术
三、分子蒸馏的分离流程及设备
分子蒸馏的主要结构由加热器、捕集器、 高真空系统组成。如下图：
分子蒸馏技术的工业化应用
1、分子蒸馏技术的应用原则 、
1.1分子蒸馏适用于不同物质分子量差别较大的液 体混和物系的分离 1.2分子蒸馏可用于分子量接近但性质差别较大的 物质分离,如沸点差较大、分子量接近的物系的 分离 1.3分子蒸馏特别适用于高沸点、热敏性、易氧化 （或易聚合）物质的分离 1.4分子蒸馏适宜于附加值较高或社会效益较大的 物质分离 1.5分子蒸馏不适宜于同分异构体的分离
分子蒸馏技术的工业化应用
2、分子蒸馏在工业化应用中的作用 、
2.6 分离产品与催化剂 分子蒸馏技术可用于产品与催化剂的分离， 在得到高质量产品的同时，保护了可循环利用 的催化剂活性。 在许多合成反应中，催化剂与产品需要分 离开来。一方面是产品质量的要求，需要将催 化剂彻底分离掉；另一方面是一些价值昂贵的 催化剂必须循环使用。对于产品与催化剂具热 敏性的物系，采用传统的蒸馏方法难以处理， 而采用分子蒸馏可取得理想效果。
分子蒸馏技术的工业化应用
2、分子蒸馏在工业化应用中的作用 、
2.5 改进传统合成工艺条件 对于许多加成反应，产物的质量与反应物 的配比密切相关。传统的工艺由于没有有效的 分离手段以清除产物中的游离单体，致使反应 的物料配比及工艺受到了严格限制，从而影响 产品的质量。采用分子蒸馏技术后，由于有了 有效的分离手段，可以不必担心反应物配比中 的过量，大大有利于某些反应的反应平衡及反 应速度，优化了工艺操作条件，提高了产品质 量。
分子蒸馏技术
一、简介
分子蒸馏（Molecular Distillation）是在高 真空中进行的非平衡蒸馏。其蒸发面与冷凝面 的距离在蒸馏物料的分子的平均自由程之内。 此时，物质分子间的引力很小，自由飞驰的距 离较大，这样由蒸发面飞出的分子，可直接落 到冷凝面上凝集，从而达到分离的目的。分子 蒸馏技术是一种高新的、温和的、纯物理的分 离技术，能分离常规蒸馏不易分离的物质, 特 别适用于高沸点、热敏性物质的分离。
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。
分子蒸馏技术原理
1、分子蒸馏技术的基本原理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。
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,就会从液面逸出而成为气相分子,随着液面上方气相分子的增加,有一部分气体就会返回液体,在外界条件保持恒定情况下,就会达到分子运动的动态平衡。
从宏观上看达到了平衡。
液体混合物为达到分离的目的,首先进行加热,能量足够的分子逸出液面,轻分子的平均自由程大,重分子平均自由程小,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,使得轻分子不断被冷凝,从而破坏了轻分子的动平衡而使混合液中的轻分子不断逸出,而重分子因达不到冷凝面很快趋于动态平衡,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由分子蒸馏的原理可以看出，分子蒸馏有许多常规蒸馏所不具备的特点。
2.1分子蒸馏的操作真空度高。
由于分子蒸馏的冷热面间的间距小于轻分子的平均自由程，轻分子几乎没有压力降就达到冷凝面，使蒸发面的实际操作真空度比传统真空蒸馏的操作真空度高出几个数量级。
分子蒸馏的操作残压一般约为0.1～1Pa数量级。
2.2分子蒸馏的操作温度低。
分子蒸馏依靠分子运动平均自由程的差别实现分离，并不需要到达物料的沸点，加之分子蒸馏的操作真空度更高，这又进一步降低了操作温度。
分子蒸馏在蒸发过程中，物料被强制形成很薄的液膜，并被定向推动，使得液体在分离器中停留时间很短。
特别是轻分子，一经逸出就马上冷凝，受热时间更短，一般为几秒或十几秒。
这样，使物料的热损伤很小，特别对热敏性物质的分离过程提供了传统蒸馏无法比拟的操作条件。
3.4分子蒸馏的分离程度更高。
,由分子蒸馏的相对挥发度可以看出：x式中：M1————轻分子分子量；M2————重分子分子量而常规蒸馏相对挥发度α=P1/P2 ，由于M2 ＞M1 ，所以ατ＞α。
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。
分离方法——分子蒸馏法
事例1
事例2
事例3
事例4
事例5
下面列举一些典型的分子蒸馏生产工艺： (１) 低沸点、热敏性物料的分离 如香料类物质，该类物质挥发性强，热敏性高。 ┎→产品１ 玫瑰油→第一级（脱气）→第二级→┃ ┖→蒸余物→第三级→ 产品2 渣 通过上述处理，可解决香味不好、颜色深及蜡含量高等问题， 使产品的附加值大大提高。
则： λm ＝ K ──── · (2)½π T ──── d²P
其中：
d － 分子有效直径 P － 分子所处空间的压强 T － 分子所处环境的温度 K － 波尔兹曼常数
（ 2）
分子蒸馏的基本原理：
由分子平均自由程的公式可以看出，不同种类的分子， 由于其分子有效直径不同，其平均自由程也不同，换句话说， 不同种类的分子溢出液面后不与其它分子碰撞的飞行距离是 不同的。
分子蒸馏
1 原理：分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方 法，是一种特殊的液--液分离技术，它不同于传统 蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运 动平均自由程的差别实现分离。 分子运动自由程（用λ表示）是指一个分子相邻 两次碰撞之间所走的路程。
分子蒸馏技术的基本原理 （1） 分子运动平均自由程： 任一分子在运动过程中都在不断变化自由程。在某 时间间隔内自由程的平均值为平均自由程。
内部冷凝器，流 阻小，极限真空 高
分子蒸馏器的模式离心薄膜式Fra bibliotek转子刮膜式
主要区别在于物料形成薄膜的方法不同 现在国内、外的工业化装置以转子刮膜式为主
离心薄膜式分子蒸馏器
MDL-150（离心式）
转子刮膜式分子蒸馏器
2 分子蒸馏技术的特点 分子蒸馏技术作为一种高新分离技术，具有其 它分离技术无法比拟的优点：
分子蒸馏技术的原理和应用
分子蒸馏技术的原理和应用分子蒸馏技术的基本原理（一）分子运动平均自由程：任一分子在运动过程中都在不断变化自由程。
在某时间间隔内自由程的平均值为平均自由程。
设Vm＝某一分子的平均速度f ＝碰撞频率λm ＝平均自由程则λm ＝Vm／f∴f＝Vm／λmπd²P由热力学原理可知，f＝(2)½Vm•────KT其中：d－分子有效直径P－分子所处空间的压强T－分子所处环境的温度K－波尔兹曼常数K T则：λm ＝────•────(2)½πd²P（二）分子运动平均自由程的分布规律：分子运动自由程的分布规律为正态分布，其概率公式为：F = 1 - e-λ／λm 其中：F－自由程度≤λm的概率λm－分子运动的平均自由程λ－分子运动自由程由公式可以得出，对于一群相同状态下的运动分子，其自由程等于或大于平均自由程λm的概率为：1 - F = e-λ／λm = e-1 = 36.8%（三）分子蒸馏的基本原理：由分子平均自由程的公式可以看出，不同种类的分子，由于其分子有效直径不同，其平均自由程也不同，换句话说，不同种类的分子溢出液面后不与其它分子碰撞的飞行距离是不同的。
分子蒸馏技术正是利用不同种类分子溢出液面后平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，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液面，这样混合物就分离了。
（三）分子蒸馏技术中的相关模型：对于许多物料而言，至今还没有可供实际应用的数学模型来准确地描述分子蒸馏中的变量参数，实际的应用仍靠经验的总结。
但由经验从各种规格蒸发器中获得的蒸发条件，可以安全地推广到生产装置的设计中。
相关的模型有：１、膜形成对于降膜、无机械运动的垂直壁上的膜厚，Nasselt公式为：σm＝（3v2Re/g）1/3其中：σm－名义膜厚［米］v－物料动力粘度［米2•秒-1］g－重力加速度［米•秒-2］Re－雷诺数，无因次Re>400时，该方程成立。
分子蒸馏
此式是假定蒸发是不受其它分子的阻碍情况下 导出的，然而某些蒸发出来的分子在到达冷凝表面 以前，难免要与残余气体的分子碰撞，所以上式给 出的G值通常是达不到的，用了一个近似等号。实
际中必需乘以一个因子来加以校正，此因子用符
号α表示。 残余气体的压力愈低，α值愈接近１ 在现代的工业装置中其值可达0.9。
l－平均自由程
温度、压力及分子有效直径是影响分子 运动平均自由程的主要因素。当压力一 定时，一定物质的分子运动平均自由程 随温度增加而增加。当温度一定时，平 均自由程λ m 与压力p成反比，压力越小 （真空度越高），λm越大，即分子间碰 撞机会越少、不同物质因其有效直径不 同，因而分子平均自由程不同。
p1 αr = p2
M2 M1
分子蒸馏的适用范围
• 1.分子蒸馏适用于不同物质分子量差别较大 的液体混合物系的分离，特别是同系物的 分离，分子量必须要有一定差别。 • 2.分子蒸馏也可用于分子量接近但性质差别 较大的物质的分离，如沸点差较大、分子 量接近的物系的分离。 • 3.分子蒸馏特别适用于高沸点、热敏性、易 氧化（或易聚合）物质的分离。
• 加热面长度 • 物料粘度 • 表面载荷 • 要求的产量
简单的例子：
每小时60升的物料加到0.75m2 的一个蒸发器内， 假设最大刮膜厚度为0.5mm，那么必然只有0.375升 的物料分布整个蒸发面上。在这种情况下，物料被 “滞留”在蒸发面上的时间仅为
22.5秒
放射同位素测量结果与这些数据一致。 根据各种物料的浓度曲线计算出的名义停留时间为
15秒。
分解几率（对物料的热破坏）
Hickman 和Embree对分解几率给出如下公式：
Z＝p·t
Z －分解几率 P －工作压力（与工作温度Ｔ成正比） t －停留时间［秒］
分子蒸馏 原理
分子蒸馏原理分子蒸馏是一种先进的分离技术，它基于不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
以下将详细解释这一过程：1. 分子蒸馏原理分子蒸馏利用了不同物质分子运动平均自由程的差异。
在常压下，轻分子的平均自由程比重分子要大得多，这就意味着在相同的距离上，重分子需要的时间比轻分子长。
因此，通过控制合适的操作条件，我们可以让轻分子在液面上方逸出进入气相，而重分子则留在液相中。
2. 不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离不同物质分子运动平均自由程的差别是实现分离的关键。
轻、重分子由于其不同的分子量和分子特性，会有不同的平均自由程。
在分子蒸馏过程中，轻、重分子会根据其平均自由程的不同，移动不同的距离。
3. 轻、重分子逸出液面进入气相在分子蒸馏过程中，轻、重分子会根据其特性从液面逸出进入气相。
由于轻分子的平均自由程较大，它们更容易从液面逸出进入气相。
相反，重分子的平均自由程较小，它们更难从液面逸出进入气相。
4. 轻、重分子自由程不同，移动距离不同由于轻、重分子的平均自由程不同，它们在液面上的移动距离也不同。
轻分子的平均自由程较大，它们可以在液面上方移动较远的距离。
而重分子的平均自由程较小，它们在液面上方移动的距离较短。
5. 设置冷凝板，轻分子被冷凝排出，重分子沿混合液排出在分子蒸馏设备中，通常会设置冷凝板以收集轻分子。
当轻分子从液面逸出进入气相后，它们会碰到冷凝板并被冷凝排出。
而重分子则沿混合液排出。
6. 沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力在分子蒸馏过程中，沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力。
由于轻、重分子的特性不同，它们在沸腾的薄膜和冷凝面之间的移动距离也不同。
轻分子可以移动较远的距离，而重分子则移动较短的距离。
这种移动距离的差异使得轻、重分子得以分离。
7. 微小的压力降引起蒸汽的流动在分子蒸馏过程中，微小的压力降会引起蒸汽的流动。
当轻、重分子从液面逸出进入气相后，它们会随着蒸汽流动。
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。
分子蒸馏的原理及设备
分子蒸馏的原理及设备分子蒸馏是一种高级的蒸馏技术，用于分离高沸点混合物中的组分。
其原理是利用不同高沸点组分的分子间相互作用力的差异，在高真空条件下，通过逐步蒸发和冷凝来实现分离。
以下将对分子蒸馏的原理和设备进行详细介绍。
一、分子蒸馏的原理：分子蒸馏的原理基于分子间力的差异。
在高沸点混合物中，各组分之间通过分子间相互作用力相互吸附在一起，使得分子间距较近，难以单独蒸发。
通过加热和减压，可以将高沸点组分蒸发出来。
在高真空条件下，组分之间的分子间相互作用力变得微弱，能够单独蒸发。
通过冷凝，可以将蒸发出来的高沸点组分重新液化，分离出组分。
二、分子蒸馏的设备：1.分馏塔：分馏塔是实现分子蒸馏的核心设备，分为有配管的和无配管的两种。
有配管的分馏塔具有更好的热平衡性和简化操作的优势，适用于较大规模的生产。
无配管的分馏塔则更加灵活，适用于实验室和小规模生产。
2.加热系统：加热系统的作用是提供蒸发所需的热量。
通常采用电炉、传导热油或蒸汽加热。
3.冷凝系统：冷凝系统用于将蒸发出来的高沸点组分重新液化。
常见的冷凝方式有冷凝管、冷凝器和冷却剂等。
4.真空系统：真空系统用于提供高真空条件，减少分子间相互作用力，使得高沸点组分能够单独蒸发。
常见的真空系统设备有真空泵和真空计等。
5.收集和分离系统：蒸发出来的高沸点组分通过冷凝系统重新液化后，需要进行收集和分离。
常见的收集和分离设备有采样瓶、吸收塔和分离器等。
三、分子蒸馏的操作过程：1.设定操作参数：根据混合物的组成和性质，设定适当的温度和压力，以控制分子蒸馏的过程。
2.加热：通过加热系统提供所需的热量，使得混合物开始蒸发。
3.分离：蒸发出来的高沸点组分在分馏塔中逐步上升，与下降的冷凝器中的冷却剂接触，冷凝成液体重新收集。
4.收集：通过收集和分离系统，将高沸点组分单独收集。
5.控制操作参数：根据需要，随时调整温度和压力，以优化分离效果。
分子蒸馏技术广泛应用于石油、化工、精细化工、医药等领域。
简述分子蒸馏的原理
简述分子蒸馏的原理
分子蒸馏是一种常用的分离和纯化液体混合物的方法，其原理是利用不同物质分子间的相互作用力差异，将液体混合物中挥发性成分分离出来。
在分子蒸馏中，混合物首先被加热，使其中挥发性成分汽化。
然后通过将蒸气经过一根长而细的管道，形成分子蒸馏柱。
分子蒸馏柱内部有一层毛细管或填料，能够形成一个上升的气体流和下降的液体流，从而使挥发性成分逐渐分离。
因为分子蒸馏柱内的温度从下往上逐渐降低，挥发性成分相对易挥发的部分会在较低温度处凝结，而相对难挥发的部分则不易凝结并继续上升，最终分离出来。
分子蒸馏的原理依赖于液体混合物中不同成分分子之间的相互作用力的差异，如极性、分子量、氢键、范德华力等。
由于这些相互作用力的差异，有些成分的蒸汽易于进入分子筛中，而其他成分需要较高的温度才能挥发，从而实现了液体混合物的分离纯化。
分子蒸馏是一种高级分离技术，可用于大量生物化学、有机化学和分析化学领域。
它已被广泛应用于药品制剂和有机化学领域，例如提取纯天然精油、分离有机物、纯化溶剂、制备高纯度物质等。
分子蒸馏的原理
分子蒸馏是一种非平衡蒸馏过程，它根据不同物质分子间的分子力差异，在远低于其沸点温度下，使物质得到分离。
这种技术可以应用于许多领域，如高纯度物质的生产、废油再生、生物柴油的生产等。
原理：分子蒸馏的原理基于不同物质分子间分子力的差异。
在沸点温度下，物质的分子获得足够的能量，可以克服分子间的引力，从液相逸出。
在常温下，这些分子也能获得足够的能量，但是由于没有达到沸点温度，它们无法克服分子间的引力，从而无法从液相逸出。
因此，分子蒸馏的原理是利用沸点和分子间作用力的差异来实现物质的分离。
在分子蒸馏过程中，受热表面与液相接触，使液相中易挥发的成分逸出为气相。
同时，根据不同物质分子间的分子力差异，易挥发的成分与难挥发的成分在逸出时的速度和路径也不同。
在远低于其沸点温度下，难挥发的成分被冷凝器捕获，从而实现物质的分离。
分子蒸馏的过程可以分为三个阶段：加热、蒸发和冷凝。
在加热阶段，受热表面将液相加热至足够的温度，使液相中的易挥发成分获得足够的能量逸出为气相。
在蒸发阶段，易挥发的成分从液相逸出为气相，而难挥发的成分仍留在液相中。
在冷凝阶段，逸出的气相经过冷凝器被迅速冷却和凝结成液相，而难挥发的成分则由于分子力较小，不容易被冷凝成液相。
因此，最终可以在冷凝器下方收集到高纯度的难挥发物质。
影响因素：温度和压力：温度是影响分子蒸馏分离效果的重要因素之一。
在一定的压力下，不同的物质具有不同的沸点。
在沸点附近时，不同物质获得足够的能量从液相逸出为气相的速度相近，难以分离。
因此，需要选择合适的操作温度使得各组分的蒸汽压差异最大化以提高分离效果。
此外，加压可以减小气体的粘度从而提高传热和传质速率，进而提高分离效率。
加热面积和蒸发量：加热面积和蒸发量是影响分子蒸馏分离效果的重要因素之一。
加热面积决定了能够提供给液相的热量，蒸发量决定了能够从液相逸出的气体量。
为了获得更好的分离效果，需要选择合适的加热面积和蒸发量。
物料性质：物料的性质如沸点、分子量、粘度、密度等都会影响分子蒸馏的分离效果。
分子蒸馏原理
分子蒸馏原理
分子蒸馏是一种常见的分离纯化技术，基于分子间的挥发性差异原理。
其过程中不涉及化学反应，主要利用不同物质分子间的挥发性差异，通过加热液体混合物使其蒸发，然后冷凝收集，实现分离纯化目的。
分子蒸馏的原理是基于液体混合物中各组分分子间的挥发性差异。
不同组分的挥发性差异使得其蒸发速率不同，从而可以通过控制温度和压力，使目标组分先蒸发，然后冷凝收集。
分子蒸馏通常使用一种称为分馏塔的设备进行操作。
分馏塔内通常包含有填料或者板块，用于提供大量的表面积以促进蒸发和冷凝。
混合物首先经过加热，然后进入分馏塔的底部部分，称为回流器，此处与进入的蒸汽相接触。
回流器内的部分液体回流到塔底，形成液相；蒸汽则向上通过分馏塔，逐渐减压。
在分馏塔内，液体与蒸汽接触，发生蒸发和冷凝。
液体中的挥发性较高的组分在加热和蒸汽的作用下，先部分蒸发，形成蒸汽相。
蒸汽相沿着塔内上升，在塔中的冷凝板块或填料上冷凝成液滴，随后下落到塔底部。
经过多次蒸发和冷凝，不同组分的浓度逐渐分离，较挥发性高的组分越来越多地集中在顶部，而较挥发性低的组分则逐渐富集在底部。
最后，顶部会收集到目标组分的纯净物质，而底部则富含非目标组分。
这样，通过调节温度和压力，在分馏塔内可以实现不同组分的有效分离。
总的来说，分子蒸馏是一种利用挥发性差异来分离液体混合物的技术，通过加热、蒸发和冷凝的循环过程，实现纯净物质的收集，为分离和纯化化学品提供了一种有效的方法。
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分子蒸馏原理
根据分子运动理论，液体混合物受热后分子运动会加剧，当接受到足够能量时，就会从液面逸出成为气相分子。
随着液面上方气相分子的增加，有一部分气相分子就会返回液相。
在外界条件保持恒定的情况下，最终会达到分子运动的动态平衡，从宏观上看即达到了平衡。
根据分子运动平均自由程公式，不同种类的分子，犹豫其分子有效直径不同，故其平均自由程也不同，即从统计学观点看，不同种类分子逸出液面后不与其他分子碰撞的飞行距离是不同的
分子蒸馏的分离作用就是依据液体分子受热会从液面逸出，而不同种类分子溢出后，在气相中其运动平均自由程不同这一性质来实现的。
分子蒸馏是一种非平衡状态下的蒸馏，由其原理来看，它又根本区别于常规蒸馏。
因此，它具备许多常规蒸馏无法比拟的优点
（1）操作温度低：
常规蒸馏是靠不同物质的沸点差进行分离的，而分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别进行分离的，也就是说后者在分离过程中，蒸汽分子一旦由液相中逸出（挥发）就可实现分离，而非达到沸腾状态。
因此，分子蒸馏是在远离沸点下进行操作的。
（2）蒸馏压强低：
由分子运动平均自由程公式可知，要想获得足够大的平均自由程，必须通过降低蒸馏压强来获得。
另外，由于分子蒸馏装置独特的结构形式，其内部压降极小，可获得很高的真空度。
尽管常规真空蒸馏也可以采用较高的真空度，但由于其内部结构上的至于（特别是填料塔或板式塔），其阻力较分子蒸馏装置大得多，因而难以达到高的真空度。
一般常规真空蒸馏其真空度仅达5kPa，而分子蒸馏真空度可达0.1-100Pa。
由上述可知，分子蒸馏是在极高真空度下操作，又远离物质的沸点，因此分子蒸馏的实际操作温度比常规真空蒸馏低得多，一般可低50-100℃。
（3）受热时间短：
鉴于分子蒸馏是基于不同物质分子运动平均自由程的差别而实现分离，因而装置中加热面与冷凝面的间距要小于轻分子的运动平均自由程（即间距很小），这样，由液面逸出的轻分子几乎未发生碰撞即达到冷凝面，所以受热时间很短。
另外，若采用较先进的分子蒸馏器结构，使混合液的液面形成薄膜状，这时液面与加热面的面积几乎相等，那么物料在设备中的而停留时间很短。
另外，若采用较先进的分子蒸馏器结构，使混合液的液面形成薄膜状，这时液面与加热面的面积几乎相等，那么物料在设备中的停留时间很短，因此蒸余物料的受热时间也很短。
假定真空蒸馏需受热数十分钟，则分子蒸馏受热仅为几秒或几十秒。
（4）分离程度及产品收率高：
分子蒸馏常常用来分离常规蒸馏难以分离的物质，而且就两种方法均能分离的物质而言，分子蒸馏的分离程度更高。
从两种方法相同条件下的挥发度不同可以看出这一点。
（5）另外，众多学者在研究分子蒸馏分离过程中传热、传质阻力的影响因素后，认为因其液膜很薄，加之在非平衡状态下操作，传热、传质阻力的影响较常规蒸馏小的多，因此，其分离效率要远远高于常规蒸馏。
鉴于以上众多因素，可见分子蒸馏操作温度低，被分离物质不易分解或聚合；受热时间短，被分离物质可避免热损伤；分离程度高，可提高分离效率。
因此，总体上说，分子蒸馏产品的收率较传统蒸馏会大大提高。
分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术，它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。
这样，达到物质分离的目的。
分子蒸馏技术的特点
分子蒸馏技术作为一种与国际同步的高新分离技术，具有其它分离技术无法比拟的优点：
1、操作温度低（远低于沸点）、真空度高（空载≤1Pa）、受热时间短（以秒计）、分离效率高等，特别适宜于高沸点、热敏性、易氧化物质的分离；
2、可有效地脱除低分子物质（脱臭）、重分子物质（脱色）及脱除混合物中杂质；
3、其分离过程为物理分离过程，可很好地保护被分离物质不被污染，特别是可保持天然提取物的原来品质；
4 、分离程度高，高于传统蒸馏及普通的薄膜蒸发器。
分子蒸馏技术工业化应用产品
A氨基酸酯阿魏酸三萜醇酯
B丙烯酸酯丙二醇酯苯乙烯-丙烯腈丙交酯薄荷酯白术挥发油
苯基马来酰亚胺柏木油菠萝酮
苯甲酸C12~C15醇酯
C长链二元酸（C9-C18）粗石蜡除草剂柴胡挥发油茶树油苍术油川芎提取物蚕蛹油
D单甘酯（单硬脂酸甘油酯单月桂酸甘油脂等）（牛油及猪油等）脱胆固醇大蒜油丁三醇当归提取物
2-丁基辛醇独活提取物豆甾醇独活提取物多糖酯多不饱和脂肪酸
对苯二甲酸二乙酯脱除多氯联苯
E二十八烷醇（米糠蜡、蜂蜡、蔗蜡）二聚酸二十碳五烯酸（EPA）二十二碳六烯酸（DHA）二十二烷内酯
二异氰酸酯三聚体
F废油再生番茄红素辅酶Q蜂蜡呋喃脂酚醛树脂防风提取物氟油（全氟烃、氟氯碳油、全氟聚醚）
G高碳醇固化剂（脱除TDI、MDI、HDI等）共轭亚油酸果糖酯硅油（聚硅氧烷或聚硅醚）谷甾醇谷维素
桂皮油香茅油香根油橄榄油广藿香油（广藿香醇、广藿香酮）癸二酸二辛酯光稳定剂
H花生四烯酸（ARA）胡椒基丁醚β-胡萝卜素及类胡萝卜素（棕榈油
柑橘油甜橙油桔皮油螺旋藻等）海狗油
（双酚A及F型）环氧树脂花椒籽油红花籽油互叶白千层油
J聚甘油酯聚酯聚醚聚烯烃聚乙二醇（酯）聚氨酯聚戊烯醇聚四氢呋喃姜油树脂姜辣素姜烯酚焦油
角鲨烯结构酯芥酸酰胺碱金属精炼甲基庚烯酮间甲基苯甲酸3-甲基
吲哚激素缩体姜樟油鲸醇
K葵花籽油糠蜡矿物油渣脱蜡奎宁衍生物扩散泵油天然抗氧化剂
L沥青脱蜡辣椒油树脂辣椒红色素辣椒碱氯菊酯磷酸酯连翘挥发油邻苯二甲酸二辛酯
M玫瑰油米槁精油没食子酸醛类衍生物毛油脱酸（高酸值米糠油、小麦胚芽油、花椒籽油等）米糠蜡茉莉精油煤焦油酶解脂肪酸N萘甲醛柠檬醛
P PET再生（聚对苯二甲酸乙二醇酯）葡萄糖衍生物天然苹果香精帕罗西汀硼酸乙二醇醚
Q 茄尼醇（废次烟叶、马铃薯叶）3-羟基丙腈（HPN）
R （矿物及合成）润滑油（聚α-烯烃、石蜡氯化合成油、烷基苯合成油、聚异丁烯合成油）L-乳酸松香酯
肉桂醛（肉桂油）山苍子油
S 生物柴油（脂肪酸甲酯或乙酯）三烯生育酚三氯新（三氯-2羟基二苯醚）三甘醇三十烷醇三聚酸双甘油酯
鼠尾草抗氧剂石油渣油（精制或脱除）杀虫剂食用油脱酸缩水甘油基化合物羧酸二酯（润滑油）蒜素
鲨烯（三十碳六烯酸）十二烷内酯双-β-羟乙基对苯二甲酸酯酸性氯化物生物碱衍生物四唑-1-乙酸
三聚甲醛回收（天然及合成）生育酚
T碳氢化合物萜烯烃（酯）桃醛塔尔油（妥尔油）
W（天然及合成）脂溶性维生素（A、D、E、K）烷基糖苷（烷基苷烷基多苷烷基多糖苷烷基聚糖苷烷基葡萄糖苷）
烷基酚微晶蜡戊二醛维生素E醋酸酯肟类
X小麦胚芽油新洋茉莉醛香附子烯α-香附酮香芝麻蒿挥发油香叶醇香紫苏内酯
Y亚麻酸油酸酰胺（深海及发酵）鱼油鱼肝油燕麦油羊毛脂羊毛醇异氰酸酯预聚物岩兰草油月桂二酸
氧化乐果（聚）乙二醇酯油酸二乙醇酰胺月桂酸二乙酰胺乙醛酸乙酰氨基苯乙酸乙酯异构体亚麻籽油
同位素铀浓缩依托芬那酯乙氧基脂肪醇乙氧脂肪酸液化煤乙烯基吡咯烷酮玉米油乙酰柠檬酸酯
腰果油异丙烯二羧酸酯
Z植物甾醇植物蜡芝麻素真空泵油制动液中碳链甘油三酯（MC T）脂肪酸及其衍生物增塑剂增效醚
甾醇酯蔗糖酯紫罗兰酮酯类油（双酯、多元醇酯、复酯）植物油脱臭馏出物紫苏籽油蔗蜡棕蜡
镇静剂棕榈油
枣子酊。