分子蒸馏PPT教材
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如图2-1所示，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，轻分子的分子运动平均自 由程大，重分子的分子运动平 均自由程小，若在离液面距离 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， 此时，气体中的轻分子能够到 达冷凝板，由于在冷凝板上不 断被冷凝，从而破坏了体系中 轻分子的动态平衡，而使混合 液中的轻分子不断逸出；相反 ，气相中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，表观上重分子不 再从液相中逸出，这样，液体 混合物便达到了分离的目的。
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四、分子蒸馏技术的设备
一套完整的分子蒸馏设备主要包括：分子蒸发 器、脱气系统、进料系统、加热系统、冷却真空系 统和控制系统。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：
(1)降膜式：为早期形式，结构简单，但由于液膜 厚，效率差，当今世界各国很少采用。
(2)刮膜式:形成的液膜薄，分离效率高，但较降膜 式结构复杂。
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三、分子蒸馏基本原理
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。
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，而不同种类分子逸 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。
3
二、分子蒸馏技术发展简介
➢ 分子蒸馏技术是随着人们对真空状态下气体的运 动理论进行深人研究而逐渐发展起来的。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。一般认为，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。水银的同位素具有不同的分子质量，因而在高 真空下具有不同的蒸发速度。为了避免蒸发出的分子 与气相返回分子再碰撞，冷凝面被放置在与水银液面 很近的地方并且用液态空气冷却。这样，就得到了较 轻的水银同位素的蒸馏浓缩物。
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国内外的工业实践证明，分子蒸馏技术应 用广泛。到目前为止，分子蒸馏技术已应用于 百余种产品的生产，而更具商业吸引力的应用 仍在不断开发。可以预见，随着人们追求天然 产品、回归自然潮流的兴起，新产品不断出现 ，分子蒸馏技术必将以其在产品提纯中的高效 优质、条件温和而备受青睐，开发应用将会得 到进一步发展。
(3)离心式：离心力成膜，膜薄，蒸发效率高，但 结构复杂，真空密封较难，设备的制造成本高。
为提高分离效率，往往需要采用多级串联使 用而实现不同物质的多级分离。
10
分子蒸馏系统组成框图如下：
11
五、分子蒸馏技术的应用
大量的工业化实践证明，对于液液物系的分离， 分子蒸馏的适用范围可归纳为如下原则。 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。 ④分子蒸馏适宜于附加值较高或社会效益较大的物 质的分离。 ⑤分子蒸馏不适宜于同分异构体的分离。
分子蒸馏
组员：张军 黄盛 马钰程 唐翠红 李志红 林恺 陈蓉 覃明峰 莫韩慧 石亮 韦夏菊 覃景彬 覃辉 吴静文 赵肖盟
组长：黄盛 主讲：莫韩慧
1
主要内容：
2
一、前言
分子蒸馏技术是一种特殊的液液分离技
术，它产生于20世纪20年代，是伴随着真 空技术及真空蒸馏技术的发展而发展的。目 前，它已成为分离技术中的一个重要分支。
5
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。与此同时，国内许多研究 单位也进行了实验室技术研究，但工业化应用报道很少。北京 化工大学新特科技发展公司从上世纪90年代初开始对分子蒸 馏技术进行开发研究，从小试、中试至工业规模化生产，已先 后完成了利用分子蒸馏技术精制鱼油、天然维生素E、亚麻酸 、二聚脂肪酸、异氰酸酯加成物、辣椒红色素、角鲨烯等多个 产品的工业化生产，建成分子蒸馏生产装置30余条。鉴于该 公司开发的分子蒸馏技术的成功应用，于2001年荣获“国家 科技进步二等奖”。
➢ 至1930年，关于分子蒸馏技术世界上有代表性 的研究小组有三个，其中两个在欧洲的两所大学，负 责人分别为Burch和Waterman,另一个在美国,代 表性人物为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。
4
20世纪的30-60 年代是分子蒸馏装备技术发展的黄 金时，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。技术研究也十分活跃， Detwlier在1941年检索到了250篇左右的有关分子蒸 馏课题的文献。但由于相关技术的发展还很落后，致使Hale Waihona Puke Baidu 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60 年代至今的40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，如德国的 GEA公司，美国的POPE公司，日本的神岗公司等，使分 子蒸馏技术的工业应用得到了进一步发展。
如图2-1所示，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，轻分子的分子运动平均自 由程大，重分子的分子运动平 均自由程小，若在离液面距离 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， 此时，气体中的轻分子能够到 达冷凝板，由于在冷凝板上不 断被冷凝，从而破坏了体系中 轻分子的动态平衡，而使混合 液中的轻分子不断逸出；相反 ，气相中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，表观上重分子不 再从液相中逸出，这样，液体 混合物便达到了分离的目的。
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四、分子蒸馏技术的设备
一套完整的分子蒸馏设备主要包括：分子蒸发 器、脱气系统、进料系统、加热系统、冷却真空系 统和控制系统。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：
(1)降膜式：为早期形式，结构简单，但由于液膜 厚，效率差，当今世界各国很少采用。
(2)刮膜式:形成的液膜薄，分离效率高，但较降膜 式结构复杂。
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三、分子蒸馏基本原理
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。
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，而不同种类分子逸 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。
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二、分子蒸馏技术发展简介
➢ 分子蒸馏技术是随着人们对真空状态下气体的运 动理论进行深人研究而逐渐发展起来的。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。一般认为，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。水银的同位素具有不同的分子质量，因而在高 真空下具有不同的蒸发速度。为了避免蒸发出的分子 与气相返回分子再碰撞，冷凝面被放置在与水银液面 很近的地方并且用液态空气冷却。这样，就得到了较 轻的水银同位素的蒸馏浓缩物。
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国内外的工业实践证明，分子蒸馏技术应 用广泛。到目前为止，分子蒸馏技术已应用于 百余种产品的生产，而更具商业吸引力的应用 仍在不断开发。可以预见，随着人们追求天然 产品、回归自然潮流的兴起，新产品不断出现 ，分子蒸馏技术必将以其在产品提纯中的高效 优质、条件温和而备受青睐，开发应用将会得 到进一步发展。
(3)离心式：离心力成膜，膜薄，蒸发效率高，但 结构复杂，真空密封较难，设备的制造成本高。
为提高分离效率，往往需要采用多级串联使 用而实现不同物质的多级分离。
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分子蒸馏系统组成框图如下：
11
五、分子蒸馏技术的应用
大量的工业化实践证明，对于液液物系的分离， 分子蒸馏的适用范围可归纳为如下原则。 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。 ④分子蒸馏适宜于附加值较高或社会效益较大的物 质的分离。 ⑤分子蒸馏不适宜于同分异构体的分离。
分子蒸馏
组员：张军 黄盛 马钰程 唐翠红 李志红 林恺 陈蓉 覃明峰 莫韩慧 石亮 韦夏菊 覃景彬 覃辉 吴静文 赵肖盟
组长：黄盛 主讲：莫韩慧
1
主要内容：
2
一、前言
分子蒸馏技术是一种特殊的液液分离技
术，它产生于20世纪20年代，是伴随着真 空技术及真空蒸馏技术的发展而发展的。目 前，它已成为分离技术中的一个重要分支。
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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。与此同时，国内许多研究 单位也进行了实验室技术研究，但工业化应用报道很少。北京 化工大学新特科技发展公司从上世纪90年代初开始对分子蒸 馏技术进行开发研究，从小试、中试至工业规模化生产，已先 后完成了利用分子蒸馏技术精制鱼油、天然维生素E、亚麻酸 、二聚脂肪酸、异氰酸酯加成物、辣椒红色素、角鲨烯等多个 产品的工业化生产，建成分子蒸馏生产装置30余条。鉴于该 公司开发的分子蒸馏技术的成功应用，于2001年荣获“国家 科技进步二等奖”。
➢ 至1930年，关于分子蒸馏技术世界上有代表性 的研究小组有三个，其中两个在欧洲的两所大学，负 责人分别为Burch和Waterman,另一个在美国,代 表性人物为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。
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20世纪的30-60 年代是分子蒸馏装备技术发展的黄 金时，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。技术研究也十分活跃， Detwlier在1941年检索到了250篇左右的有关分子蒸 馏课题的文献。但由于相关技术的发展还很落后，致使Hale Waihona Puke Baidu 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60 年代至今的40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，如德国的 GEA公司，美国的POPE公司，日本的神岗公司等，使分 子蒸馏技术的工业应用得到了进一步发展。