| 一、概述 許多如石油重渣油、化學藥品、藥物及天然食品、保健品、脂肪酸等，常常是熱敏性的、粘滯的及/或具有高沸點的物料。要把這些物料從它們的其它組分分離出來，而保持產(chǎn)物的質(zhì)量，只能在低的沸騰溫度甚至是不到沸騰溫度下精餾，且只能在很短的時間里，把熱分解作用或聚合作用減到*小，以消除對產(chǎn)品的破壞。 當操作真空度約為500Pa時，可以在薄膜蒸發(fā)器和降膜蒸發(fā)器中進行。但是，如果蒸餾必須在中高真空下操作（如壓力在0.001~100Pa之間）就存在問題了。必須選用在產(chǎn)品蒸汽壓不超過通過加熱表面和冷凝表面之間壓降的蒸發(fā)器，因而帶有外置冷凝器的蒸發(fā)器被排除在中高真空范圍的蒸餾過程之外�！ � 相比之下，SPE型短程蒸發(fā)器非常適合于這種應用場合，冷凝器被制造在蒸發(fā)器內(nèi)，直接位于加熱蒸發(fā)發(fā)生的對面。所以，短程蒸發(fā)器是項較新的尚未廣泛應用于工業(yè)化生產(chǎn)，能解決大量常規(guī)蒸餾技術所不能解決的新形分離技術。 二、操作過程 SPE型短程蒸發(fā)器由一個帶夾套加熱的圓筒體、內(nèi)冷凝器及轉(zhuǎn)子等部件組成。內(nèi)冷凝器位于蒸發(fā)器的中心，帶刮膜系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子在蒸發(fā)器和冷凝器之間旋轉(zhuǎn)。 蒸餾過程是：物料從蒸發(fā)器的頂部加入，經(jīng)轉(zhuǎn)子上的料液分布器被連續(xù)均勻地分布在加熱面，刮膜器將產(chǎn)品刮成一層極薄、呈湍流狀的液膜。在此過程中，從加熱面上逸出的輕分子，幾乎未經(jīng)碰撞就到冷凝器上冷凝成液，并沿冷凝器管流下，通過位于蒸發(fā)器底部的出料管排出；殘液即重分子在加熱區(qū)下的圓形通道中收集，再通過側面的出料管中流出。 三、基本原理 蒸餾是化工單元操作中分離混合液體的一種方法,分為常壓蒸餾和減壓蒸餾,主要是利用混合液體中各組份的揮發(fā)度不同以實現(xiàn)分離的目的.也就是說,被分離的輕組份 |
| 液體其飽和蒸汽壓大于系統(tǒng)的壓力時,物料就能被分離,因此系統(tǒng)中的壓力越低(真空度越高)越容易被分離.分子蒸餾是在普通蒸餾的基礎上引進飽和蒸汽壓和分子平均自由程的概念,將脫離液相主體的輕組份分子以*快的速度捕捉積聚,也就是加熱面到冷凝面的距離等于或小于輕組份分子的逸出自由程,但必須大于重組份的分子平均自由程,為了得到好的捕捉效果,冷凝面積要大于蒸發(fā)面積,以達到分子蒸餾的目的,但由于受設備結構的影響,實際的設備不可能達到理想分子蒸餾的條件,只能接近或模擬分子蒸餾,因此我們稱之為短程蒸餾器,決定短程蒸餾器分離能力的因素有以下幾個方面: 1.混合液體中輕組份從液相主體向加熱面的擴散速度. 2.輕組份的飽和蒸汽壓及系統(tǒng)的真空度. 3.輕組份分子逸出到捕捉及冷凝積聚的速度(即加熱面到冷凝面的距離). 鑒于以上的工作原理,為了提高輕組份從液相主體中向蒸發(fā)面擴散的速度,采用刮膜型式,把物料均勻地在加熱面上刮成很薄的膜,使混合液體中輕組份從液相主體向蒸發(fā)面的擴散速度達到*大,擴散時間很短.在設備內(nèi)部*放置內(nèi)置冷凝器,使加熱面與冷凝面之間的距離小于或等于輕組份的分子平均自由程,由蒸發(fā)面逸出的分子毫無阻礙地飛射及凝集到冷凝面上,使輕組份的收集積聚達到*快的極限速度.輕組份的瞬間凝聚,幾乎不會有阻力降,因此能確保設備內(nèi)部保持高真空. 分子平均自由程λ=8.589 n/p �。═/M）1/2 n 物料粘度 p *壓力 Ｔ *溫度 Ｍ 分子量 因此決定分子平均自由程的因素是真空度,加熱溫度,粘度及分子量.真空度越高(*壓力越低),分子平均自由程越大,溫度越高,分子平均自由程越大,分子平均自由程越小.因此,調(diào)節(jié)真空度是改變分子平均自由程*有效的參數(shù),可根據(jù)具體情況即操作成本而定.提高溫度也可以增加分子平均自由程,同時也能提高輕組份的飽和蒸汽壓,對提高分離能力有較大幫助,但對產(chǎn)品品質(zhì)會產(chǎn)生負面影響. 四、特點：短程蒸餾器（分子蒸餾）與普通蒸餾相比有以下特點： 1：其分離操作可在物料沸點溫度下的溫度實現(xiàn)，只要系統(tǒng)的壓力低于物料輕組份的飽和蒸汽壓及加熱面和冷凝面間的距離小于或等于輕組份的分子平均自由程，就能達到分離目的�！ � 2：普通蒸餾是在物料沸點溫度以上操作的，因此蒸發(fā)與冷凝是一個可逆過程，短程蒸餾器（分子蒸餾）其分離操作可在沸點溫度以下實現(xiàn)的，因此短程蒸餾器（分子蒸餾）的蒸發(fā)與冷凝是一個不可逆過程�！ � 3：普通蒸餾有鼓泡，沸騰現(xiàn)象，短程蒸餾器（分子蒸餾）其分離操作是在沸點溫度以下實現(xiàn)的，因此沒有鼓泡，沸騰現(xiàn)象，有利于整個系統(tǒng)保持較高的真空度。特點分子蒸餾亦稱短程蒸餾,它是一項較新的尚未廣泛應用于工業(yè)化生產(chǎn)的液-液分離技術.其應用能解決大量常規(guī)蒸餾技術所不能解決的問題。分子蒸餾與常規(guī)蒸餾技術相比有以下特點: 1.普通蒸餾是在沸點溫度下進行分離操作:而分子蒸餾只要冷熱兩個面之間達到足夠的溫度差,就可以在任何溫度下進行分離,因而分子蒸餾操作溫度遠低于物料的沸點。 2.普通蒸餾有鼓泡、沸騰現(xiàn)象:而分子蒸餾是液膜表面的自由蒸發(fā),操作壓力很低,一般為0.1-1Pa數(shù)量級；受熱時間很短.一般僅為十秒至幾十秒。 3.普通蒸餾的蒸發(fā)和冷凝是可逆過程,液相和氣相之間處于動態(tài)相平衡；而在分子蒸餾過程中,從加熱面逸出的分子直接飛射到冷凝面上,理論上沒有返回到加熱面的可能性,所以分子蒸餾沒有不易分離的物質(zhì)。因此分子蒸餾特別適用高沸點、相對分子質(zhì)量差異較大、熱穩(wěn)定性差的有機混合液體的分離,能大大降低高沸點物 料的分離成本,并極好地保證物料的原有品質(zhì)。用途分子蒸餾技術的應用領域*廣闊,目前可應用分子蒸餾生產(chǎn)的產(chǎn)品有數(shù)百種。在石油化工領域可用于碳氫化合物的分離、原油的渣油及其類似物質(zhì)的分離,表面活性劑的提純及化工中間體的精制等；在塑料三業(yè)域可用于增塑劑的提純、高分子物質(zhì)的脫臭、樹脂類物質(zhì)的精制等；在食品工業(yè)領域可用于分離混合油脂、提取脂肪酸及其衍生物,從動植物中提取天然產(chǎn)物等:在醫(yī)藥工業(yè)領域.可用于提取合成及天然維生素A、維生素E,制取氨基酸及葡萄糖衍生物等；在香料工業(yè)領域,可用于處理天然香精油,使天然香料的品質(zhì)大大提高。目前國內(nèi)*先進的分子蒸餾裝置是我公司開發(fā)成功的分子蒸餾成套工業(yè)化裝置,實現(xiàn)了高真空下長期穩(wěn)定運行,并具有適應性廣、可調(diào)節(jié)性能好的特點,可進行多種產(chǎn)品的生產(chǎn),適用于多種工業(yè)領域。例如:從魚油提取DHA、EPA,其含量達到70%以上,而國外一般為30-60%；從植物油渣中提取天然維生素E,其含量達到55%,而國外一般為30-40%；其它如a-麻酸、單甘酯、烷基多苷、丙二醇酯、玫瑰油、米糠油、谷維素等也已投產(chǎn)、在建和開發(fā)。 工藝流程  技術參數(shù)
| 型號 |
蒸發(fā)面積(m2) |
冷凝面積(m2) |
總高(m) |
內(nèi)徑(mm) |
重量(kg) |
| MD30 |
0.30 |
0.60 |
1850 |
210 |
110 |
| MD80 |
0.80 |
1.5 |
2600 |
300 |
220 |
| MD150 |
1.5 |
3.0 |
3500 |
400 |
500 |
| MD300 |
3.0 |
6.0 |
4350 |
600 |
1200 |
| MD450 |
4.5 |
9.0 |
5000 |
800 |
1750 |
| MD600 |
6.0 |
12 |
5300 |
900 |
2800 |
| MD900 |
9.0 |
18 |
6500 |
1000 |
4200 |
| MD1200 |
12 |
24 |
7500 |
1200 |
6000 | |
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