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超重力精馏设备生产厂家介绍短程精馏的原理及应用

作者:浙江创兴化工设备有限公司 来源: 发布于:2018-10-05

超重力精馏设备生产厂家介绍短程精馏的原理及应用

短程蒸餾(short path distillation)是一種在高真空度下進行分離操作的連續蒸餾過程。在高真空條件下,由于短程蒸餾器的加熱面和冷凝面之間距小于或等于被分離物料分子的平均自由程,當分子在短程蒸餾器加熱面形成的液膜表面上進行蒸發時,分子間互不發生碰撞,無阻攔地向冷凝面運動并在冷凝面上被冷凝,因此短程蒸餾也被稱為分子蒸餾。由于短程蒸餾是在高真空遠低于沸點的溫度下進行的,蒸餾時間很短,所以該過程已成為分離目的產物最溫和的蒸餾方法,特別適合于濃縮、純化或分離高分子量、高沸點、高粘度的物質及熱穩定性極差的有機混合物。目前,短程蒸餾已成功地應用于食品、醫藥、精細化工和化妝品等諸多行業。
短程蒸餾過程
1給出了短程蒸餾原理示意圖,其蒸餾過程分為以下五個步驟:
(1)物料在加熱面上的液膜形成:通過機械方式在蒸餾器加熱面上產生快速移動、厚度均勻的薄膜。
(2)分子在液膜表面上的自由蒸發:分子在高真空遠低于沸點的溫度下進行蒸發。
(3)分子從加熱面向冷凝面的運動:只要短程蒸餾器保証足夠高的真空度,使蒸發分子的平均自由程大于或等于加熱面和冷凝面之間的距離,則分子向冷凝面的運動和蒸發過程就可以迅速進行。
(4)分子在冷凝面上的扑獲:只要加熱面和冷凝面之間達到足夠的溫度差,冷凝面的形狀合理且光滑,輕組分就會在冷凝面上進行冷凝,該過程可以在瞬間完成。
(5)餾出物和殘留物的收集:由于重力作用,餾出物在冷凝器底部收集。沒有蒸發的重組分和返回到加熱面上的極少輕組分殘留物由于重力或離心力作用,滑落到加熱器底部或轉盤外緣。
短程蒸餾的基本原理
分子平均自由程 分子平均自由程長度是短程蒸餾器設計中十分重要的參考數據,是分子在兩次碰撞之間所走路程的平均值。只有一種分子時,分子平均自由程為:
只有兩種分子同時存在時,分子平均自由程為:
(2) 式中,λ是分子平均自由程,ηT是液體的粘度,p是蒸汽壓,T是蒸發溫度,M是相對分子質量,d是分子直徑。
分子蒸發速率 Langmuir和Knudsen研究了高真空下純物質的蒸發現象,從理論上得出在絕對真空下表面自由蒸發速度等于單位時間內與單位器壁面積發生碰撞的分子數,
超重力精馏设备
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