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分子蒸馏技术与应用
李路精细专09-1 09113070114
( 广东石油化工学院化学学院广东 525000 )
摘要:分子蒸馏技术是高纯材料制备的瓶颈技术, 一直备受各国重视。本文介绍了国内外分子蒸馏技术的发展概况及其应用特点,结合实际应用的要求,对分子蒸馏的技术理论、分子蒸馏分离过程以及在精细化工、医药、高纯度物质、超分子化合制备等方面的应用前沿,做了较全面而详细的介绍。
关键词:分子蒸馏技术;应用;特点;分离过程
分子蒸馏技术( Molecular Distillation, MD) 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, 能够实现远离沸点下的操作。它具备蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点,能大大降低高沸点物料的分离成本, 极好地保护热敏性物质的品质。分子蒸馏技术已广泛应用于高纯物质的提取, 它可摆脱化学处理方法的束缚,真正保持了纯天然的特性, 所以特别适用于天然物质的提取与分离, 在国际上已被广泛应用于食品、医药、香料等工业中。
一、分子蒸馏技术的过程及特点

根据分子蒸馏器设计原则, 低沸点组分首先获得足够的能量从液膜表面蒸发,径直飞向中间冷凝器并被冷凝成液相,并在重力作用下沿冷凝器壁面向下流动,进入馏出组分接收瓶,未能到达冷凝面的重组分沿加热面流下,进入残留组分接收瓶,,即分子蒸馏过程主要分为5个步骤:
(1) 分子从液相主体向蒸发面扩散。通常,液相中的扩散速度是控制分子蒸馏速率的主要因素,在设备设计时,应尽量减薄液层厚度并强化液层的流动。
(2) 分子从蒸发面上自由蒸发。分子在高真空远低于沸点的温度下进行蒸发。蒸发速率随着温度的升高而上升,但分离效率有时却随着温度的升高而降低,所以应以被加工物质的热稳定性为前提,选择经济合理的蒸馏温度。
(3) 分子从蒸发面向冷凝面飞射,在飞射过程中,可能与残存的空气分子碰撞,也可能相互碰撞。但只要有合适的真空度,使蒸发分子的平均自由程大于或等于蒸发面与冷凝面之间的距离即可。
(4) 分子在冷凝面上冷凝,冷凝面形状合理且光滑,从而完成对该物质分子的分离提取。
(5) 馏出物和残留物的收集。由于重力作用,馏出物在冷凝器底部收集。没有蒸发的重组分和返回到加热面上的极少轻组分残留物由于重力或离心力作用,滑落到加热器底部或转盘外缘。

(1)分子蒸馏的操作真空度高、操作温度低。由于分子蒸馏是依据分子运动平均自由程的差别将物质分开,因而可在低于混合物的沸点下将物质分离。加之其独特的结构形式决定了其操作压强很低,- Pa,这又进一步降低了物质的沸点,因此分子蒸馏可在远低于混合物沸点的温度下实现物质的分离。一般来说,分子蒸馏的分离温度比传统蒸馏的操作温度低 50-100。
(2)受热时间短。在分子蒸馏器中,受热液体被强制分布成薄膜状,膜厚一般为 左右, 设备的持液量很小, 因此, 物料在分子蒸馏器内的停留时间很短, 一般几秒至十几秒,使物料所受的热损伤极小。这一特点很好地保护了被处理物料的颜色和特性品质,使得用分子蒸馏精制的产品在品质上优于传统真空蒸馏法生产的产品。
(3)分离程度高。分子蒸馏比常规蒸馏有更高的相对挥发度,分离效率高。这使得聚合物可与单体及杂质进行