一、分離原理
精餾裝置:以混合物各組分的沸點差異為分離依據(jù)。在精餾塔內(nèi),混合物被加熱至沸騰后,低沸點組分先汽化形成蒸汽;蒸汽上升時,與塔內(nèi)下降的液體在塔板或填料上反復(fù)進行傳質(zhì)與傳熱,經(jīng)過多次汽化-冷凝循環(huán)后,不同沸點的組分在塔內(nèi)不同區(qū)段逐步分離,最終塔頂收集低沸點組分,塔底得到高沸點組分。
分子蒸餾:利用不同物質(zhì)分子運動平均自由程的差異實現(xiàn)分離。在高真空環(huán)境中,液體混合物沿加熱板流動并受熱,輕、重分子均會從液面進入氣相;由于輕分子平均自由程更長,可到達冷凝板并被冷凝排出,重分子因自由程較短無法抵達冷凝板,隨混合液一同排出,從而完成分離。
二、操作條件
精餾裝置:常規(guī)操作壓力為常壓或微負壓,部分特殊精餾工藝可采用加壓或減壓方式,但整體真空度遠低于分子蒸餾。
分子蒸餾:需在高真空條件下運行,操作壓力通常需達到10?3mbar甚至更低,以此保障分減少阻礙運動,滿足按自由程分離的要求。
三、溫度要求
精餾裝置:操作溫度需接近混合物各組分的沸點,處理高沸點物質(zhì)時,往往需要更高的加熱溫度。
分子蒸餾:操作溫度遠低于物料沸點,僅需冷熱兩面存在溫度差即可實現(xiàn)分離,能有效防止物料因高溫發(fā)生變性、降解,尤其適用于熱敏性物質(zhì)處理。
四、分離效率與產(chǎn)品純度
精餾裝置:對沸點差距較大的組分分離效果良好;但針對沸點相近的組分,分離難度較大,需增加塔板數(shù)量或采用特殊精餾工藝,才能提升分離效率與產(chǎn)品純度。
分子蒸餾:可分離常規(guī)蒸餾難以處理的混合物,能高效脫除有機溶劑、異味等雜質(zhì);通過多級分離可同時處理兩種及以上物質(zhì),產(chǎn)品純度更高,特別適合高沸點、熱敏性及易氧化物質(zhì)的分離。
五、設(shè)備結(jié)構(gòu)
精餾裝置:主要由精餾塔、再沸器、冷凝器、回流罐及進料泵組成。精餾塔分為板式塔與填料塔等類型,塔內(nèi)的塔板或填料是氣液傳質(zhì)的核心場所。
分子蒸餾:整套設(shè)備包含分子蒸發(fā)器、脫氣系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。分子蒸發(fā)器是核心部件,常見類型有降膜式、刮膜式和離心式。
六、物料停留時間
精餾裝置:物料在塔內(nèi)需經(jīng)歷多次汽化-冷凝過程,停留時間相對較長,尤其是高沸點組分,在塔內(nèi)的滯留時間更久。
分子蒸餾:物料受熱時間短,在蒸餾溫度下的停留時間僅為幾秒至幾十秒,可大幅減少熱敏性物料的熱分解風(fēng)險。
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