降膜蒸馏装置
可以实现连续化操作，但会产生局部过热， 绝压只能在2kPa以上。
分子蒸馏技术发展简介
分子蒸馏装置
特点：a）内冷 装置，b）冷凝面 与蒸发面的距离 为几毫米至几厘 米，一定的操作 条件下，小于轻 分子的运动平均 自由程，c）真空 度很高，绝压在 0.1～100Pa之间。
分子蒸馏技术发展简介
进料温度对蒸馏效率的影响 进料温度对膜表面温度的影响
参数模型及影响因素
进料温度对蒸馏效率的影响 进料量对膜表面温度的影响
进料预热 到或接近 稳定条件 下的液膜 表面温度 是有利和 有效的。
参数模型及影响因素
惰性气体对传质效率的影响 惰性气体浓度对传质效率的影响
当pN2 =
pA0
XA
pB0
X
分子蒸馏技术
授课教师：计建炳 浙江工业大学化学工程与材料学院
目录
分子蒸馏（Molecular Distillation)技术发 展简介
分子蒸馏技术原理及特点 分子蒸馏技术的参数模型及影响因素 分子蒸馏过程流程及设备 分子蒸馏技术的工业化应用
分子蒸馏技术发展简介
茶树油的分子蒸馏精制 异构反应-分子蒸馏分离合成O,S-二甲基
参数模型
L 加热面长度； v 刮板速度；
停留时间： f (L, v, , , G) 物料粘度； 周边持液量；
停留时间一般在10～25 s。
G 产量。
蒸发速度： W 1.384 102 p0 M
T
W 蒸发速度，g/(m2 s)； p0 在T温度下的饱和蒸气压，Pa； T 蒸发温度，K；
m / cm 0.0056 0.056 0.56 5.6 56
分子蒸馏技术原理及特点
特点 a） 轻、重分子的平均自由程必须要有差异，
越大越好；b）蒸发面与冷凝面间距必须小于 轻分子的平均自由程；c）操作压力一般在 0.4～40Pa之间。
优点 a）操作温度低；b）受热时间短；d）分离
程度及产品收率高；e）产品品质高；f）产品 能耗小。
W 15.8 pM T
M 摩尔质量，kg/mol.
近似公式 p 蒸气压力，Pa；
M 相对分子质量。
p 0.13Pa,T 368K时,硬脂酸的W 1.58kg/(m2 h)
参数模型 ： E 10 p C
C 分解因子，在0.1Pa以内为1。
参数模型及影响因素
分子蒸馏技术原理及特点
分子蒸馏与常规蒸馏的区别 分子蒸馏的相对挥发度
p1 p2
M2 M1
M1 轻组分相对分子质量； M2 重组分相对分子质量； p1 轻组分的饱和蒸气压，Pa； p2 重组分的饱和蒸气压，Pa；
常规蒸馏的相对挥发度（理想溶液）
p1
p2
因M 2 M1, 故
分子蒸馏更易分离 物质，并且得率高。
硫代磷酰胺 分子蒸馏技术提纯芥酸 分子蒸馏提取天然VE 间二甲苯和间甲基苯甲酸分离提纯工艺
分子蒸馏技术发展简介
分子蒸馏技术发展简介
分子蒸馏技术发展简介
分子蒸馏技术发展简介
分子蒸馏技术发展简介
真空间歇蒸馏
缺点：蒸发液面厚，停留时间长，真空 度低（绝压大于5kPa），加热温度高。
分子蒸馏技术发展简介
酸、二聚脂肪酸、异氰酸酯加成物、辣椒红色 素、角鲨烯芳香油提纯等工业过程。
分子蒸馏技术原理及特点
基本原理
平均自由程：m vm / f
式中：
d2p
f 2 vm kT
d 分子有效直径 p 分子所处空间压力 T 分子所处环境温度 k 波尔兹曼常数
m
k T
2 d2 p
分子蒸馏技术原理及特点
(1)温度低， 实际分离度接 近热力学及动力学的分离度；
(2)温 度 高， 实际分离度远 离热力学及动力学的分离度， 此时传质阻力影响比传热阻 力影响大得多；
(3) 接 触 时 间 长 ， 分 离 度 低 。
参数模型及影响因素
热量和质量传递阻力对分离效率的影响 初始温度与分离度的关系
参数模型及影响因素
热量和质量传递阻力对分离效率的影响 不同组分对分离度的影响
参数模型及影响因素
热量和质量传递阻力对分离效率的影响 无传热阻力或传质阻力下初始温度对
分离度的影响
参数模型及影响因素
热量和质量传递阻力对分离效率的影响 接触时间与分离度的关系
概率 公式
F 1 e /m
分子运动自由程大于平均自由程m时
的概率为：1 F em /m e1 36.8%
分子蒸馏技术原理及特点
影响分子运动平均自由程的因素
T ，m ； p ，m ； d ，m
以空气（d空气 3.1110-10m）为例：
p / mmHg 1.0 10-1 10-2 10-3 10-4
蒸发效率的影响因素
a）蒸发效率随系统压力的增加而降低； b）蒸发效率随冷凝面冷凝温度的增高 而降低； c）蒸发效率随蒸发面与冷凝面的间距增大而降低 ； d）蒸发效率随蒸发面与冷凝器的位置不同而不同 。
参数模型及影响因素
进料温度对蒸馏效率的影响 液膜厚度随进料温度的增加而急剧下降
参数模型及影响因素
发展史 1922年设计了世界上第一套实验用分子蒸馏装
置，用于水银同位素的分离 20世纪30～60年代，日、英、美、德、法及前
苏联均有多套大型工业化装置投入使用。 我国80年代末期引进生产线，用于硬脂酸单甘
油酯的生产。 90年代初对分子蒸馏技术进行研究。 目前已用于精制鱼油、天然维生素E、α-亚麻
时，蒸馏速率决定于扩散速率。
B
参数模型及影响因素
惰性气体对传质效率的影响
蒸发器与冷凝器不同间距时，惰性气体的影响
参数模型及影响因素
惰性气体对传质效率的影响 蒸发温度不同时，惰性气体的影响
参数模型及影响因素
惰性气体对传质效率的影响 冷凝温度不同时，惰性气体的影响
惰性气体是影 响传质效率的 一个重要因素， 因此，进料前 对料液进行必 要的脱气处理， 更要防止设备 漏气。
参数模型及影响因素
参数模型
液膜厚度：
m
3
3
2 Re g
混合液运动粘度/，cm2/s；
Re 雷诺数； g 重力加速度，cm/s2；
适用范围：Re<400
一般分子蒸馏装置内液膜厚度为： 降膜式 0.05～0.3 cm 刮膜式 0.01～0.05 cm 离心式 0.005～0.025 cm
参数模型及影响因素