分子精馏与刮膜蒸馏

❶ 分子蒸馏设备的基本简介

分子蒸馏亦称短程蒸馏，它是一项较新的尚未广泛应用于工业化生产的液回-液分离技术，其应用能解决答大量常规蒸馏技术所不能解决的问题。
一套完整的分子蒸馏设备主要包括：分子蒸发器、脱气系统、进料系统、加热系统、冷却真空系统和控制系统。分子蒸馏装置的核心部分是分子蒸发器，其种类主要有3种：(1)降膜式：为早期形式，结构简单，但由于液膜厚，效率差，当今世界各国很少采用；(2)刮膜式:形成的液膜薄，分离效率高，但较降膜式结构复杂；(3)离心式：离心力成膜，膜薄，蒸发效率高，但结构复杂，真空密封较难，设备的制造成本高。为提高分离效率，往往需要采用多级串联使用而实现不同物质的多级分离。

❷ 分子蒸馏的工作原理

分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术，它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离的目的。在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力，对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离，基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。短程蒸馏器（分子蒸馏）有一个内置冷凝器在加热面的对面，并使操作压力降到0.001mbar。
短程蒸馏器是一个工作在1~0.001mbar压力下热分离技术过程，它较低的沸腾温度，非常适合热敏性、高沸点物。其基本构成：带有加热夹套的圆柱型筒体，转子和内置冷凝器；在转子的固定架上精确装有刮膜器和防飞溅装置。内置冷凝器位于蒸发器的中心，转子在圆柱型筒体和冷凝器之间旋转。
短程蒸馏器由外加热的垂直圆筒体、位于它的中心冷凝器及在蒸馏器和冷凝器之间旋转的刮膜器组成。
蒸馏过程是：物料从蒸发器的顶部加入，经转子上的料液分布器将其连续均匀地分布在加热面上，随即刮膜器将料液刮成一层极薄、呈湍流状的液膜，并以螺旋状向下推进。在此过程中，从加热面上逸出的轻分子，经过短的路线和几乎未经碰撞就到内置冷凝器上冷凝成液，并沿冷凝器管流下，通过位于蒸发器底部的出料管排出；残液即重分子在加热区下的圆形通道中收集，再通过侧面的出料管中流出。

❸ 海水淡化中分子蒸馏和膜蒸馏是不是一回事

分子蒸馏是一种在高真抄空下操作的蒸馏方法，这时蒸气分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面之间的距离，从而可利用料液中各组分蒸发速率的差异，对液体混合物进行分离。
膜蒸馏是以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目的。
都是要在水面和空气面产生气压差，一个是利用抽负压形式，另一个是利用膜两面的压力差形式实现的，两者不一样的。

❹ 举例化学应用在工程中的哪些方面

由于化学工程在我国国民经济中占据着重要的领域，能够推动经济的发展，化学工程技术在化学生产中的应用也日渐突起。因此本文重点对在化学生产过程中的应用进行研究探析，对化学工程进行具体的研究。
一、新型反应技术的研究
1、绿色化学反应技术。
绿色化学是指对环境不会造成污染的，有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采取化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程，因此很彻底，这主要包含原子经济性和高选择性的反应，生产出对环境有利的材料，并且回收废物循环利用的一门科学技术。
2、超临界化学反应技术。
随着绿色化学概念的兴起，以超临界流体作为化学反应介质或反应物引起了广泛重视。由于在超临界条件下的扩散系数远比液体中的大，粘度远比液体中的小，所以在超临界流体介质中的化学反应可以加快，而且越靠近临界点，反应速率越快。
3、新的分离技术。
随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术，具有广阔的发展前景，但是这些在应用中同样也存在着很多问题，此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少，没有在理论上充分说明和指导，对设汁刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术和科学的不断进步和发展，分离技术也随之得到改善，取得了长足的进步，逐浙信息技术引入到分离技术的研究与开发上，主要从事新型分离技术(膜分离技术、超临界流体技术、微波萃取技术、超声提取、反应精馏等)的工艺与设备、传统化工分离技术的改进、分离技术的耦合等方面的研究。目前在天然植物有效成分的提取与分离、中药有效成分的提取与分离、膜分离工艺与设备等方面形成特色研究方向。
二、传热过程中一些新的研究进展和方向
1、微细尺度传热学研究发展。
早期的微细尺度传热学研究主要集中在微细尺度导热问题上，之后则扩展到微细尺度热辐射、微细尺度对流换热和微细尺度相变传热问题的研究。
20世纪60年代后期，热物理学家开始注意到工程器件中的一系列传热问题存在尺度效应，发现微尺度下导热率依赖于材料的厚度。到了80年代后期，随着新型工程实际应用的日新月异，出现了许多传统传热学难以解决甚至完全矛盾的问题。正是这些理论与实验观察上的矛盾促成了微尺度传热学的发展，目前已经覆盖了范围广阔的多个领域。
2、传热理论研究进展。
近年来，传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用，但至今仍不能很好的实现，主要问题是怎样获得实现滴状冷凝，并且使其冷凝表面寿命延长。改变冷凝界面的性质，将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一。沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用，而且应用于航空航天技术等高科技领域。长期以来，人们都在对液体发生核态沸腾的主要原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究。由于沸腾的现象是复杂和多变的，这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量。
到现在为止，加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响，这一问题是最需要得到解决的，也是研究的重点所在，从新的角度来探究和研究问题，从基本理论出发，提出新的理论与计算方法或研究出新的模型，将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量，这将成为今后研究的重中之重。
三、静态混合反应器
静态混合反应器就是指在流体混合过程中，没有机械转动装置，是依靠流体自身的动力流过设置在管路中的静止插件实现的。如利用扭曲叶片或交错平板的组合等，流体流经这些结构单元后，受到混合元件的约束，产生分流、合流、旋转等行为，是流体达到有效的混合。设计高效的混合设备，实现有效混合，对于提高产品的质量、减少副产物的收率、优化整个生产过程具有重要的意义。静态混合反应器作为一种新型高效的反应混合装置，可以有效地进行化工过程强化，在过程工业中应用越来越广泛，甚至在很多场合已经取代传统的搅拌反应器。静态混合反应器具有无须机械搅拌、可连续生产、无污染、占地面积小、分散混合效果好等优点，被广泛应用于混合、反应、分散、传质和传热等方面。
四、化学工程学科未来的发展动态
时代的发展，科学的进步使大量新的技术和产品能源不断涌现，并且在先进技术的引导下得到了广泛的应用，这就为化学工程的研究提出了新的问题，那就是如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务并不断形成新的完整的理论，化学工程的发展不断进入一个新的发展阶段。在学科研究的方法上更多的是注重学科的交叉，更多的研究材料其中包含信息和化学、生物与化学、能源与化学、环境与化学相结合的工程学科，这些都为化学工程的发展提出了新的发展方向和研究课题，为化学工程的发展做了良好的铺垫。
从以上可以看出，化学反应是基础，其中的理论原理作为生产的理论根基。其应用到化工技术中的时候，就会实现相辅相成的效果。不管是对于社会的重要价值，还是对于环境的污染，化工技术都要依托于化学反应的基本原理，从中寻找最佳的利用率，以及最佳的反应条件。

❺ 分子精馏能脱去乙酸乙酯中的水吗

分子精馏能脱去乙酸乙酯中的水。

解：MgSO4和Na2SO4会与H2O反应生成结晶水合物，因此可以用这两种物质来除去里面的H2O(不是有Na2SO4·10H2O么，就是这个原因，可以结合里面的水)。

把他们中的一种加入到乙酸乙酯和水的混合溶液中时，他们会吸收其中的水，并保持固态不溶解，这样，乙酸乙酯中的水就被吸收，固态保持在瓶底，通过过滤的方式，可以除去固态干燥剂，其中的水也被除去了，达到了干燥的目的。

蒸馏过程是：

物料从蒸发器的顶部加入，经转子上的料液分布器将其连续均匀地分布在加热面上，随即刮膜器将料液刮成一层极薄、呈湍流状的液膜，并以螺旋状向下推进。在此过程中，从加热面上逸出的轻分子，经过短的路线和几乎未经碰撞就到内置冷凝器上冷凝成液，并沿冷凝器管流下，通过位于蒸发器底部的出料管排出；残液即重分子在加热区下的圆形通道中收集，再通过侧面的出料管中流出。

以上内容参考：网络-分子蒸馏

❻ 分子蒸馏设备的相关类型

1.降膜式分子蒸馏器
为早期形式，结构简单，但由于液膜厚，效率差，当今世界各国很少采用。该装置是采取重力使蒸发面上的物料变为液膜降下的方式。将物料加热,蒸发物就可在相对方向的冷凝面上凝缩。降膜式装置为早期形式，结构简单，在蒸发面上形成的液膜较厚，效率差，现在各国很少采用。
2.刮膜式分子蒸馏装置
我国在80年代末才开展刮膜式分子蒸馏装置和工艺应用研究。该装置形成的液膜薄，分离效率高，但较降膜式结构复杂。它采取重力使蒸发面上的物料变为液膜降下的方式，但为了使蒸发面上的液膜厚度小且分布均匀,在蒸馏器中设置了一硬碳或聚四氟乙烯制的转动刮板。该刮板不但可以使下流液层得到充分搅拌,还可以加快蒸发面液层的更新,从而强化了物料的传热和传质过程。其优点是:液膜厚度小,并且沿蒸发表面流动;被蒸馏物料在操作温度下停留时间短,热分解的危险性较小,蒸馏过程可以连续进行,生产能力大。缺点是:液体分配装置难以完善,很难保证所有的蒸发表面都被液膜均匀覆盖;液体流动时常发生翻滚现象,所产生的雾沫也常溅到冷凝面上。但由于该装置结构相对简单,价格相对低廉,现在的实验室及工业生产中,大部分都采用该装置。
3. 刮板式分子蒸馏装置（Wiped-Film Molecular Still）
刮板式技术（Wiped-Film Style）采用的是Smith式45°对角斜槽刮板，这些斜槽会促使物料围绕蒸馏器壁向下运动，通过可控的刮板转动就能够提供一个程度很高的薄膜混合，使物料产生有效的微小的活跃运动，（而非被动地将物料滚辗在蒸馏器壁上，）这样就实现了最短的而且可控的物料驻留时间，和可控的薄膜厚度，从而能够达到最佳的热能传导、物质传输和分离效率。刮板式分子蒸馏设备通过一个平缓的过程，进料液体流经一个被加热的圆柱形真空室，利用进料液体薄膜的刮擦作用，将易挥发的成分从不易挥发的成分中分离出来。这种工艺的关键卓越优势在于：短暂的进料液体滞留时间、凭借高真空性能的充分降温、最佳的混合效率，以及最佳的物质和热传导。这种高效的热分离技术的结果是：最小的产品降解和最高的产品质量。进料液体暴露给加热壁的时间非常短暂（仅几秒钟），这部分归因于带缝隙的刮板设计，它迫使液体向下运动，并且滞留时间、薄膜厚度和流动特性都受到严格的控制，非常适合热敏性物质的分离应用。另外，这种带斜槽的刮板不会将物料甩离蒸馏器壁，污染已被分离出来的轻组分。与传统的柱式蒸馏设备、降膜式蒸馏设备、旋转蒸发器和其他分离设备比较，刮板式蒸馏设备被公认为要出色得多。
4.离心式分子蒸馏装置
离心式分子蒸馏装置离心力成膜，膜薄，蒸发效率高。但结构复杂，制造及操作难度大。该装置将物料送到高速旋转的转盘中央,并在旋转面扩展形成薄膜,同时加热蒸发,使之与对面的冷凝面凝缩,该装置是目前较为理想的分子蒸馏装置。但与其它两种装置相比,要求有高速旋转的转盘,又需要较高的真空密封技术。离心式分子蒸馏器与刮膜式分子蒸馏器相比具有以下优点:由于转盘高速旋转,可得到极薄的液膜且液膜分布更均匀,蒸发速率和分离效率更好;物料在蒸发面上的受热时间更短,降低了热敏物质热分解的危险;物料的处理量更大,更适合工业上的连续生产。
分子蒸馏与常规蒸馏技术相比有以下特点
1．普通蒸馏是在沸点温度下进行分离操作，而分子蒸馏只要冷热两个面之间达到足够的温度差.就可以在任何温度下进行分离.因而分子蒸馏操作温度远低于物料的沸点。
2．普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象，而分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发，操作压力很低.一般为0．1-1Pa数量级,受热时间很短，一般仅为十秒至几十秒.。
3．普通蒸馏的蒸发和冷凝是可逆过程，液相和气相之间处于动态相平衡，而在分子蒸馏过程中，从加热面逸出的分子直接飞射到冷凝面上，理论上没有返回到加热面的可能性，所以分子蒸馏没有不易分离的物质。