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短程蒸餾器

一、概述

   許多如石(shi)油(you)重(zhong)渣油(you)、化學藥品(pin)(pin)、藥物及(ji)天然食品(pin)(pin)、保(bao)健品(pin)(pin)、脂肪酸(suan)等,常常是熱(re)敏(min)性的(de)(de)、粘(zhan)滯的(de)(de)及(ji)/或具有高沸(fei)(fei)點的(de)(de)物料(liao)。要(yao)把這些物料(liao)從它們的(de)(de)其它組分(fen)(fen)分(fen)(fen)離出來,而保(bao)持產(chan)物的(de)(de)質量(liang),只能在低的(de)(de)沸(fei)(fei)騰(teng)溫度甚至(zhi)是不到沸(fei)(fei)騰(teng)溫度下精餾,且只能在很短(duan)的(de)(de)時(shi)間里,把熱(re)分(fen)(fen)解作用或聚合(he)作用減到小,以消(xiao)除對產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)破壞。

   當操作(zuo)真(zhen)空度約為500Pa時,可以(yi)在(zai)薄膜蒸發器(qi)(qi)和降膜蒸發器(qi)(qi)中(zhong)進行(xing)。但(dan)是,如果蒸餾(liu)必(bi)須在(zai)中(zhong)高真(zhen)空下操作(zuo)(如壓(ya)力在(zai)0.001~100Pa之(zhi)間)就存在(zai)問題(ti)了。必(bi)須選用在(zai)產品蒸汽壓(ya)不(bu)超(chao)過通過加熱表(biao)面和冷凝表(biao)面之(zhi)間壓(ya)降的蒸發器(qi)(qi),因而帶有外置冷凝器(qi)(qi)的蒸發器(qi)(qi)被排(pai)除在(zai)中(zhong)高真(zhen)空范圍的蒸餾(liu)過程之(zhi)外。

   相比之下(xia),SPE型短程(cheng)蒸(zheng)(zheng)發器(qi)非常適合(he)于這種(zhong)應用場合(he),冷(leng)凝器(qi)被制造在蒸(zheng)(zheng)發器(qi)內,直接位(wei)于加(jia)熱蒸(zheng)(zheng)發發生(sheng)的(de)對(dui)面。所以,短程(cheng)蒸(zheng)(zheng)發器(qi)是項(xiang)較新的(de)尚未廣泛(fan)應用于工業化(hua)生(sheng)產(chan),能解決大量常規蒸(zheng)(zheng)餾(liu)技術所不(bu)能解決的(de)新形分離技術。

二、操作過程

   SPE型短程蒸(zheng)發(fa)器(qi)由一個帶夾套加熱的圓(yuan)筒體、內冷凝(ning)器(qi)及轉(zhuan)(zhuan)子(zi)等部件(jian)組(zu)成。內冷凝(ning)器(qi)位于蒸(zheng)發(fa)器(qi)的中心,帶刮膜系統的轉(zhuan)(zhuan)子(zi)在(zai)蒸(zheng)發(fa)器(qi)和冷凝(ning)器(qi)之間旋轉(zhuan)(zhuan)。

   蒸餾(liu)過程是(shi):物料(liao)從蒸發器的(de)(de)(de)頂(ding)部(bu)加(jia)入,經(jing)轉子上的(de)(de)(de)料(liao)液分布器被連(lian)續均勻地分布在加(jia)熱(re)面,刮膜器將產品刮成(cheng)一層極薄、呈(cheng)湍流狀(zhuang)的(de)(de)(de)液膜。在此(ci)過程中(zhong),從加(jia)熱(re)面上逸出的(de)(de)(de)輕分子,幾(ji)乎未經(jing)碰(peng)撞就到(dao)冷(leng)凝(ning)器上冷(leng)凝(ning)成(cheng)液,并沿冷(leng)凝(ning)器管(guan)流下,通(tong)過位于蒸發器底部(bu)的(de)(de)(de)出料(liao)管(guan)排出;殘液即(ji)重分子在加(jia)熱(re)區下的(de)(de)(de)圓形通(tong)道中(zhong)收集(ji),再(zai)通(tong)過側面的(de)(de)(de)出料(liao)管(guan)中(zhong)流出。

三、基本原理

   蒸(zheng)餾是(shi)化工單元操作中分離(li)混合(he)液體的(de)一(yi)種(zhong)方法,分為常壓蒸(zheng)餾和減壓蒸(zheng)餾,主要是(shi)利用(yong)混合(he)液體中各組份的(de)揮發度(du)不(bu)同(tong)以實現分離(li)的(de)目的(de).也就是(shi)說,被(bei)分離(li)的(de)輕組份

液體(ti)其飽和蒸(zheng)汽壓(ya)大(da)于系統的(de)(de)壓(ya)力時,物料(liao)就(jiu)能(neng)(neng)被分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li),因(yin)(yin)此系統中的(de)(de)壓(ya)力越(yue)(yue)低(真空度越(yue)(yue)高(gao))越(yue)(yue)容易被分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li).分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)餾(liu)是(shi)在普通(tong)蒸(zheng)餾(liu)的(de)(de)基礎上引進飽和蒸(zheng)汽壓(ya)和分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)平(ping)均自(zi)由(you)(you)程的(de)(de)概念,將脫離(li)液相主體(ti)的(de)(de)輕組(zu)份(fen)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)以(yi)快的(de)(de)速(su)度捕捉(zhuo)積聚,也就(jiu)是(shi)加熱面到(dao)冷(leng)凝(ning)面的(de)(de)距離(li)等于或小于輕組(zu)份(fen)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)逸(yi)出自(zi)由(you)(you)程,但(dan)必(bi)須大(da)于重組(zu)份(fen)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)平(ping)均自(zi)由(you)(you)程,為了得到(dao)好的(de)(de)捕捉(zhuo)效果,冷(leng)凝(ning)面積要大(da)于蒸(zheng)發面積,以(yi)達(da)到(dao)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)餾(liu)的(de)(de)目的(de)(de),但(dan)由(you)(you)于受設(she)備(bei)(bei)結構(gou)的(de)(de)影響(xiang),實際(ji)的(de)(de)設(she)備(bei)(bei)不可(ke)能(neng)(neng)達(da)到(dao)理想分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)餾(liu)的(de)(de)條件(jian),只能(neng)(neng)接近或模擬分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)餾(liu),因(yin)(yin)此我們稱之(zhi)為短程蒸(zheng)餾(liu)器,決定短程蒸(zheng)餾(liu)器分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)能(neng)(neng)力的(de)(de)因(yin)(yin)素有以(yi)下幾(ji)個方面: 

   1.混合液(ye)體中輕組份從液(ye)相(xiang)主體向加熱(re)面的擴散速(su)度.

   2.輕(qing)組份的(de)飽和蒸(zheng)汽壓及系統(tong)的(de)真(zhen)空度.

   3.輕組份(fen)分子(zi)逸(yi)出到捕捉及冷(leng)(leng)凝(ning)積聚的速度(即加熱面(mian)到冷(leng)(leng)凝(ning)面(mian)的距離). 

   鑒(jian)于以上的(de)工作原理,為了(le)提高(gao)輕組份(fen)(fen)從液(ye)相(xiang)主體(ti)中向蒸發面擴散(san)的(de)速度,采用刮膜型式,把物料均勻(yun)地在(zai)加熱面上刮成(cheng)很(hen)薄的(de)膜,使混合液(ye)體(ti)中輕組份(fen)(fen)從液(ye)相(xiang)主體(ti)向蒸發面的(de)擴散(san)速度達到,擴散(san)時間很(hen)短(duan).在(zai)設備(bei)內(nei)(nei)部(bu)放置(zhi)內(nei)(nei)置(zhi)冷(leng)凝(ning)器,使加熱面與冷(leng)凝(ning)面之間的(de)距(ju)離小(xiao)于或等(deng)于輕組份(fen)(fen)的(de)分子(zi)平均自由程,由蒸發面逸出的(de)分子(zi)毫(hao)無(wu)阻礙地飛射及(ji)凝(ning)集(ji)到冷(leng)凝(ning)面上,使輕組份(fen)(fen)的(de)收集(ji)積聚(ju)達到快的(de)極限速度.輕組份(fen)(fen)的(de)瞬(shun)間凝(ning)聚(ju),幾乎不會有阻力降,因此能確(que)保(bao)設備(bei)內(nei)(nei)部(bu)保(bao)持高(gao)真(zhen)空. 

   分子平均自由程λ=8.589  n/p  (T/M)1/2

   n        物料粘度

   p        壓(ya)力 

   T        溫度(du)

   M        分(fen)子量

   因(yin)此決定分子(zi)平(ping)均(jun)自由(you)程(cheng)的因(yin)素是真空(kong)(kong)度(du)(du),加熱溫度(du)(du),粘度(du)(du)及(ji)分子(zi)量.真空(kong)(kong)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)高(gao)(壓力越(yue)(yue)(yue)低),分子(zi)平(ping)均(jun)自由(you)程(cheng)越(yue)(yue)(yue)大,溫度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)高(gao),分子(zi)平(ping)均(jun)自由(you)程(cheng)越(yue)(yue)(yue)大,分子(zi)平(ping)均(jun)自由(you)程(cheng)越(yue)(yue)(yue)小.因(yin)此,調節(jie)真空(kong)(kong)度(du)(du)是改變分子(zi)平(ping)均(jun)自由(you)程(cheng)有(you)效的參(can)數,可根據具(ju)體情況即操作成本而(er)定.提高(gao)溫度(du)(du)也可以增(zeng)加分子(zi)平(ping)均(jun)自由(you)程(cheng),同時也能提高(gao)輕組份的飽和蒸(zheng)汽壓,對(dui)提高(gao)分離能力有(you)較(jiao)大幫助,但(dan)對(dui)產品品質會產生負面影(ying)響.

四、特(te)點:

短程蒸餾(liu)(liu)(liu)器(分子蒸餾(liu)(liu)(liu))與普通(tong)蒸餾(liu)(liu)(liu)相比有以下特點(dian):

   1:其分離(li)(li)操作可在物料(liao)沸點溫(wen)度下的溫(wen)度實現,只要系統的壓力低于(yu)物料(liao)輕組份的飽和蒸汽壓及加熱面(mian)和冷凝面(mian)間(jian)的距離(li)(li)小(xiao)于(yu)或等于(yu)輕組份的分子平均自(zi)由程,就能達到分離(li)(li)目的。

   2:普(pu)通蒸(zheng)餾(liu)是在物(wu)料沸點溫度(du)以上操作的,因此(ci)蒸(zheng)發與冷凝是一(yi)個(ge)可(ke)逆過程(cheng)(cheng),短(duan)程(cheng)(cheng)蒸(zheng)餾(liu)器(分(fen)子蒸(zheng)餾(liu))其分(fen)離操作可(ke)在沸點溫度(du)以下實現的,因此(ci)短(duan)程(cheng)(cheng)蒸(zheng)餾(liu)器(分(fen)子蒸(zheng)餾(liu))的蒸(zheng)發與冷凝是一(yi)個(ge)不可(ke)逆過程(cheng)(cheng)。

   3:普通蒸(zheng)餾有鼓泡,沸(fei)(fei)騰現象,短程蒸(zheng)餾器(分(fen)子(zi)蒸(zheng)餾)其(qi)分(fen)離操作是(shi)在沸(fei)(fei)點溫度以下實現的,因此沒有鼓泡,沸(fei)(fei)騰現象,有利于整個系統保持較高的真空度。

五(wu)、內部結構: 

   無錫(xi)海源生(sheng)化設備有(you)(you)限公(gong)(gong)司(si)是(shi)短程(cheng)蒸(zheng)餾(liu)器(分(fen)子蒸(zheng)餾(liu))的(de)(de)專(zhuan)業制造(zao)單位,在(zai)消化吸收國(guo)外技術(shu)的(de)(de)同(tong)(tong)時,結(jie)合本公(gong)(gong)司(si)專(zhuan)業技術(shu)人員對分(fen)子蒸(zheng)餾(liu)的(de)(de)認識,取長補短,設計和制造(zao)了精密準確的(de)(de)短程(cheng)蒸(zheng)餾(liu)器(分(fen)子蒸(zheng)餾(liu)),針對不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)物料(liao)選(xuan)擇不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)刮(gua)膜形(xing)式來適應不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)工(gong)(gong)藝要求,同(tong)(tong)時又(you)有(you)(you)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)形(xing)式的(de)(de)多種內置(zhi)冷(leng)凝器供選(xuan)擇,以(yi)滿足(zu)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)分(fen)子平均自由程(cheng)的(de)(de)物料(liao),合理的(de)(de)配置(zhi)和精密準確的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong),蒸(zheng)發面與冷(leng)凝面的(de)(de)間距,經(jing)鏜(tang)加(jia)工(gong)(gong)和拋(pao)光(guang)的(de)(de)蒸(zheng)發面使物料(liao)流(liu)淌更流(liu)暢。

六、系統設備的(de)配置(zhi):

   合理的(de)系統配(pei)置,不但能短(duan)程(cheng)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)器(qi)(qi)(分(fen)(fen)子蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu))的(de)正常運(yun)行,也可以避免不合理的(de)投(tou)資。一般(ban)來說短(duan)程(cheng)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)器(qi)(qi)(分(fen)(fen)子蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu))的(de)操(cao)作真(zhen)空要求較高,因此在進入短(duan)程(cheng)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)器(qi)(qi)(分(fen)(fen)子蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu))之前(qian),要把物料中對短(duan)程(cheng)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)(分(fen)(fen)子蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)(的(de)真(zhen)空度產生(sheng)影響的(de)輕組份(不凝性氣體(ti),低沸點殘(can)留(liu)部分(fen)(fen))先脫(tuo)去。實踐證明刮板式(shi)薄膜(mo)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)器(qi)(qi)是理想(xiang)的(de)預脫(tuo)裝置,選擇合式(shi)的(de)刮板式(shi)薄膜(mo)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)器(qi)(qi)能短(duan)程(cheng)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)器(qi)(qi)(分(fen)(fen)子蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu))在高真(zhen)空狀態的(de)正常運(yun)行。

七、應(ying)用(yong)領(ling)域

石(shi)化(hua)工業:氨化(hua)物、胺、喹啉衍(yan)生物、環氧樹脂、樹脂酸(suan)、異氰酸(suan)鹽、異丁基酮、過氧化(hua)物、液(ye)晶(jing)、聚乙二醇、硅油、軟(ruan)化(hua)劑等;

制藥工業:氨基(ji)酸酯、高分(fen)子(zi)中間產品(pin)、維生素E、維它(ta)命等;

油(you)脂(zhi)(zhi)工(gong)業:二(er)甘油(you)酯(zhi),二(er)聚脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸(suan),脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸(suan),脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸(suan)衍生物,多(duo)甘油(you)脂(zhi)(zhi)、酸(suan),羊毛(mao)酯(zhi)醇等;

食品工業:單甘(gan)脂(zhi)、月桂二(er)酸(suan)、丙二(er)醇脂(zhi)、L-乳酸(suan),魚肝油(you)、米糠油(you)、小三麥胚芽油(you)、桂皮油(you)、玫瑰(gui)油(you)等; 

八、產品規格(ge)

   選擇合理的尺(chi)寸對短程(cheng)蒸發器來說是(shi)相當重要的,下(xia)表列出的為標準尺(chi)寸和設備的外型(xing)尺(chi)寸。


型 號 加熱面積 m2 冷凝面積 m2 蒸發內徑 mm 設備總高 mm 重 量KG
SPE6 0.06
0.06 80 1000 35
SPE10 0.1 0.12 125 1100 50
SPE30
0.3 0.5 210 1750 110
SPE80 0.5 0.8 300 2100 160
SPE100 1.0 1.5 350 2730 240
SPE150 1.5 2.5 400 3200 520
SPE200 2 3.0 500 3500 680
SPE300 3.0 5.0 600 4800 1100
SPE400 4 7.5 700 5500 1380
SPE600 6 10 800 5800 1750
SPE800 8 16 1000 6800 3500

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