Испарение при молекулярной дистилляции

Перегонка, проводимая под очень низким давлением (10" мм рт. т.), причем так, что молекулы, переходящие в паровую фазу, непрерывно удаляются, называется молекулярной дистилляцией. В аппаратах для молекулярной дистилляции параллельно поверхности испарения располагают холодную конденсирующую поверхность. Между этими поверхностями молекулы, перешедшие в паровую фазу, движутся с минимальным числом столкновений (вследствие глубокого вакуума) в одном направлении от испаряющей поверхности к конденсирующей. Для полной конденсации паров между конденсирующей поверхностью и поверхностью испарения поддерживается перепад температур 100° С. [c.118]

При молекулярной дистилляции не происходит кипения жидкости. Этот процесс можно определить как молекулярное испарение . Равновесное состояние между жидкостью и ее паром постоянно нарушается из-за конденсации. При этом должно устанавливаться новое равновесие, т. е. новые молекулы должны испариться с поверхности жидкости. Таким образом, молекулярная дистилляция является ярким примером прямоточной дистилляции, которую также можно назвать однократным испарением [141]. [c.280]

Конструкции аппаратов для проведения молекулярной дистилляции должны удовлетворять следующим требованиям. Они должны иметь устройство для присоединения к вакуумной линии с большим диаметром условного прохода, чтобы потери давления были минимальными (см. разд. 5.4.1). В этих аппаратах должно обеспечиваться равномерное распределение пленки жидкости по поверхности испарения и малое время ее пребывания на этой поверх- [c.282]

Очень важными факторами для аппаратов, работающих по методу молекулярной дистилляции, являются рма выполнения поверхности испарения и, конечно, расстояние между поверхностями испарения и конденсации. Хорошее смачивание поверхности испарения и оптимальная циркуляция пленки жидкости обеспечиваются в аппаратах с падающей пленкой жидкости, описанных в разд. 5.4.3 [122]. [c.287]

На рис. 210 показана установка для молекулярной дистилляции с испарителем, снабженным спиральным ротором. Стеклянный спиральный ротор 8 испарителя вращается вокруг испарительной свечи 10. Такое конструктивное решение обеспечивает получение тонкослойной жидкой пленки толщиной около 0,1 мм и хорошую циркуляцию жидкости. Время пребывания жидкости в аппарате составляет всего несколько секунд. Установка имеет следующие технические данные условная производительность — ЮОО г/ч производительность — 250—2000 г/ч максимальная скорость испарения — 18 000 г/ч частота вращения ротора — около 40—90 об/мин площадь поверхности испарения — около 600 см максимальная температура дистилляции — 300 °С рабочее напряжение электросети 380—220 В потребляемая мощность — 2 кВт расход охлаждающей воды — около 350 л/ч. В качестве вымораживающих хладоагентов рекомендуется использовать жидкий воздух или азот, а в подходящих случаях смесь СОа — ацетон. [c.287]

Процесс молекулярной дистилляции протекает путем испарения жидкости с ее поверхности при отсутствии кипения. Поэтому, в отличие от ректификации, молекулярная дистилляция не характеризуется некоторыми постоянными температурой и давлением. [c.515]

При молекулярной дистилляции молекулы пара удаляются с поверхности испарения сразу же после их образования, и равновесие между паром и жидкостью не успевает установиться. Поэтому разделяющий эффект молекулярной дистилляции определяется не отношением давлений насыщенного пара компонентов смеси, или относительной летучестью а (см. стр. 475), а отношением скоростей испарения компонентов смеси, или коэффициентом разделения а . [c.515]

Для оценки степени разделения при молекулярной дистилляции пользуются понятием о теоретической молекулярной тарелке (ТМТ), соответствующей степени разделения, при которой соотношение мольных концентраций компонентов в дистилляте равно отношению скоростей испарения компонентов при полном перемешивании слоя дистиллируемой жидкости. В производственных условиях при однократном испарении степень разделения колеблется от 0,3 до 0,95 ТМТ. [c.516]

Так как скорость конденсации в процессе молекулярной дистилляции пропорциональна скорости испарения, то полагая, что при давлении 10 —10 Па в дистилляционном пространстве скорость испарения описывается формулой (П.26) —уравнением Лэнгмюра, имеем [c.102]

При молекулярной дистилляции не происходит кипения жидкости Этот процесс можно определить как молекулярное испарение . Установлению равновесия между испарившимися молекулами и жидкостью всегда мешает их конденсация. По законам физики должно установиться новое равновесие, а это означает, что новые молекулы должны испариться с поверхности жидкости. Итак, здесь мы имеем яркий пример прямоточной дистилляции, кото рую также можно назвать однократным испарением [88]. [c.306]

В аппаратах всех этих групп можно осуществить повторную дистилляцию, чтобы полностью отделить нижекипящий компонент, так как при молекулярной дистилляции за один проход практически достигают только одной теоретической тарелки. По сравнению с обычной дистилляцией при молекулярной дистилляции сильнее сказывается вредный эффект уноса. Но при молекулярной дистилляции испарение происходит только с поверх- [c.309]

Из приведенных величин ясно, что для осуществления молекулярной дистилляции необходимо уменьшать расстояние между поверхностью испарения и конденсации и применять глубокий вакуум. Это обусловлено размером свободного пути движения молекул, который увеличивается при снижении давления. [c.13]

Молекулярная дистилляция стоит особняком в ряду дистилляционных процессов разделение здесь проводится при очень низких рабочих давлениях (порядка 10—150 мПа) и основано на специфических эффектах молекулярного течения (см. разд. 2.9). Низкое давление позволяет вести процесс при низких рабочих температурах (еще и за счет испарения при температурах ниже точки кипения) в сочетании с малым временем контакта разделяемой жидкой смеси с поверхностью нагрева это важно для разделения термолабильных смесей. Речь идет о химических соединениях, имеющих высокие температуры кипения и разлагающихся при дистилляции под атмосферным давлением, о биологически активных веществах (лекарственные препараты, некоторые пищевые продукты), вообще не выдерживающих температуры свыше 40—50 °С. [c.1002]

Из выражения (л) следует, что разделяющий эффект при молекулярной дистилляции постепенно понижается по мере удаления от сечения ввода исходной смеси, поскольку при преимущественном испарении летучего компонента его концентрация X в нисходящем потоке жидкости уменьшается. Ухудшение процесса возможно также из-за обратного потока компонентов от холодной поверхности к горячей. [c.1004]

При молекулярной дистилляции разделения жидких смесей достигают испарением в глубоком вакууме, т. е. при температуре ниже точки их испарения. Метод применим для разделения высокомолекулярных и термически нестойких органических веществ. [c.79]

Отличительной особенностью молекулярной дистилляции является испарение при весьма низком остаточном давлении. [c.170]

Таким образом, свободный пробег молекул обратно пропорционален числу молекул п, или плотности газа, или давлению газа. Следовательно, с уменьшением давления воздуха или газов в сосуде, в котором происходит дистилляция, можно добиться такого увеличения свободного пробега молекул, чтобы он был равен или-был больше расстояния между испаряющей и конденсирующей поверхностью. В этих условиях молекулы пара после отрыва от1 поверхности испарения свободно достигнут конденсатора, где под влиянием охлаждения будут конденсироваться. Создание таких условий является основой процесса молекулярной дистилляции. [c.170]

Процесс лиофильной сушки можно сопоставить с молекулярной дистилляцией [90]. Чтобы вода удалялась с достаточной скоростью, к образцу нужно подводить тепло. В соответствии с требованиями термодинамики, энергия, необходимая для сублимации 1 г льда при температуре и образования пара с температурой Т, эквивалентна сумме теплоты плавления льда при температуре О °С, теплоты испарения воды при температуре Т и теплоты, необходимой для нагревания льда от до точки плавления и нагревания образующейся воды от точки плавления до температуры Т. Скрытая теплота сублимации слегка уменьшается с понижением температуры. Она составляет 2833 Дж/г при О °С и 2758 Дж/г при —40 °С [138]. [c.166]

Выделение высококипящих масляных фракций с целью последующего анализа их состава проводят, как правило, с помощью молекулярной дистилляции. Процесс протекает в глубоком вакууме (остаточное давление меньше 0,1 Па) и при небольшом расстоянии между поверхностями испарения и конденсации (10-30 мм), меньшем, чем длина свободного пробега молекул. При этом испарившиеся молекулы не сталкиваются и достигают конденсатора с минимальными затратами энергии. Современные роторные пленочные аппараты позволяют перегонять дистилляты с температурой кипения до 650 °С практически без разложения. [c.28]

Отметим, ЧТО глубокий вакуум применяют лишь в процессах молекулярной дистилляции, т. е. при использовании метода разделения, основанного на увеличении длины свободного пробега молекул с уменьшением остаточного давления. Остаточное давление в аппарате подбирается таким образом, что расстояние между поверхностями испарения и конденсации оказывается несколько меньше длины свободного пробега молекул дистиллируемого ве-ш,ества. [c.11]

Для разделения термически нестойких высококипящих жидкостей при низкой температуре используется так называемая молекулярная дистилляция. Низкая температура испарения разделяемой смеси обеспечивается в этом случае глубоким разрежением (вакуумом), при котором проводится молекулярная дистилляция (рис. 6.9). [c.417]

Процесс молекулярной дистилляции применяют для разделения относительно небольших количеств дорогостоящих термически нестабильных веществ витаминов, аминокислот, гормонов и т. п. При больших расходах разделяемых смесей возникает необходимость увеличивать поверхность испарения, объем дистиллятора и, соответственно, неоправданно увеличиваются затраты на герметизацию оборудования и на работу вакуум-насоса. [c.418]

Процесс испарения при нормальном давлении основан на разности количества двух потоков, в одном из которых вещество переходит из жидкости в пар, а в другом — из пара в жидкость. Обычные вакуумные испарители работают при относительно невысоком давлении порядка 5—30 мм рт. ст. Однако перегонка многих веществ сопровождается разложением даже при таком вакууме. В таких случаях применяют молекулярную дистилляцию, которая [c.212]

Процесс молекулярной дистилляции осуществляется в условиях такого вакуума, при котором молекулы испаряющегося вещества имеют возможность двигаться по прямой, не соударяясь с другими молекулами, а поверхность испарения и поверхность конденсации разделены расстоянием, меньшим длины свободного пробега молекул.Длина свободного пробега молекул обратно пропорциональна величине остаточного давления. Расстояние между поверхностью испарителя и конденсатора обычно составляет от 20 до 50 мм в зависимости от конструкции аппарата. При молекулярной дистилляции процесс испарения-жидкости с поверхности происходит при отсутствии кипения, образовавшиеся пары удаляются сразу же и равновесие между паром и жидкостью не успевает установиться. Разделяющий эффект молекулярной дистилляции определяется скоростью испарения. Максимальную скорость испарения в идеальном случае, когда все молекулы испарившегося вещества поступают к поверхности конденсатора, не сталкиваясь. с другими молекулами, можно рассчитать по формуле [c.213]

Эта формула получена при допущении, что испарению не препятствуют молекулы другого вещества. Поскольку в реальных процессах испаривщиеся молекулы при движении к поверхности конденсации сталкиваются с молекулами другого газа, значение D в большинстве случаев не достигается. С целью его коррекции вводят коэффициент испарения а, который учитывает остаточное давление другого газа. Для процессов молекулярной дистилляции, осуществляемых в современных промышленных установках, а равен 0,9. Очевидно, что значение а будет тем ближе к 1, чем ниже остаточное давление в дистилляторе. Барроуз [143] исследовал применимость формулы (181) и получил ряд полуэмпирических уравнений, которые лучше соответствуют различным условиям процесса молекулярной дистилляции. [c.281]

Имеющиеся колонны для молекулярной дистилляции по принципу действия можно разделить на следующие группы аппараты с тонким слоем жидкости в плоскодонном кубе дистилляторы с ттоверхностью испарения в виде горизонтальных или наклонных лотков колонны с вертикально стекающей (падающей) пленкой жидкости аппараты центрифужного типа. [c.283]

Мельпольдер с сотр. [148] разработал двадцатиступенчатый аппарат для молекулярной ректификации, предназначенный для разделения высококипящих фракций нефти. В работе [140] предложен десятиступенчатый испаритель, который медленно вращается в наклонном положении. Разделение исходной смеси в этом случае происходит на всей поверхности испарителя. Образовавшийся на первой ступени охлаждения конденсат поступает во вторую ступень испарения и таким образом продвигается далее до места отбора дистиллята. Сравнение разделяющих способностей одноступенчатого испарителя (см. рис. 204) и десятиступенчатого испарителя [140] показано на рис. 208 [146]. Методы расчета чисел теоретических ступеней разделения, достигаемых в подобных многоступенчатых аппаратах, представлены в работах Жаворонкова и Малюсова с сотр. [149, 150]. На рис. 209 показана установка для молекулярной дистилляции, использованная этими исследователями. [c.286]

Хикман [152] и Эмбре [154] ввели для молекулярной дистилляции понятие дистилляционная способность , под которой понимают отношение числа молекул вещества, покидающих в единицу времени поверхность испарения, к числу молекул того же вещества, остающихся при данных условиях в пленке жидкости. Многократной циклической перегонкой можно полностью получить вещество в виде дистиллята. При этом продолжительность времени дистилляции удается сократить путем повышения температуры испарения. Кривую выделения находят следующим образом. Смесь перегоняют при стабилизированном вакууме и постоянной скорости повышения температуры (например, последовательно повышая температуру на 10 °С) и определяют концентрацию низкокипящего компонента в дистилляте. Типичные кривые выделения показаны на рис. 214. Как видно из рисунка, концентрация вначале растет до максимума, а затем снижается [c.290]

Хикман и Тревой [141 ] при исследовании процессов высоковакуумного испарения и молекулярной дистилляции получили интересные данные. Оказалось, что коэффициент испарения чистых жидкостей может иметь значение 1. Отклонения чаще всего обусловлены незначительными загрязнениями. При определении относительной летучести смеси ди-2-этилгексилфталат (ЭГФ)— ди-2-этилгексилс бацинат (ЭГС) было установлено, что она в значительной степени зависит от условий определения (рис. 215). [c.291]

Выделение высококипящих масляных фракций с целью последующего анал иза их состава проводят, как правило, с помощью молекулярной дистилляции [6]. Проц есс протекает в глубоком вакууме (остаточное давление меньше 0,1 Па) и при небольшом расстоянии между поверхностями испарения и конденсации (10— 30 мм), меньшем, Чем длина свободного пробега молекул. При этом испарившиеся молекулы не сталкиваются и достигают конденсатора с минимальными затратами энергии. Современные роторные пленочные аппараты позволяют перегонять дистилляты с температурой кипения до 650 °С практически без разложения. Конструкции ряда аппаратов для молекулярной перегонки описаны в монографиях [2, 7]. Предложены микро- и полумикроко-лонки эффективностью 60 теоретических тарелок, имеющие малую величину задержки (0,1 — 1 мл) и перепад давления (10 — [c.54]

Процесс молекулярной дистилляции складывается из диффузии мбле-кул преимущественно НК из глубины слоя (пленки) жидкости к поверхности испарения, перемещения молекул пара на поверхность конденсации и их конденсации на этой поверхности. В условиях обычной дистилляции жидкость интенсивно перемешивается при кипении с поднимающимися пузырями, и концентрации компонентов выравниваются в объеме жидкости. При молекулярной дистилляции скорость испарения компонента пропорциональна его концентрации в жидкости (при прочих равных [c.516]

Молекулярную дистилляцию (см. главу 5.44) в микромасштабе можно осуществить пли методом холодного пальца , или методом падающей пленки, т. е. в тонком слое. Пример осуществления на практике метода холодного пальца приведен на рис. 140 1 10]. Смесь, которую необходимо разделить, вносят в часть аппарата, обозначенную 1 конденсация паров происходит на холод- Гмсти/тат ном пальце 2. С кольцевого выступа 3 конденсат по каплям стекает в капилляры 5 вращающегося приемника 4. Для количеств вещества меньше 4 г Брегер [11] предложил оригинальный аппарат, изображенный на рис. 141. Испарение жидкости происходит на внутренней поверхности внешней трубки, конденсация — на внутренней трубке, проходящей через аппарат. Этот небольшой аппарат длиной 185 мм укреплен в центре таким образом, что его можно повернуть на 180°. Смесь вначале обезгаживают. Благодаря подвижности прибора исходную смесь, а также и дистиллат [c.227]

Принцип молекулярной дистилляции состоит в том, что высококипящие, часто термически нестойкие вещества перегоняют при остаточном давлении <10 мм рт. ст. при этом проходимый молекулами путь между поверхностью испарения и охлаждающей поверхностью меньше средней длины свободного про бега молекулы. Этим стремятся достигнуть того, чтобы большинство испаряемых молекул попадало на поверхность конденсации без столкновения с молекулами другого газа. Средняя длина свободного пробега молекул представляет собой теоретически рассчитанное расстояние, которое молекула может пройти, не столкнувшись с другими молекулами. Для триглицеридных жиров нормального строения с молекулярным весом 800 средняя длина свободного пробега при указанном ниже давлении дистилляции будет иметь следующие значения [86] [c.306]

Новые исследования Хикмена и Тревойя [88] по высоко-иакуумному испарению и молекулярной дистилляции дали очень интересные результаты. Коэффициент испарения (i совершенно чистых жидкостей равен 1. Отклонения чаш,е всего обусловлены незначительными загрязнениями. Определяли также относительную летучесть смеси ди-2-этилгексилфталат—ди-2-этилгексил-собацинат (ЭГФ — ЭГС). При этом установлено, что относительная летучесть в значительной степени зависит от условий определения (рис. 216). [c.319]

Таким образом, при р = ЫО" величина X достигает почти 0,5 м. Следовательно, с уменьшением давления воздуха или газов в сосуде, в котором происходит дистилляция, можно добиться увеличения свободного пробега молекул до расстояния, равного или большего, чем расстояние между испаряюш,ей и конденсирующей поверхностями. В этих условиях молекулы пара после отрыва от поверхности испарения свободно достигают конденсатора. Создание таких условий является основой молекулярной дистилляции. [c.417]

Молекулярная дистилляция. Основана на зависимости скорости испарения в-ва от его мол. массы при т-рах ниже т-ры кипения жидкости и низких давлениях (<0,13 Па). При таких давлениях длина своб. пробега молекул соизмерима с расстоянием между пов-стями испарения жидкости и конденсации пара. При этом молекулы соударяются относительно редко и движутся практически независимо друг от друга, а расход и состав паровой смеси определяется скоростями испарения отдельных компонентов. Скорость испарения чистого в-ва с мол. массой М при т-ре Т рассчитывается по ур-нию Кнудсена-Ленгмюра [c.86]

Молекулярная дистилляция. Обычно молекулярную дистилляцию применяют для разделения нетермостойких смесей, температура кипения которых достаточно высока. Процесс проводят при температуре циже точки кипения разделяемой смеси под глубоким вакуумом (остаточное давление порядка 10 — 10 Па). При таких условиях плотность пара резко снижается, а длина свободного пробега молекул существенно увеличивается. Если на небольшом расстоянии от поверхности испарения жидкости, меньшем длины свободного пробега моле- [c.112]

Прн молекулярной дистилляции бинарной жидкой смеси скорость испарения более летучего компонента, естественно, падает вдоль поверхности испарения соответственно уменьшению его концентрации. Заметим, кроме того, что обычно скорость нспарення превышает скорость диффузии, поэтому поверхностный слой жидкости имеет тенденцию к обеднению более летучим компонентом, а это приводит к снижению дистиллирующей способности аппарата. Чтобы данный эффект проявлялся слабее, стремятся к уменьшению толщины стекающей жидкой плеики и даже прибегают к ее турбулизации. [c.513]

Низкая температура испарения (ниже точки кипения) и кратковременный контакт жидкой фазы с поверхностью нагрева обусловили применение молекулярной Дистилляции для разделеиня н очистки ряда тер МО лабильных жидких смесей (витамины, жирные кислоты, некоторые минеральные масла, спирты, эфиры, аминокислоты, гормоны и др.), а также для дезодорации масел и жиров. Апробированы в промышленном масштабе различные конструкции ди-стилляционных аппаратов, производительность которых достигает 1000 кг/ч. [c.513]

Отличительной особенностью молекулярной дистилляции является испарение при весьма низком остаточном давлении В dTHx условиях испаряющиеся с поверхности молекулы, не ветре чая на своем пути сопротивления частиц окружающего газа, свободно достигают конденсатора [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология