分子蒸餾技術(shù)及其應(yīng)用的研究進(jìn)展

時(shí)間：2023-04-18作者：上海川宏實(shí)驗(yàn)儀器有限公司瀏覽：95

分子蒸餾的基本原理1.1分子 運(yùn)動(dòng)平均自由程[1]
分子在運(yùn)動(dòng)過程中,它的自由程不斷發(fā)生變化在某時(shí)間間隔內(nèi)自由程的平均值為平均自由程。設(shè)vm為任-分子的平均速度f為分子間的碰撞頻率,)m為平均自由程則)m=vm/f;由熱力學(xué)原理可知f=2vm πd2kT,所以)m=kT/2rd2p(1其中d為分子的有效直徑,p為分子所處空間的壓強(qiáng),T為分子所處環(huán)境的溫度k為波爾茲曼常數(shù)。
1.2分子運(yùn)動(dòng)自由程的分布規(guī)律[2]
分子運(yùn)動(dòng)自由程的分布規(guī)律可表示為F=1 -e-Nhm(2.式中F為自由程不大于λ的概率λm
為平均自由程入為分子運(yùn)動(dòng)自由程.由公式可以得出，對于一群相同狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)分子其自由程不小于平均自由程)m的概率為1-F= e-m/m=e- 1=0368。
13分子蒸餾的基本原理[3]
由分子運(yùn)動(dòng)自由程的公式可以看出，不同種類的分子,由于其分子有效直徑不同. .其自由程也不相同，即不同種類的分子逸出液面后不與其他分子碰撞的~飛行距離是不相同的。分子蒸餾技術(shù)正是利用不同種類分子逸出液面(蒸發(fā)液面后的平均自由程不同的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)的。輕分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，若在離液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子平均自由程處設(shè)置一冷凝 面,使得輕分子落在冷凝面上被冷凝,而重分子因達(dá)不到冷凝面而返回原來液面.這樣混合物就得到了分離。
1.4影響分子運(yùn)動(dòng)平均自由程 的因素溫度、壓力及分子的有效直徑是影響分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的主要因素物質(zhì)確定以后，分子的有效直徑一-定.當(dāng)溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)加劇分子運(yùn)動(dòng)自由程增加:當(dāng)溫度恒定時(shí)，壓力降低單位體積的分子數(shù)減少:分子碰撞的頻率降低分子運(yùn)動(dòng)的平均自由程增加。
1.5分子蒸餾的蒸餾速度和相對揮發(fā)度[4]
1.5.1 分子蒸餾速度
分子蒸餾速度是由物質(zhì)分子從蒸發(fā)液面揮發(fā)速度決定.同氣液平衡無關(guān)。Greeberg從這個(gè)角度出發(fā)推導(dǎo)出物質(zhì)分子蒸餾速度方程，即:N=p*12πT MR g1/2
(3其中N為摩爾蒸發(fā)
速度(md/cm2. s,P 為組分的蒸汽壓(g/cm2.M為分子量,T為**溫度(K,R g為氣體常數(shù)(gcm/g° mol: K。對于雙組分體系則Ni=cicT.aipi12rRg T Mi1/2
(4.其中ci為摩爾濃度,cT為總的摩爾濃度ci為蒸發(fā)系數(shù),這組函數(shù)關(guān)系比較適合描述離心式蒸餾:對于降膜式分子蒸餾，由于液膜比較厚考慮擴(kuò)散對蒸餾速度的影響。
1.5.2相對揮發(fā)度
分子蒸餾表示組分分離難易程度用相對揮發(fā)度表示。在分子蒸餾過程中理論相對揮發(fā)度用以下表示:a1=p1op2oM2M1(5,其中p1o為組分1的飽和蒸汽壓:p2o為組分2的飽和蒸汽壓,M1為組分1的分子量,M2為組分2的分子量。在實(shí)際過程中，對于雙組分體系。真空相對揮發(fā)度為:a2=Y(1-X X(1-Y
(6.其中Y為在氣相中的摩爾分率，X為在液相中的摩爾分率。
2分子蒸餾裝置[5]
分子蒸餾技術(shù)的**為分子蒸餾裝置。各國研制出了多種多樣分子蒸餾裝置,但根據(jù)形成蒸發(fā)液膜的不同設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)差異,大致可分為3大類(1降膜式分子蒸餾器(lling fim evapo2


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