分子蒸餾的原理

分子蒸餾的原理

分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技

術(shù)，它不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原

理，而是靠不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程

的差別實(shí)現(xiàn)分離。這里，分子運(yùn)動(dòng)自由程

（用λ表示）是指一個(gè)分子相鄰兩次碰撞

之間所走的路程。

當(dāng)液體混合物沿加熱板流動(dòng)并被加

熱，輕、重分子會(huì)逸出液面而進(jìn)入氣相，

由于輕、重分子的自由程不同，因此，不

同物質(zhì)的分子從液面逸出后移動(dòng)距離不

同，若能恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置一塊冷凝板，則輕分

子達(dá)到冷凝板被冷凝排出，而重分子達(dá)不

到冷凝板沿混合液排出。這樣，達(dá)到物質(zhì)

分離的目的。

分子蒸餾技術(shù)的特點(diǎn)

分子蒸餾技術(shù)作為一種與國(guó)際同步的高新分離技術(shù)，具有其它分離技術(shù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：

1、操作溫度低（遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)）、真空度高（空載≤1Pa）、受熱時(shí)間短（以秒計(jì)）、分

離效率高等，特別適宜于高沸點(diǎn)、熱敏性、易氧化物質(zhì)的分離；

2、可有效地脫除低分子物質(zhì)（脫臭）、重分子物質(zhì)（脫色）及脫除混合物中雜質(zhì)；

3、其分離過程為物理分離過程，可很好地保護(hù)被分離物質(zhì)不被污染，特別是可保持天

然提取物的原來品質(zhì)；

4 、分離程度高，高于傳統(tǒng)蒸餾及普通的薄膜蒸發(fā)器。

分子蒸餾技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用產(chǎn)

品

A 氨基酸酯 阿魏酸三萜醇酯

B 丙烯酸酯 丙二醇酯 苯乙烯-丙烯腈 丙交酯 薄荷酯 白術(shù)揮發(fā)油 苯基馬來酰亞

胺 柏木油 菠蘿酮

苯甲酸C~C醇酯

1215

C 長(zhǎng)鏈二元酸（C-C） 粗石蠟 除草劑 柴胡揮發(fā)油 茶樹油 蒼術(shù)油 川芎提取

918

物 蠶蛹油

D 單甘酯（單硬脂酸甘油酯 單月桂酸甘油脂等） （牛油及豬油等）脫膽固醇 大蒜油

丁三醇 當(dāng)歸提取物

2-丁基辛醇 獨(dú)活提取物 豆甾醇 獨(dú)活提取物 多糖酯 多不飽和脂肪酸 對(duì)苯二

甲酸二乙酯 脫除多氯聯(lián)苯

E 二十八烷醇（米糠蠟、蜂蠟、蔗蠟） 二聚酸 二十碳五烯酸（EPA） 二十二碳六烯

酸（DHA） 二十二烷內(nèi)酯

二異氰酸酯三聚體

F 廢油再生 番茄紅素 輔酶Q 蜂蠟 呋喃脂 酚醛樹脂 防風(fēng)提取物 氟油（全氟

烴、氟氯碳油、全氟聚醚）

G 高碳醇 固化劑（脫除TDI、MDI、HDI等） 共軛亞油酸 果糖酯 硅油（聚硅氧烷

或聚硅醚） 谷甾醇 谷維素

桂皮油 香茅油 香根油 橄欖油 廣藿香油（廣藿香醇、廣藿香酮） 癸二酸二辛

酯 光穩(wěn)定劑

H 花生四烯酸（ARA） 胡椒基丁醚 胡蘿卜素及類胡蘿卜素（棕櫚油 柑橘油 甜橙

β-

油 桔皮油 螺旋藻等） 海狗油

（雙酚A及F型）環(huán)氧樹脂 花椒籽油 紅花籽油 互葉白千層油

J 聚甘油酯 聚酯 聚醚 聚烯烴 聚乙二醇（酯） 聚氨酯 聚戊烯醇 聚四氫呋喃

姜油樹脂 姜辣素 姜烯酚 焦油

角鯊烯 結(jié)構(gòu)酯 芥酸酰胺 堿金屬精煉 甲基庚烯酮 間甲基苯甲酸 3-甲基吲哚

激素縮體 姜樟油 鯨醇

K 葵花籽油 糠蠟 礦物油渣脫蠟 奎寧衍生物 擴(kuò)散泵油 天然抗氧化劑

L 瀝青脫蠟 辣椒油樹脂 辣椒紅色素 辣椒堿 氯菊酯 磷酸酯 連翹揮發(fā)油 鄰苯

二甲酸二辛酯

M 玫瑰油 米槁精油 沒食子酸醛類衍生物 毛油脫酸（高酸值米糠油 、小麥胚芽油、

花椒籽油等） 米糠蠟 茉莉精油

煤焦油 酶解脂肪酸

N 萘甲醛 檸檬醛

P PET再生（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯） 葡萄糖衍生物 天然蘋果香精 帕羅西汀 硼

酸乙二醇醚

Q 茄尼醇（廢次煙葉、馬鈴薯葉） 3-羥基丙腈（HPN）

R （礦物及合成）潤(rùn)滑油（聚α-烯烴、石蠟氯化合成油、烷基苯合成油、聚異丁烯合成

油） L-乳酸 松香酯

肉桂醛（肉桂油） 山蒼子油

S 生物柴油（脂肪酸甲酯或乙酯） 三烯生育酚 三氯新（三氯-2羥基二苯醚） 三甘

醇 三十烷醇 三聚酸 雙甘油酯

鼠尾草抗氧劑 石油渣油 （精制或脫除）殺蟲劑 食用油脫酸 縮水甘油基化合物

羧酸二酯（潤(rùn)滑油） 蒜素

鯊烯（三十碳六烯酸） 十二烷內(nèi)酯 雙-β-羥乙基對(duì)苯二甲酸酯 酸性氯化物 生物

堿衍生物 四唑-1-乙酸

三聚甲醛回收 （天然及合成）生育酚

T 碳?xì)浠衔?/span> 萜烯烴（酯） 桃醛 塔爾油（妥爾油）

W （天然及合成）脂溶性維生素（A、D、E、K）烷基糖苷（烷基苷 烷基多苷 烷基多

糖苷 烷基聚糖苷 烷基葡萄糖苷）

烷基酚 微晶蠟 戊二醛 維生素E醋酸酯 肟類

X 小麥胚芽油 新洋茉莉醛 香附子烯 α-香附酮 香芝麻蒿揮發(fā)油 香葉醇 香紫蘇

內(nèi)酯

Y 亞麻酸 油酸酰胺 （深海及發(fā)酵）魚油 魚肝油 燕麥油 羊毛脂 羊毛醇 異氰酸

酯預(yù)聚物 巖蘭草油 月桂二酸

氧化樂果 （聚）乙二醇酯 油酸二乙醇酰胺 月桂酸二乙酰胺 乙醛酸 乙酰氨基

苯乙酸乙酯異構(gòu)體 亞麻籽油

同位素鈾濃縮 依托芬那酯 乙氧基脂肪醇 乙氧脂肪酸 液化煤 乙烯基吡咯烷酮

玉米油 乙酰檸檬酸酯

腰果油 異丙烯二羧酸酯

Z 植物甾醇 植物蠟 芝麻素 真空泵油 制動(dòng)液 中碳鏈甘油三酯（MCT） 脂肪酸

及其衍生物 增塑劑 增效醚

甾醇酯 蔗糖酯 紫羅蘭酮 酯類油（雙酯、多元醇酯、復(fù)酯） 植物油脫臭餾出物

紫蘇籽油 蔗蠟 棕蠟

鎮(zhèn)靜劑 棕櫚油

分子蒸餾與傳統(tǒng)蒸餾的不同可由下表看出:

由上述對(duì)比看出，分子蒸餾較傳統(tǒng)蒸餾具有明顯的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：

1、 產(chǎn)品質(zhì)量高。由于分子蒸餾操作溫度低、受熱時(shí)間短，可以獲得純度高而且原有品質(zhì)保持好的產(chǎn)品，

對(duì)于天然物質(zhì)尤其重要。

2、 產(chǎn)品成本低。由于分子蒸餾的分離效率高、產(chǎn)品得率高，從而可大大降低生產(chǎn)成本。

二、分子蒸餾技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

由分子蒸餾的原理及特點(diǎn)可知，分子蒸餾技術(shù)具有獨(dú)特的、多方面的優(yōu)越性：

1、可有效地脫除熱敏性物質(zhì)中輕分子物質(zhì)

（1）產(chǎn)品物質(zhì)的脫臭

例1、姜油的脫臭

（2）產(chǎn)品物質(zhì)的脫溶

例2、辣椒紅色素脫溶

（3）產(chǎn)品物質(zhì)中脫單體

例3、酚醛樹脂中單體酚的脫除

2、脫除產(chǎn)品中重物質(zhì)及顏色

精細(xì)化學(xué)品中常常有一些重分子物質(zhì)、甚至金屬離子等難以分離，分子蒸餾為此提供了有效方法。

例4、乳酸精制

其它如芥酸、亞油酸、亞麻酸、二聚酸、芥酸酰胺、硬脂酸單甘酯、高碳醇的精制及脫色，也需要采用

分子蒸餾技術(shù)。

3、降低熱敏性物質(zhì)熱損傷

例5、魚油乙酯脫色及濃縮

與傳統(tǒng)的釜式蒸餾比較，可明顯看出分子蒸餾技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：

不僅產(chǎn)品得率高，而且產(chǎn)品品質(zhì)好，絕大多數(shù)的天然或合成香精香料都屬于熱敏性物質(zhì)，均適合采用分

子蒸餾技術(shù)提純。

4、改進(jìn)傳統(tǒng)工藝，進(jìn)行清潔生產(chǎn)

例6、魚油甘三酯精制

省去了傳統(tǒng)工藝中堿煉法脫酸，不但避免了皂化液對(duì)環(huán)境的污染，變廢為寶，而且提高了主產(chǎn)品質(zhì)量。

其它類似產(chǎn)品有小麥胚芽油、米糠油、椰子油、大豆油脫酸等。

例7、廢潤(rùn)滑油回收

烷基多苷合成工藝中，脂肪醇過量有利于合成反應(yīng)，但又直接影響產(chǎn)品純度，采用分子蒸餾可有效脫醇，

使合成工藝中脂肪醇的使用可根據(jù)工藝需要而定，提高了產(chǎn)品收率和質(zhì)量。

三、分子蒸餾在精細(xì)化工中的應(yīng)用

隨著科學(xué)的發(fā)展，精細(xì)化學(xué)品種類越來越多，產(chǎn)品分類越來越細(xì)，產(chǎn)品純度要求越來越高。分子蒸餾技

術(shù)起到了十分重要的作用。

工業(yè)實(shí)踐證明，分子蒸餾除了可代替?zhèn)鹘y(tǒng)蒸餾技術(shù)應(yīng)用于某些產(chǎn)品之外，它還解決了傳統(tǒng)蒸餾無法解決

的一系列產(chǎn)品的純化問題。

下面列出分子蒸餾技術(shù)可應(yīng)用的部分精細(xì)化工領(lǐng)域及產(chǎn)品。

1、醫(yī)藥：氨基酸酯、葡萄糖衍生物、茄尼醇、萜烯酯，合成及天然維生素(維生素A、維生素E、β胡

蘿卜素)等；

2、農(nóng)藥：氯菊酯、增效醚、氧樂果等；

3、涂料：異氰酸酯預(yù)聚物、二聚酸；

4、食品添加劑及飼料添加劑：脂肪酸及其衍生物、精制魚油、米糠油、硬脂酸單甘酯、乳酸、丙二醇

酯、共軛亞油酸、α-亞麻酸、植物蠟、各類香精、香料等；

5、日用化工及化妝品：各類油脂、羊毛酸、羊毛醇、天然植物提取物、蛋白質(zhì)水解物、防腐劑等；

6、塑料助劑：環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、異氰酸酯、增塑劑、丙烯酸酯、聚醚、氧化烯烴等；

7、表面活性劑：烷基多苷、芥酸酰胺、油酸酰胺等；

8、礦物油：合成潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑劑、石蠟油、焦油、瀝青、廢潤(rùn)滑油回收等。

實(shí)例1、高純二聚酸制取

高純二聚酸的生產(chǎn)，其關(guān)鍵在于后提純工藝。目前，許多工廠二聚酸的純化采用真空蒸餾法，生產(chǎn)中存

在蒸餾溫度高、受熱時(shí)間長(zhǎng)、分離效率低等缺點(diǎn)，所得產(chǎn)品色澤差、純度低、單酸含量高，產(chǎn)品純度僅達(dá)

70～75%。

北京化工大學(xué)與國(guó)內(nèi)某廠合作，建成了國(guó)內(nèi)第一條生產(chǎn)線。

工藝流程如下：

與國(guó)外引進(jìn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比

例2、在聚氨酯領(lǐng)域的應(yīng)用

聚氨酯用途十分廣泛。近年來，聚氨酯涂料作為高檔涂料得到廣泛的應(yīng)用，但該種涂料中含有有毒溶劑，

特別是異氰酸酯單體毒性極大。我國(guó)聚氨酯涂料使用的異氰酸酯通常是甲苯二異氰酸酯（TDI）。

異氰酸酯聚合物粗品中含單體5～10%，傳統(tǒng)的處理方法是采用簡(jiǎn)單真空蒸餾處理，產(chǎn)品中單體的含量

只能達(dá)到2～3%，若采用分子蒸餾，可將單體含量降至0.5%以下。

工藝流程如下：

北京化工大學(xué)與國(guó)內(nèi)某廠合作，已成功建成工業(yè)化生產(chǎn)線，解決了該項(xiàng)技術(shù)中的一系列難題，生產(chǎn)出合

格產(chǎn)品。

四、分子蒸餾技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)況

上世紀(jì)的三十年代至六十年代，是分子蒸餾技術(shù)的研發(fā)時(shí)代，至六十年代末，德、日、英、美及前蘇聯(lián)

均有多套大型工業(yè)化裝置投入工業(yè)化應(yīng)用。但由于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展還很落后，致使當(dāng)時(shí)分子蒸餾技術(shù)及裝

備在總體上還不夠完善。例如，分子蒸餾蒸發(fā)器的分離效率還有待提高、密封及真空獲得技術(shù)還有待改進(jìn)、

應(yīng)用領(lǐng)域還有待拓展、分離成本還有待降低等。所有這些都是后來的研究者改進(jìn)的方向。從上世紀(jì)六十年

代至今的五十多年來，各國(guó)研究者均十分重視這一領(lǐng)域的研究，不斷有新的專利和文獻(xiàn)出現(xiàn)。同時(shí)，也出

現(xiàn)了一些專業(yè)的技術(shù)公司專門從事分子蒸餾器的開發(fā)制造，使分子蒸餾技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用得到了進(jìn)一步發(fā)

展。

目前，世界各國(guó)應(yīng)用分子蒸餾技術(shù)純化分離的產(chǎn)品達(dá)150余種，特別是對(duì)于一些高難度物質(zhì)的分離方面，

該項(xiàng)技術(shù)顯示了十分理想的效果。

我國(guó)對(duì)分子蒸餾技術(shù)的研究起步較晚，上世紀(jì)中期已有國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)及專利報(bào)導(dǎo)。上世紀(jì)八十年代末引進(jìn)國(guó)

外生產(chǎn)線，對(duì)我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)的工業(yè)化推廣起到了促進(jìn)作用。

近年來，我國(guó)許多高校及科研單位對(duì)分子蒸餾技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研發(fā)。

北京化工大學(xué)從上世紀(jì)九十年代初開始對(duì)分子蒸餾技術(shù)進(jìn)行研究，先后建立了實(shí)驗(yàn)研究基地、中試基地

及工業(yè)化基地。其研究重點(diǎn)圍繞三個(gè)方面：一是分子蒸餾機(jī)理研究；二是設(shè)備結(jié)構(gòu)及裝置系統(tǒng)性能研究；

三是工業(yè)化應(yīng)用研究。到目前為止，已開發(fā)新產(chǎn)品60余種，并已先后完成了利用分子蒸餾技術(shù)精制魚油、

天然維生素E、α—亞麻酸、共軛亞油酸、二聚脂肪酸、異氰酸酯加成物、辣椒紅色素、角鯊烯等多個(gè)產(chǎn)品

的工業(yè)化生產(chǎn)，建成了分子蒸餾生產(chǎn)裝置近40套，遍及全國(guó)15個(gè)省市。所有生產(chǎn)的產(chǎn)品均為填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空

白，許多產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際先進(jìn)甚至領(lǐng)先水平。

北京化工大學(xué)更具特色的研究，是將產(chǎn)品工藝要求與分子蒸餾裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密切結(jié)合，并根據(jù)幾十套大

型工業(yè)化裝置的經(jīng)驗(yàn)，建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝及裝置設(shè)計(jì)軟件包。目前，可以自行研制、開發(fā)、

設(shè)計(jì)并制造各種規(guī)格的大型工業(yè)化裝置。鑒于上述，北京化工大學(xué)“分子蒸餾技術(shù)及工業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目，1997

年通過化工部鑒定;1998年獲石化局（原）科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)；同年被國(guó)家科技部列為“國(guó)家級(jí)科技成果重點(diǎn)

推廣計(jì)劃”項(xiàng)目;2001年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，2003年獲北京市金橋獎(jiǎng)項(xiàng)目一等獎(jiǎng)。

我國(guó)分子蒸餾技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在工業(yè)化應(yīng)用方面特別是精細(xì)化學(xué)品產(chǎn)品中，已經(jīng)得到了廣泛

的

我公司開發(fā)的分子蒸餾全套裝置技術(shù)特點(diǎn)

1. 設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)獨(dú)特的分離裝置，可適用于不同特點(diǎn)物系的分離；

2. 開發(fā)了高效的強(qiáng)離心力成膜裝置，降低了傳質(zhì)阻力；

3. 開發(fā)了利用最佳溫度分布控制分離的技術(shù)，強(qiáng)化了分離效果；

4. 開發(fā)了新穎的動(dòng)、靜密封結(jié)構(gòu)，保證了裝置長(zhǎng)期、穩(wěn)定的高真空運(yùn)行；

5. 根據(jù)物料需求，設(shè)計(jì)制造性能穩(wěn)定的高真空獲得系統(tǒng)；

6. 開發(fā)了與工藝要求相適應(yīng)的全套裝置設(shè)計(jì)軟件包，保證了裝置高效、低耗的分離性能；

7. 十多年基礎(chǔ)研究與幾十套大型工業(yè)化裝置的成功經(jīng)驗(yàn)，保證了新裝置的綜合性能；

8. 設(shè)計(jì)制造了世界上僅有的幾套特大型分子蒸餾裝置之一，蒸發(fā)器最大蒸發(fā)面積超過40m

2

9. 為國(guó)內(nèi)獨(dú)有，技術(shù)水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)。

>>> 我公司開發(fā)的分子蒸餾試驗(yàn)及工業(yè)化

裝置

見分子蒸餾技術(shù)及設(shè)備的產(chǎn)品開發(fā)與工業(yè)化推廣

>>> 分子蒸餾工藝流程簡(jiǎn)

圖

>>> 服務(wù)方式

1. 聯(lián)合進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)；

2. 為客戶提供的實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

3. 對(duì)我方開發(fā)的新產(chǎn)品的全套生產(chǎn)工藝進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓；

4. 根據(jù)客戶的物料分離要求設(shè)計(jì)、制造并提供全套分子蒸餾裝置,規(guī)格為1～5000 L/hr；

5. 負(fù)責(zé)培訓(xùn)設(shè)備操作、維修的技術(shù)人員及工人；

6. 提供全方位售后服務(wù)。

>>>

聯(lián)系方式

聯(lián)系人：楊教授 于教授 劉秘書

電 話：************64435269 64434702

傳 真：************

地 址：北京市朝陽(yáng)區(qū)北三環(huán)東路15號(hào)北京化工大學(xué)21信箱

郵 編：100029

E-mail： *******************

應(yīng)用，相信該項(xiàng)技術(shù)會(huì)對(duì)精細(xì)化學(xué)品的發(fā)展起到更大的促進(jìn)作用。

分子蒸餾裝置的產(chǎn)品開發(fā)及工業(yè)化應(yīng)用

>>> 實(shí)驗(yàn)室的新產(chǎn)品開

發(fā)

我公司擁有多套不同規(guī)格、不同結(jié)構(gòu)的分子蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置用于新產(chǎn)品的開發(fā)，對(duì)客戶提供的實(shí)驗(yàn)樣

品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，合作研發(fā)新產(chǎn)品，目前已在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的產(chǎn)品有近百種。

實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的部分新產(chǎn)品 處理量為5升/小時(shí)的分子蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置

>>> 工業(yè)化應(yīng)用

我公司可根據(jù)客戶要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造并提供全套分子蒸餾裝置，規(guī)格為1～5000升/小時(shí)。已在全

國(guó)推廣分子蒸餾大型工業(yè)化裝置四十余套，遍及北京、上海、河北、河南、山東、山西、陜西、湖南、

湖北、江蘇、浙江、福建、海南、廣東等地。工業(yè)化產(chǎn)品有精制魚油、天然維生素E、α-亞麻酸、角鯊烯、

共軛亞油酸、花生四烯酸等保健品，以及辣椒紅色素、生物柴油、合成潤(rùn)滑油、涂料用固化劑、聚四氫

呋喃、共聚物脫揮、高純二聚酸、高純度L-乳酸、烷基多苷、聚甘油酯等。

我公司已推廣的用于 我公司已推廣的目前

工業(yè)化生產(chǎn)的多級(jí)大型分子蒸餾裝置 國(guó)內(nèi)最大的分子蒸餾裝置

用于聚合物脫揮的分子蒸餾裝置 大型分子蒸餾裝置

用于化工中間體的分子蒸餾裝置 大型分子蒸餾生產(chǎn)線

用于涂料工業(yè)的分子蒸餾裝置 大型分子蒸餾器

用于發(fā)酵工業(yè)分子蒸餾裝置 用于發(fā)酵工業(yè)分子蒸餾器

用于醫(yī)藥工業(yè)的分子蒸餾裝置 用于天然提取物的分子蒸餾裝置

用于化妝品原料精制分子蒸餾裝置 用于植物提取物的分子蒸餾裝置

用于魚油生產(chǎn)的分子蒸餾裝置 用于食品工業(yè)的分子蒸餾裝置