短程蒸馏(又叫分子蒸馏)是一种热分离工艺,专用于分离热敏性产物。短程蒸馏的特点是产物停留时间短、工艺蒸发温度低,力求让蒸馏产物受到尽量小的热应力。可见,短程蒸馏是一种非常温和的蒸馏过程。
短程蒸馏配套真空系统,通过降低操作压力,达到显著降低产物沸点的目的。这是一种连续分离过程,其产物停留时间低至数十秒(而其他常规分离方法的停留时间达到数小时!)。
所以,在常规蒸馏工艺中(无论是连续的循环、膜式蒸馏,还是非连续的批次蒸馏),由于高温、长停留时间而分解的产品,用短程蒸馏就能够顺利分离。例如,高分子有机化合物用常规蒸馏方法来分离时,较高工艺温度(如超过℃)会导致其热敏性的分子链裂解。因此高分子有机化合物的分离几乎都会使用短程蒸馏。
短程蒸馏的工艺压力和温度范围通常在1到1x10-3mbar、到℃。
短程蒸馏特别适合以下热敏性产物的蒸馏、蒸发、浓缩和汽提:
制药业:
原料药、天然及合成维生素、稳定剂
精细化学品:
脱除硅油、树脂、聚合物中的单体,脱除预聚物中的异氰酸酯,脱除各种树脂中的溶剂和低聚物
香精香料:
从二酯和三酯中蒸馏单甘油酯,提纯欧米伽-3脂肪酸
石油化工:
蒸发分馏石油中的油组分和蜡组分,再分馏蜡组分得到硬蜡和超硬蜡,润滑油的生产
塑料行业:
聚氨酯预聚物,环氧树脂,丙烯酸酯,多元醇,塑化剂
工艺挑战:短程蒸馏使用了真空来分离液体混合物。这是通过组分的部分气化,以及气体和蒸馏残余物的分别回收来实现的。理论上,配备真空后,系统内只需除去不可凝气体。
工艺挑战来自于主冷凝器/副冷凝器的不当操作、温度不稳定,以及冷凝表面的过度积垢。这将导致汽提气或反应性气体进入真空泵,造成污染问题、泵体腐蚀,最终发展为真空泵的故障。另外,由于抽送气体会穿泵而过,故应配备相应的尾气处理设备(如尾气冷凝器)来进行收集以保护环境。
解决方案:Edwards拥有充足的应用知识,丰富的行业经验,先进的建模技术,专业的设计诀窍。运用这些优势,Edwards优化每一套定制的真空系统,从可靠性、经济性、环保性三个方面实现真空泵可行范围内最好的使用性能。
为尽量减少泵的故障,可使用低温级间冷凝器,如液氮冷阱,来有效保护前级泵。对于一些小型工厂,有效保护前级泵意味着避免严重的污染问题。此外,此类捕集阱还能用于收集贵重的副产物,如香料。
而一旦泵的上游保护机制失效,Edwards真空泵不会受到污物的影响,因为其出色的液/固体处理能力来泵送极具污染性、腐蚀性的气体绰绰有余。故Edwards真空泵可保障尽长的正常生产时间和尽少的维护成本。
Edwards真空解决方案已广泛用于短程蒸馏这一温和分离工艺,以除臭、脱色、提纯那些高价但热敏性、易氧化的产物。
Edwards真空产品及优势一览Edwards的化工用干泵配合EH机械增压泵及蒸汽增压器,将为短程蒸馏工艺带来如下优势:自由的使用范围:
不同抽气量的真空泵与罗茨泵可进行组合,几乎能够满足短程蒸馏的任何工艺要求:
蒸汽增压泵可实现高操作压力(如1mbar)下的大抽气量
前级泵如EDS、EDP、CDX可满足抽速高达m3/h的工艺
EH机械增压泵可使极限真空达到10-3mbar
更强的工艺能力
采用成熟的真空泵原理进行设计,Edwards真空泵处理液/固体能力进一步增强,因此可顺利应对冷凝器表面的沉积颗粒或液体团块,如油、树脂、聚合物等。
到位的环保功能
Edwards真空系统具有捕集、处理有害尾气的功能:
运用先进的尾气管理技术
使用尾气冷凝器来去除泵排气中的有害可凝气体
有效的温度控制
温控功能可使工艺气体的温度保持在理想区间,从而尽量减小工艺气体的凝聚和腐蚀
CXS带有集成温度监控系统,可根据需要精确控制温度
EDS及EDP带有操作简易的冷却配置,可适应恶劣工艺及较差水质的冷却水源
灵活的可设计性
Edwards真空泵可与一系列配件自由组合以系统化:
可组合的配件包括冷凝器、收集罐、过滤器、尾气冷凝、溶剂冲洗等,适用于极端恶劣工艺下的连续生产
双重排气的设计使EH增压泵可与任一款真空泵搭配
标准的CXS自带冲洗功能,具有额外的气体处理和防凝保护能力;EDP具有设计灵活性,可适应各种系统定制
原标题:《干货分享:温和的分离提纯工艺–短程蒸馏》