薄膜蒸发和短程（分子）蒸馏都是属于高真空蒸馏的技术。

在真空蒸馏中，真空压力一般都是以绝对压力表示。如果说绝对真空是0的话，真空压力是一个相当于绝对真空0位的正值。

常用的压力单位有：mbar, Pa, Torr(mmHg), kPa等



一个标准大气压=760Torr（mmHg）=1013mbar=101325Pa

1mbar=100Pa,

1Torr(mmHg)=133Pa

1kPa=10mbar

对于一些以负压表示的真空压力，如真空表压力为-0.09MPa, 则换算成绝对压力为一个大气压为0.1MPa-0.09 MPa =0.01MPa=10000Pa=100mbar.



液体的蒸气压(vapor pressure)与周围环境的压力相等时，此时液体沸腾的温度就是沸点。

水在不同真空条件下，蒸汽压与沸点之间的关系曲线：

P=1.0E+3mbar   T=100℃

                         .

                         .

                         .

P=1.0E+1mbar   T=10℃

ΔT=90℃

采用真空蒸馏，能在较低的蒸发温度下实现蒸发，对物料产生更小的热应力，减少热分解，提升产品质量。

釜式蒸馏
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真空蒸馏技术的演变是从最早的釜式蒸馏开始的，但是真空釜式蒸馏存在以下局限性，首先是非连续工艺，物料在釜内被加热的时间很长，容易导致物料的聚合和热分解。
其次，由于釜内存在液柱，真空对于液柱压力并不起到什么作用，导致在釜底的小分子很难被蒸发出去。

如果釜内液柱高度是1米，液体密度是1000 kg/m³，即使蒸馏釜顶部的真空能够达1mbar以下，釜底的压力仍然有100mbar

降膜蒸发器
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采用降膜蒸发，可以有效地消除液柱压力带来的影响，有了更好的热传递效果，是对釜式蒸馏很大的改进。

但是对降膜蒸发器来讲，由于需要采用循环加热的方式，物料在热的体系内的停留时间依然比较长，同时压降比较大，仍需要采用较高的加热温度。

对于粘度较大的物料，在降膜蒸发器内成膜的效果不均匀，影响传热效率。

薄膜蒸发器
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物料通过进料口进入圆筒形蒸发器内，蒸发器是夹套式的，通过加热介质将蒸发器内表面加热。物料在蒸发器内表面被刮膜转子均匀地分布，形成很薄的液膜并被加热，在系统内具有较高真空的条件下，轻组分能够在较低温度下蒸发，进入冷凝器被冷凝收集，未被蒸发的重组分则沿蒸发器内壁由底部排出。液膜的高湍流能实现很好的传热效果。物料停留时间非常短，一步蒸馏而无需循环。


薄膜蒸发器，刮膜蒸发器，刮板蒸发器是同一种蒸发器类型的不同表达方式，薄膜蒸发器强调的是物料被刮成薄膜的效果。刮膜蒸发器强调的把物料刮成薄膜的动作，刮板蒸发器强调的把物料刮成薄膜采用的部件是刮板。





薄膜蒸发器是一种连续的蒸馏工艺，由于物料在蒸发器内停留的时间非常短，并且系统内部能够达到高真空，所以特别适宜处理热敏性物料。在刮膜状态下，湍动的液膜增加了传热效率，能够获得高的蒸发率。



薄膜蒸发器的冷凝器都在蒸发器外部，由于气态轻组分通过气相管口进入冷凝器时产生了压力降，会导致蒸发器内部的操作压力升高。薄膜蒸发器的操作压力一般是达到mbar级别。

短程（分子）蒸馏
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短程蒸馏是国外制造商对其普遍的称呼，英文是Short Path Distillation, 国内更多地习惯称为分子蒸馏，但不管是短程蒸馏设备，还是分子蒸馏设备，其蒸发器的结构都是完全一样的，都是内置了一台冷凝器的薄膜蒸发设备。


也就是说短程蒸发器是将薄膜蒸发器和冷凝器集成在一体的设备。在刮膜蒸发的过程中，轻组分的蒸汽在短程蒸发器内置冷凝器上冷凝。蒸发面和冷凝面之间的路径非常短，因此，气相的压力降非常低。


在实际的操作过程中，短程蒸馏能够达到最低0.1pa（0.001mbar）的操作压力。




短程蒸发器也同样具有薄膜蒸发器的特点，即也是连续的蒸馏工艺，由于物料在蒸发器内停留的时间非常短，并且由于系统内部能够达到更高的真空，也就是更低的绝对操作压力，所以更加适合处理热敏性物料，也适宜处理常压沸点极高的物料，通过高真空，能够大大降低物料的沸点。


同样，在短程蒸发器内的刮膜状态下，湍动的液膜增加了传热效率，能够获得高的蒸发率。

短程蒸馏（分子蒸馏）的局限性

短程（分子）蒸馏并不是万能的。

轻组分预先脱除的必要性
若体系中含低沸点轻组分，需先用薄膜或降膜蒸发器在较高压力下脱除轻组分，再通过短程蒸馏处理高沸点物料，避免真空系统过载。
沸点接近组分的分离效率低
蒸发面与冷凝面距离极短，轻分子蒸发后若重组分沸点相近，重组分也会被气化并冷凝，导致两者分离效率大幅下降。因此，短程蒸馏无法有效分离沸点接近的组分。
同分异构体与农化产品的局限性
农化产品中常存在沸点接近的同分异构体，短程蒸馏难以实现有效分离，需改用精馏技术（如高真空精馏装置）以提高分离精度。
高真空精馏装置
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对于组分间的沸点差距接近的物料，比如一些农化产品，甚至有较多的同分异构体的情况，对于这类组分的分离，往往需要采用精馏手段。


常用的精馏手段有

- 釜式间歇式精馏，是以蒸馏釜作为再沸器。

- 循环再沸器精馏，即再沸器中的物料循环被降膜蒸发器加热。

- 对于热敏性物料，我们还有以薄膜蒸发器为再沸器的精馏装置


一台精馏设备一般由三个核心部分组成，精馏塔、再沸器和回流控制。物料的进料可以选择精馏塔塔中进料，或采用釜进料。精馏过程是在精馏塔中进行的，气液两相通过逆流接触，进行相际传热传质。在每块塔板上都在进行着以下蒸馏的过程，即液相中的易挥发组分汽化成气相，气相中的难挥发组分冷凝成液相，经过多块塔板多次的气液相际传热传质，于是在塔顶可得到更纯的轻组分，塔底得到更纯的重组分。通过设计合适的精馏塔的塔板数和设定回流比，能够实现沸点接近的两个组分之间的精确分离。


对于热敏性物料，在高温下容易发生热分解，则需要在精馏装置的设计中考虑以下方面，

- 采用高真空，降低物料的分离温度

- 减少压力降，同样可降低再沸器内加热的温度，一般的做法是采用低压力降的填料，如规整填料替代散堆填料

- 减少塔底再沸器内物料的受热时间