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　　分子蒸餾技術(shù)是一種特殊的液液分離技術(shù),，它產(chǎn)生于20世紀(jì)20年代,，是伴隨著人們對(duì)真空狀態(tài)下氣體運(yùn)動(dòng)理論的深入研究以及真空蒸餾技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸興起的一種新的分離技術(shù)。目前,，分子蒸餾技術(shù)已成為分離技術(shù)中的一個(gè)重要分支,。
  分子蒸餾(moleculardistillation)也稱(chēng)短程蒸餾(short-pathdistillation)，是一種在高真空下(殘氣分子的壓力<0.1Pa)進(jìn)行的連續(xù)蒸餾過(guò)程,。分子蒸餾過(guò)程與傳統(tǒng)的蒸餾過(guò)程不同,，傳統(tǒng)蒸餾是在沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行分離的，蒸發(fā)與冷凝過(guò)程是可逆的,，液相與汽相間會(huì)形成平衡狀態(tài),。分子蒸餾過(guò)程是一個(gè)不可逆的，并且在遠(yuǎn)離物質(zhì)常壓沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行的蒸餾過(guò)程,，更確切地說(shuō),，它是分子蒸發(fā)的過(guò)程。
 　　1基本原理
 　　(1)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程,。任一分子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都在不斷變化自由程,，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為某一分子的平均速度,，f為碰撞頻率,，λm為平均自由程。則λm=Vm/f,，故f=Vm/λm,。由熱力學(xué)原理可知:
 　　那么，可得：
 　　式中,，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),。
  　(2)分離因數(shù)Langmuir研究了高真空下純物質(zhì)的蒸發(fā)現(xiàn)象,，從理論上推導(dǎo)出純物質(zhì)的分子蒸發(fā)速率為:
 　　式中，P0為物質(zhì)的飽和蒸汽壓,，Rg為氣體常數(shù),，Ts為液膜表面溫度，M為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量,。由上式可知,，理論分子蒸發(fā)速率只是液體表面溫度和分子種類(lèi)的函數(shù)。
 　　分子蒸餾是一種非平衡分離過(guò)程,，分子蒸餾理論分離因數(shù)為:
 　　與普通蒸餾相比,，分子蒸餾理論分離因數(shù)增加了(MB/MA)1/2倍，因此,，分子蒸餾技術(shù)可以用來(lái)分離揮發(fā)度相近但分子量不同的混合物系,。
 　　(3)分子蒸餾技術(shù)的基本原理。根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程公式知,，不同種類(lèi)的分子,，由于其分子有效直徑不同，故其平均自由程也不同,，即其為不同種類(lèi)分子,。從統(tǒng)計(jì)學(xué)觀點(diǎn)看，其逸出液面后不與其他分子碰撞的飛行距離是不同的,。分子蒸餾的分離就是利用液體分子受熱后從液面逸出,，而不同種類(lèi)分子逸出后其平均自由程不同這一性質(zhì)來(lái)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,，使得輕分子落在冷凝面上，重分子因達(dá)不到冷凝面而返回原來(lái)液面,，這樣混合物就得以分離,。
 　　2特點(diǎn)
 　　由分子蒸餾的基本原理可以看出，分子蒸餾是一種區(qū)別于常規(guī)蒸餾的非平衡狀態(tài)下的特殊蒸餾,。與常規(guī)蒸餾相比,，分子蒸餾有如下特點(diǎn):
　　(1)操作溫度低，可大大節(jié)省能耗
　　常規(guī)蒸餾是依靠物料混合物中不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差進(jìn)行分離的，而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別來(lái)進(jìn)行分離的,，并不要求物料要達(dá)到沸騰狀態(tài),，只要分子從液相中揮發(fā)逸出，就可以實(shí)現(xiàn)分離,。正因?yàn)榉肿诱麴s是在遠(yuǎn)離沸點(diǎn)下進(jìn)行操作,，因此產(chǎn)品的能耗小。
　　(2)蒸餾壓強(qiáng)低,，要求在高真空度下操作,。
　　分子運(yùn)動(dòng)平均自由程與系統(tǒng)壓力成反比，只有加大真空度,，才能獲得足夠大的平均自由程,。研究指出，分子蒸餾的真空度高達(dá)0.1-100Pa,。
　　(3)受熱時(shí)間短,，降低熱敏性物質(zhì)的熱損傷。
　　由于分子蒸餾是利用不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別而實(shí)現(xiàn)分離的,，其基本要求是加熱面與冷凝面的距離小于輕分子的運(yùn)動(dòng)平均自由程,，這個(gè)距離通常很小，因此輕分子由液面逸出后幾乎未發(fā)生碰撞即射向冷凝面,，所以受熱時(shí)間極短,。研究測(cè)定指出，分子蒸餾受熱時(shí)間僅為幾秒或幾十秒,，從而在很大程度上避免了物質(zhì)的分解或聚合,。
　　(4)分離程度及產(chǎn)品收率高，尤其適合于特定蒸餾,。分子蒸餾的揮發(fā)度可以用下式表示：
　　式中M1——輕分子相對(duì)分子質(zhì)量;
　　M2——重分子相對(duì)分子質(zhì)量;
　　P1——輕分子飽和蒸汽壓,，Pa,
　　P2——重分子飽和蒸汽壓，Pa;
　　Tt——相對(duì)揮發(fā)度,。
　　但是,，常規(guī)蒸餾的相對(duì)揮發(fā)度為:
　　對(duì)比式(5)與式(6)可以看出，由于M2大于M1,，因此分子蒸餾的相對(duì)揮發(fā)度大于常規(guī)蒸餾的相對(duì)揮發(fā)度,，這就從理論上證明了分子蒸餾比常規(guī)蒸餾更容易實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離。同時(shí),，分子蒸餾由于處于非平衡狀態(tài)下操作及其設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn),，使得分離效率遠(yuǎn)高于常規(guī)蒸餾，從而可使產(chǎn)品的收率大大提高,，降低生產(chǎn)成本,。