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分子蒸餾技術的基本原理和特點

閱讀:1430      發(fā)布時間:2024-1-12
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根據(jù)分子運動平均自由程公式知,不同種類的分子,由于其分子有效直徑不同,故其平均自由程也不同,即其為不同種類分子。從統(tǒng)計學觀點看,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,而不同種類分子逸出后其平均自由程不同這一性質(zhì)來實現(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,重分子因達不到冷凝面而返回原來液面,這樣混合物就得以分離。
   2特點
   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,分子蒸餾有如下的特點:
  (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)的沸點差進行分離的,而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運動平均自由程的差別來進行分離的,并不要求物料要達到沸騰狀態(tài),只要分子從液相中揮發(fā)逸出,就可以實現(xiàn)分離。正因為分子蒸餾是在遠離沸點下進行操作,因此產(chǎn)品的能耗小。
  (2)蒸餾壓強低,要求在高真空度下操作。
  分子運動平均自由程與系統(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0.1-100Pa。
  (3)受熱時間短,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)分子運動平均自由程的差別而實現(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動平均自由程,這個距離通常很小,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,所以受熱時間極短。研究測定指出,分子蒸餾受熱時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。

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