分子蒸馏利用的则是物质间不同的分子运动平均自由程来实现分离。什么是分子运动平均自由程？一个分子连续两次碰撞间飞行距离的平均值。它的大小取决于分子的密度。因此进行分子蒸馏需要满足的是混合物分子的平均自由程需要存在差异，且差异越大越好。而要满足足够大的分子运动平均自由程，就需要保证足够的低压，因此分子蒸馏的真空度比普通真空蒸馏要高很多。
分子蒸馏的实现过程，简单地说，加热混合液体后，物料分子受热蒸发逸出液面，其中轻重分子的平均自由程不同，轻分子的自由程大，而重分子的自由程小。因此在离液面小于轻分子自由程、而大于重分子的自由程的某处，设置一冷凝面，轻分子就会在抵达该冷凝面时而被冷凝，冷凝后轻分子组分无法实现动态平衡，就会不断从液面逸出被冷凝面捕获，而重分子则因到不达冷凝面，很快就趋于动态平衡，从而实现混合物的分离。
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分子蒸馏是一种特殊的液—液分离技术，它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是与被蒸馏混合物的分子量的大小有关，能够实现远离沸点下的操作，分子量差异越大，分子自由程相差越大，馏出物就越纯。这里的分子自由程（用λ表示）是指一个分子相邻两次碰撞之间所走的路程。
在高真空的条件下，液体混合物沿着加热板流动被加热，根据不同分子量物质的分子平均自由程的不同，它们在汽化表面与冷凝表面之间分子平均自由程的大小以及蒸发度也明显的不同，轻组分分子的分子平均自由程的大，而重组分分子的分子平均自由程小，使得轻组分恰好能到达冷凝板上面被冷凝，使其沿冷凝板留下；而重组分分子因达不到冷凝板而沿着加热板留下，从而将不同物质进行分离。
分子蒸馏作为一种物理分离技术，能解决大量常规技术分离难于解决的问题，生产过程绿色清洁，具有***的应用前景。
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分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术，不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离的目的。
在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力，对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离，基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。短程蒸馏器（分子蒸馏）有一个内置冷凝器在加热面的对面，并使操作压力降到0.001mbar。
分子蒸馏作为一种特殊的液体分离技术，不同于传统蒸馏沸点差的分离原理，它靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。即当液体混合物沿加热板流动并被加热，分子会逸出液面而进入气相，由于不同分子的自由程不同，因此不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，轻分子达到冷凝板排出，而重分子沿混合液排出。这样就达到了物质分离的目的。
分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法，由于蒸气分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面间的距离，因此可利用各组分蒸发速率的差异对液体混合物进行分离。
分子蒸馏操作注意事项：
1、分子蒸馏装置需要严格控制各效分离器的液面，使其处于使用要求的位置。
2、在分子蒸馏装置容易析出结晶的物料时，易发生管路、板式蒸发器、阀门等的堵塞现象，需用真空抽位或者定期用水冲洗保持畅通。
3、经常调校分子蒸馏装置仪表使其灵敏可靠。若发现仪表失灵，要及时处理。
4、分子蒸馏装置需要经常对设备、管路进行严格检查，特别是视镜玻璃要适时更换，以防因腐蚀造成事故。
5、检修设备前要泄压泄料，并用水冲洗降温，去除设备内残存的腐蚀性液体。
6、操作人员应穿戴好防护衣物，避免高温液体及蒸汽造成人身伤害。
分子蒸馏设备开机操作方式顺序是什么？
分子蒸馏在这此理想的条件下，蒸发在没有任何障碍的情况下从残余气体分子中发生。所有蒸汽分子在没有遇到其它分子和返回到液体过程中到达冷凝器表面。蒸发速度在所处的温度下达到可能的最大值。蒸发速度与压力成正比，因而，分子蒸馏的馏出液量相对比较小。
在大中型短程蒸馏中，冷凝器和加热表面之间的距离约为20~50mm，残余气体的压力为10-3mbar时，残余气体分子的平均自由程长度约为2倍长。短程蒸馏器完全能满足分子蒸馏的所有必要条件。
特点
1、普通蒸馏在沸点温度下进行分离，分子蒸馏可以在任何温度下进行，只要冷热两面间存在着温度差，就能达到分离目的。
2、普通蒸馏是蒸发与冷凝的可逆过程，液相和气相间可以形成相平衡状态；而分子蒸馏过程中，从蒸发表面逸出的分子直接飞射到冷凝面上，中间不与其它分子发生碰撞，理论上没有返回蒸发面的可能性，所以，分子蒸馏过程是不可逆的。
3、普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象；分子蒸馏过程是液层表面上的自由蒸发，没有鼓泡现象。
4、表示普通蒸馏分离能力的分离因素与组元的蒸汽压之比有关，表示分子蒸馏分离能力的分离因素则与组元的蒸汽压和分子量之比有关，并可由相对蒸发速度求出。
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与常规蒸馏相比，分子蒸馏有如下无法比拟的特点:
（1）操作温度低，节省能耗常规蒸馏是依靠物料混合物中不同物质的沸点差进行分离的，而分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别来进行分离的，并不要求物料一定要达到沸腾状态，只要分子从液相中挥发逸出，就可以实现分离。正因为分子蒸馏是在远离沸点下进行操作，因此产品的能耗小。
（2）蒸馏压强低，要求在高真空度下操作。分子运动平均自由程与系统压力成反比，只有加大真空度，才能获得足够大的平均自由程。研究指出，分子蒸馏的真空度高达0.1-100Pa。
（3）受热时间短，降低热敏性物质的热损伤。由于分子蒸馏是利用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现分离的，其基本要求是加热面与冷凝面的距离必须小于轻分子的运动平均自由程，这个距离通常很小，因此轻分子由液面逸出后几乎未发生碰撞即射向冷凝面，所以受热时间极短。
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