分子蒸馏是在高真空条件下进行的,通常需要非常低的残余气体分压,以确保分子的平均自由路径大大长于蒸发和冷凝表面之间的距离。这一过程高度依赖于保持高真空(通常在 0.001 至 0.1 毫巴之间),以便根据不同的蒸发速率有效分离成分。加热面和冷凝面之间的距离通常小于 100 毫米,以确保蒸汽分子的平均自由路径与此距离相当。这些条件对于分子蒸馏的成功运行至关重要,分子蒸馏通常在短路径蒸馏器或离心蒸馏器等专用设备中进行。
要点说明:

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高真空条件:
- 分子蒸馏需要非常高的真空度,通常在 0.001 至 0.1 毫巴之间。这种低压可确保残余气体分子的平均自由路径大大长于蒸发和冷凝表面之间的距离。高真空最大程度地减少了可能干扰蒸馏过程的残余气体分子的存在。
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分子的平均自由路径:
- 平均自由路径是指一个分子在与另一个分子碰撞之前的平均移动距离。在分子蒸馏过程中,蒸气分子的平均自由路径必须与蒸发面和冷凝面之间的距离处于同一数量级,通常小于 100 毫米。这就确保了分子可以直接从蒸发面到达冷凝面,而不会受到其他分子的阻碍。
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表面之间的距离:
- 蒸发面和冷凝面之间的距离至关重要。它必须小于蒸汽分子的平均自由路径,通常小于 100 毫米。这种短距离可使蒸汽分子直接到达冷凝器,而不会被残留气体分子分散,从而确保成分的有效分离。
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残余气体的分压:
- 残余气体的分压必须非常低,以确保残余气体分子的平均自由路径是蒸发面和冷凝面之间距离的倍数。这种低分压是通过高真空条件实现的,这对分子蒸馏的有效运行至关重要。
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专用设备:
- 分子蒸馏是在短路径蒸馏器或离心蒸馏器等专用设备中进行的。这些设备旨在保持工艺所需的高真空、精确的温度和压力设置。特别是短路径蒸馏器,其设计目的是最大限度地减少蒸发面和冷凝面之间的距离,确保分子的平均自由路径足以进行有效的蒸馏。
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分离机制:
- 分子蒸馏中的分离是基于液体混合物中各组分蒸发速度的差异。在高真空和表面间距适当的情况下,较轻的成分更容易蒸发,并直接进入冷凝器收集。这样就可以分离沸点非常接近的成分,而使用传统蒸馏方法很难分离这些成分。
总之,分子蒸馏的压力特点是高真空,通常在 0.001 至 0.1 毫巴之间,这对于保持分子的必要平均自由路径至关重要。该过程还要求蒸发面和冷凝面之间的距离很短,通常小于 100 毫米,以确保分子可以不受干扰地直接到达冷凝器。这些条件在专为分子蒸馏设计的专用设备中得以维持,从而可以根据不同的蒸发速度有效分离成分。
总表:
关键因素 | 详细信息 |
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真空压力 | 0.001-0.1 毫巴 |
平均自由路径 | 与表面间距离相当(<100 毫米) |
表面间距 | 小于 100 毫米,以确保分子直接移动 |
专用设备 | 短路径或离心蒸馏器 |
分离机制 | 基于高真空下不同的蒸发率 |
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