固態相變

[拼音]:fenzi zhengliu

[英文]:molecular distillation

一種在高真空下操作的蒸餾方法,這時蒸氣分子的平均自由程大於蒸發表面與冷凝表面之間的距離,從而可利用料液中各組分蒸發速率的差異,對液體混合物進行分離。

在一定溫度下,壓力越低,氣體分子的平均自由程越大。當蒸發空間的壓力很低(10-2~10-4mmHg),且使冷凝表面靠近蒸發表面(見圖),

其間的垂直距離小於氣體分子的平均自由程時,從蒸發表面汽化的蒸氣分子,可以不與其他分子碰撞,直接到達冷凝表面而冷凝。根據分子運動論,氣體與固體壁面接觸時,單位時間內撞擊單位壁面的摩爾數為:

式中p為壓力;R為摩爾氣體常數;T為絕對溫度;M為氣體的分子量。純液體的蒸發速率(即單位時間內單位表面所蒸發的摩爾數)也可由上式計算,只須以飽和蒸氣壓p°代替式中的p。

對於分子蒸餾,蒸發出來的氣體分子全部達到冷凝面而冷凝,故蒸發速率之比就是餾出液組成比,即

式中y1和y2分別為兩組分在汽相中的摩爾分數;x1和x2分別為兩組分在液相中的摩爾分數;αM為分子相對揮發度,其值越大,分子蒸餾越容易進行。液體蒸發表面上的流動情況和液體中組分向蒸發表面的擴散,對分子蒸餾過程有重要影響。減薄液膜厚度,強化液膜的表面更新,都有利於組分分離。

由於分子蒸餾是高真空下的操作,蒸發溫度遠低於物料的正常沸點,因而適用於一些沸點很高或熱穩定性很差的物質的分離和精製。例如從魚肝油中提取維生素A,增塑劑的提純,以及某些油脂的精製。