Молекулярная дистилляция - это разделение жидких смесей свободным испарением в глубоком вакууме при температуре ниже точки их кипения. Рабочий вакуум обычно находится в диапазоне 10-2 - 10-4 мм

Молекулярная дистилляция - это разделение жидких смесей свободным испарением в глубоком вакууме при температуре ниже точки их кипения. Рабочий вакуум обычно находится в диапазоне 10^-2 - 10^-4 мм рт.ст. и создаётся с помощью вакуумных насосов. Благодаря вакууму молекулы пара движутся от горячей (испаряющей) поверхности к холодной (конденсирующей) с минимальным числом столкновений, а длина свободного пробега молекул при таких давлениях соизмерима с расстоянием между поверхностями испарения жидкости и конденсации пара.

Расход и состав паровой смеси определяется скоростями испарения отдельных компонентов. Скорость испарения чистого вещества с молярной массой М при температуре T рассчитывается по уравнению Кнудсена-Ленгмюра:
где р - давление пара вещества при температуре Т жидкости. Скорость испарения компонента смеси меньше, чем чистого вещества, и пропорциональна его молярной доле в смеси.

При этом: т. е., в отличие от условий разделения смесей с помощью обычной дистилляции, aik зависит не только от давлений паров чистых компонентов при температуре процесса, но и от их молярной массы. Это позволяет разделять смеси, используя различие молярных масс компонентов при относительно низких температурах. Процесс молекулярной дистилляции включает в себя перенос молекул испаряющегося компонента из объёма жидкости к поверхности испарения, испарение молекул, перенос их в объёме паровой фазы от поверхности испарения к поверхности конденсации и конденсацию.

Таким образом, при молекулярной дистилляции изменение состава пара по сравнению с составом жидкости определяется различием скоростей испарения компонентов. Поэтому этим способом можно разделять смеси, компоненты которых обладают одинаковым давлением паров. При заданной температуре жидкости и соответствующем ей давлении паров скорость молекулярной дистилляции растёт с понижением давления в аппарате.

Так как при молекулярной дистилляции жидкость не кипит, перемешивание паровыми пузырями (как в процессе обычной дистилляции) отсутствует, и перенос вещества в объёме жидкости происходит в основном за счёт молекулярной диффузии. Поскольку этот процесс более медленный, чем испарение с поверхности, жидкость со стороны поверхности обедняется относительно более летучими компонентами и в ней возникает градиент концентраций, что ухудшает условия разделения исходной смеси. Для предотвращения этого явления обычно уменьшают толщину слоя жидкости и обеспечивают ее перемешивание: испарение в современных молекулярных дистилляторах проводят в очень тонких плёнках жидкости (плёночные, или тонкоплёночные испарители), что позволяет, кроме того, уменьшить время нахождения вещества на поверхности испарения и опасность его термического разложения.

http://www.ngpedia.ru/id5907p2.html

Дата добавления: 2015-08-29