分子精馏设备的分离就是利用液体分子受热后从液面逸出，而不同种类分子逸出后其平均自由程不同这一性质来实现的。轻分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，使得轻分子落在冷凝面上，重分子因达不到冷凝面而返回原来液面，这样混合物就得以分离。
根据分子运动平均自由程公式知，不同种类的分子，由于其分子有效直径不同，故其平均自由程也不同，即其为不同种类分子。从统计学观点看，其逸出液面后不与其他分子碰撞的飞行距离是不同的。
普通精馏需要在物料沸点温度进行，而分子精馏是根据不同种类的分子逸出液面后的平均自由程不同的性质来实现分离的，因而分子精馏可以低于物料沸点进行，这是分子精馏与常规精馏的本质区别，被分离物料只要存在着温度差就能分离。
德彩网 由于分子精馏设备的特殊结构，系统内真空度较高，压力小于1Pa，根据克拉伯龙方程，压力的减小进一步降低了精馏温度，因而可有效避免易氧化物质的氧化分解。
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