由于分子蒸馏工艺实验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需要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。
分子蒸馏工艺实验在进行使用的过程中主要是适用于高分子量、耐温性以及高沸点的蒸馏，在进行制作的过程中主要是由外加热的垂直圆筒体，在进行操作时位于它的中心冷凝器以及蒸馏器和冷凝器之间旋转的刮膜器组成。
操作温度低，可大大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，并不要求物料相应要达到沸腾状态，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。
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。
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