ФРАКЦИОННА ДЕСТИЛАЦИЯ: ПРОЦЕС, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2024

На фракционна дестилация е физически процес, който емулира техника проста дестилация на базата на температурата на кипене на видовете се използва за разделяне на смеси от хомогенен вид на различни вещества в течна или смеси фаза хетерогенна течност-твърдо вещество вид не е изменчив.

В този смисъл методът на фракционна дестилация включва изпаряването на течните видове, кондензацията на най-летливите видове във увеличаващ се ред на точката им на кипене и последващото събиране на веществото, което първоначално е било желателно да бъде получено.

Това е метод, използван от векове в човешките цивилизации по рудиментарен начин. Ефективността на дестилацията позволява тя да продължи да се използва и днес, както в промишлени, така и в лабораторни условия.

Принципът на тази техника се използва в голям брой приложения в различни области на науката или индустрията.

Процес на фракционна дестилация

Фракционната дестилация се състои в разделянето на разтвор на съставките му, които са в течно състояние, въз основа на разликата между техните точки на кипене и се прилага, когато тази разлика е по-малка от приблизително 25 ° C.

По този начин, когато смес, чиито температури на кипене се различават значително, се постави при нагряване, когато температурата на кипене на най-летливия компонент се достигне, ще се образува парна фаза, която най-вече съдържа това вещество в началото.

След това, докато температурата продължава да се повишава и с течение на времето, непрекъснато настъпват множество цикли на изпаряване и кондензация (всеки цикъл е известен като "теоретична плоча"), докато първо се появи съставката с най-ниска точка на кипене.

Във всеки цикъл конституцията на изпарената фаза, открита в колоната, натрупва по-голямо количество от компонента с най-висока летливост, поради което това вещество по същество е в чисто състояние, когато достигне върха на фракциониращата колона.

Оборудване за фракционна дестилация

В лабораториите се използва оборудване, което се състои на първо място от колба или дестилационна колба, изработена от стъкло, в която се поставя разтворът, който се поставя директно под нагряване. В този балон се поставят няколко врящи камъни, за да се контролира този процес.

Тази колба е прикрепена към фракционираща колона чрез съединител с три гърла, където дължината на колоната определя колко пълна ще бъде дестилацията.

Тоест, колкото по-дълга е колоната, толкова по-ефективно ще бъде разделянето. Освен това е необходим термометър, който да записва температурата във времето, за да може процесът на дестилация да се контролира.

По същия начин вътрешната структура на колоната е проектирана да симулира няколко последователни прости дестилации, което се случва, защото парата постепенно се издига нагоре по колоната, временно се кондензира в горната част и се издига многократно.

На следващо място, изходът на тази колона е свързан към кондензатор, който кара изпаренията на отделеното и пречистено вещество да изстинат.

Това се съхранява в конкретен контейнер, за да се събере, като отново се повишава температурата до достигане на точката на кипене на следващия компонент, вторият най-летлив, повтарящ описания процес, при който всеки компонент се съхранява в определен контейнер за него.

Приложения

Като един от най-важните и широко използвани методи за разделяне на течните смеси, тази техника за физическо разделяне има много предимства, които се наблюдават при големия брой приложения, които са дадени както в промишлеността, така и в лабораторията.

- Започвайки от използването на фракционна дестилация в промишлени мащаби, в съоръженията за рафиниране на нефт тя се използва за разделяне на суровия нефт в неговите съставни фракции.

В този смисъл се използва за получаване и преработка на природен газ, който се добива в тези промишлени процеси. В допълнение, той се използва в химически заводи и нефтохимични процеси за преработка на вещества като фенол или формалдехид.

- Използва се в криогенни инсталации за разделяне на въздух за разграждане на въздуха в атмосферата в основните му съставки.

- Фракционна дестилация се използва за обезсоляване на морска вода.

- В лабораторен мащаб се използва за пречистване на реагенти и продукти, като например за получаване на циклопентадиен чрез дестилация на търговски дициклопентадиен.

- Използва се за рециклиране на разтворители, които вече са били използвани, чрез пречистване чрез тази техника.

Примери

Фракционна дестилация на петрол

В случая на нефт фракционната дестилация се извършва в оборудване с огромни размери, наречени дестилационни кули, които емулират фракциониращи колони и са специално проектирани за разделяне на суров нефт в различни разрези или потоци според неговия обхват. кипене.

Този диапазон на кипене се отнася до обхвата на точките на кипене на всяка отделна фракция, тъй като те са смеси от въглеводороди с различни компоненти и следователно имат различни точки на кипене.

Преди да влезе в дестилационната кула, суровият нефт се нагрява до температура от около 400 ° С, за да се изпари това вещество и то се отделя в колоната в увеличаващ се ред на обхвата на кипене.

По този начин най-летливите разфасовки като газове (пропан, бутан…), бензин и нафта се намират в горната част на колоната и докато се спуска, се откриват "по-тежки" потоци, като смазочни материали или остатъчни компоненти.

Някои фракции, извлечени от кулата (като бензин), се добавят и подобряват за по-късна комерсиализация; други разфасовки като дизела се използват като фураж или гориво за други процеси в индустрията.

Други токове като остатъчни вещества се въвеждат в други процеси, които ги разделят на съставните им части и им дават други приложения, или тяхната търговска стойност се увеличава.

Препратки

1. Wikipedia. (SF). Фракционна дестилация. Възстановено от en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Химия, Девето издание. Мексико: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Дестилация. Извлечено от britannica.com
4. LibreTexts. (SF). Фракционна дестилация. Възстановено от chem.libretexts.org
5. Kelter, PB, Mosher, MD, и Scott, A. (2008). Химия: Практическата наука. Получено от books.google.co.ve
6. Би Би Си. (SF). Фракционна дестилация. Възстановено от bbc.co.uk