FRAKCIONĒTĀ DESTILĀCIJA: PROCESS, LIETOJUMI - ĶĪMIJA - 2025

Frakcionēti destilācija ir fizisks process, kas līdzinās paņēmiens vienkāršu destilāciju, pamatojoties uz vārīšanās punktam sugas, ko izmanto, lai atdalītu maisījumiem viendabīgas tipa dažādu vielu prezentēt šķidrums vai maisījumi fāzes neviendabīgu šķidrums-cietā tipa nav gaistošs.

Šajā ziņā frakcionētās destilācijas metode ietver šķidro sugu iztvaicēšanu, nepastāvīgāko sugu kondensāciju to viršanas temperatūras pieaugošā secībā un sekojošu vielas savākšanu, kuru sākotnēji bija vēlams iegūt.

Tā ir metode, ko gadsimtiem ilgi cilvēka civilizācijās izmanto rudimentārā veidā. Destilācijas efektivitāte ļauj to turpināt izmantot mūsdienās gan rūpniecībā, gan laboratorijās.

Šīs tehnikas princips tiek izmantots daudzos pielietojumos dažādās zinātnes vai rūpniecības jomās.

Frakcionēts destilācijas process

Frakcionētā destilācija sastāv no šķīduma atdalīšanas tā sastāvdaļās, kas ir šķidrā stāvoklī, pamatojoties uz starpību starp to viršanas punktiem un piemērojot, ja šī starpība ir mazāka par aptuveni 25 ° C.

Tādējādi, maisot, kura viršanas temperatūra ievērojami atšķiras, tiek uzkarsēts, kad ir sasniegta gaistošāko sastāvdaļu viršanas temperatūra, veidosies tvaika fāze, kas sākumā galvenokārt saturēs šo vielu.

Pēc tam, temperatūrai turpinot pieaugt un laika gaitā, nepārtraukti notiek vairāki iztvaikošanas un kondensācijas cikli (katru ciklu sauc par “teorētisko plāksni”), līdz vispirms parādās sastāvdaļa ar zemāko viršanas temperatūru.

Katrā ciklā kolonnā atrastā tvaika fāzes uzbūve uzkrāj lielāku komponenta daudzumu ar visaugstāko nepastāvību, tāpēc šī viela, nonākot frakcionēšanas kolonnas augšdaļā, būtībā ir tīrā stāvoklī.

Frakcionētās destilācijas iekārtas

Laboratorijās izmanto aprīkojumu, kas vispirms sastāv no stikla kolbas vai destilācijas kolbas, kurā ievieto šķīdumu, kurš tiek tieši uzkarsēts. Lai kontrolētu šo procesu, šajā balonā ir ievietoti daži verdoši akmeņi.

Kolbu ar trīs kakla savienotāju pievieno frakcionēšanas kolonnai, kur kolonnas garums nosaka destilācijas pabeigšanu.

Tas ir, jo garāka kolonna, jo efektīvāka būs atdalīšana. Turklāt temperatūras reģistrēšanai laika gaitā ir nepieciešams termometrs, lai varētu kontrolēt destilācijas procesu.

Tāpat kolonnas iekšējā struktūra ir veidota, lai simulētu vairākas secīgas vienkāršas destilācijas, kas notiek tāpēc, ka tvaiks pakāpeniski paceļas kolonnā, īslaicīgi kondensējas augšpusē un atkārtoti paceļas.

Pēc tam šīs kolonnas izeja ir savienota ar kondensatoru, kas atdalītās un attīrītās vielas tvaikus atdziest.

To uzglabā īpašā traukā, lai to savāktu, atkal palielinot temperatūru, līdz tiek sasniegta nākamā komponenta viršanas temperatūra, kas ir otrs nepastāvīgākais, atkārtojot aprakstīto procesu, kurā katrs komponents tiek glabāts īpašā tam paredzētajā traukā.

Lietojumprogrammas

Tā kā šai fizikālās atdalīšanas metodei ir viena no vissvarīgākajām un plaši izmantotajām metodēm šķidro maisījumu atdalīšanai, tai ir daudz priekšrocību, kas novērojama daudzos pielietojumos, kas ir doti gan rūpniecībā, gan laboratorijā.

- Sākot ar frakcionētas destilācijas rūpnieciskiem izmantojumiem, naftas pārstrādes uzņēmumos to izmanto jēlnaftas atdalīšanai tās sastāvdaļās.

Šajā nozīmē to izmanto, lai iegūtu un pārstrādātu dabasgāzi, ko iegūst šajos rūpniecības procesos. Turklāt to izmanto ķīmiskās rūpnīcās un petroķīmiskajos procesos tādu vielu kā fenols vai formaldehīds pārstrādei.

- To izmanto kriogēnās gaisa atdalīšanas iekārtās, lai sadalītu gaisu atmosfērā tā galvenajās sastāvdaļās.

- Jūras ūdens atsāļošanai izmanto frakcionētu destilāciju.

- Laboratorijas mērogā to izmanto reaģentu un produktu attīrīšanā, piemēram, ciklopentadiēna iegūšanai, destilējot komerciālo diciklopentadiēnu.

- To izmanto jau izmantoto šķīdinātāju pārstrādei, veicot attīrīšanu ar šo paņēmienu.

Piemēri

Naftas frakcionētā destilācija

Eļļas gadījumā frakcionēto destilāciju veic ar milzīgu izmēru iekārtām, ko sauc par destilācijas torņiem, kas atdarina frakcionēšanas kolonnas un ir īpaši izstrādāti jēlnaftas atdalīšanai dažādos griezumos vai plūsmās atbilstoši tās diapazonam. vārot.

Šis viršanas diapazons attiecas uz katras atdalītās frakcijas viršanas punktu diapazonu, jo tie ir ogļūdeņražu maisījumi ar dažādiem komponentiem, un tāpēc tiem ir atšķirīgs viršanas punkts.

Pirms iekļūšanas destilācijas tornī jēlnaftu karsē līdz aptuveni 400 ° C temperatūrai, lai iztvaicētu šo vielu, un to atdala kolonnā pieaugošā secībā pēc viršanas diapazona.

Tādā veidā kolonnas augšējā daļā atrodas nepastāvīgākie griezumi, piemēram, gāzes (propāns, butāns …), benzīns un ligroīns, un, nokāpjot no tā, tiek atrasti “smagāki” straumi, piemēram, smērvielas vai atlikušās sastāvdaļas.

Dažas no torņa iegūtās frakcijas (piemēram, benzīns) tiek pievienotas un uzlabotas vēlākai komercializēšanai; citus izcirtņus, piemēram, dīzeļdegvielu, izmanto kā barību vai degvielu citiem procesiem nozarē.

Citos procesos tiek ieviestas citas strāvas, piemēram, atlieku vielas, kas tās sadala sastāvdaļās un piešķir tām citus lietojumus, vai arī to komerciālā vērtība tiek palielināta.

Atsauces

1. Wikipedia. (sf). Frakcionēta destilācija. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org
2. Čans, R. (2007). Ķīmija, devītais izdevums. Meksika: Makgreivs.
3. Britannica, E. (nd). Destilācija. Izgūts no britannica.com
4. LibreTexts. (sf). Frakcionēta destilācija. Atgūts no chem.libretexts.org
5. Kelters, PB, Moshers, MD, un Skots, A. (2008). Ķīmija: praktiskā zinātne. Iegūts no books.google.co.ve
6. BBC. (sf). Frakcionēta destilācija. Atgūts no bbc.co.uk