FRAKTIONERET DESTILLATION: PROCES, APPLIKATIONER - KEMI - 2025

Den fraktionerede destillation er en fysisk proces, der emulerer teknikken simpel destillation baseret på kogepunktet af de arter, der bruges til at adskille blandinger af homogen type forskellige stoffer til stede i flydende eller blandinger fase heterogene væske-faststof typen ikke flygtig.

I denne forstand involverer den fraktionerede destillationsmetode fordampningen af ​​den flydende art, kondensationen af ​​de mest flygtige arter i stigende rækkefølge af deres kogepunkt og den efterfølgende opsamling af det stof, der oprindeligt ønskedes at blive opnået.

Det er en metode, der blev brugt i århundreder i menneskelige civilisationer på en rudimentær måde. Destillationens effektivitet gør det muligt at fortsætte med at blive brugt i dag i både industrielle og laboratorieindstillinger.

Princippet for denne teknik bruges i et stort antal applikationer inden for forskellige videnskabelige eller industrielle områder.

Fraktioneret destillationsproces

Fraktioneret destillation består af adskillelsen af ​​en opløsning i dens bestanddele, der er i flydende tilstand, baseret på forskellen mellem deres kogepunkter og anvendes, når denne forskel er mindre end ca. 25 ° C.

Når en blanding, hvis kogepunkter adskiller sig markant, placeres under opvarmning, når kogetemperaturen for den mest flygtige komponent nås, dannes en dampfase, som for det meste vil indeholde dette stof i begyndelsen.

Når temperaturen derefter fortsætter med at stige, og når tiden går, forekommer der kontinuerligt flere fordampnings- og kondensationscyklusser (hver cyklus er kendt som en "teoretisk plade"), indtil den bestanddel med det laveste kogepunkt først kommer frem.

I hver cyklus akkumuleres sammensætningen af ​​dampfasen, der findes i søjlen, en større mængde af komponenten med den højeste flygtighed, hvorfor dette stof i det væsentlige er i sin rene tilstand, når det når toppen af ​​fraktioneringskolonnen.

Fraktionsdestillationsudstyr

I laboratorier bruges udstyr, der i første omgang består af en kolbe eller destillationskolbe lavet af glas, hvor opløsningen er placeret, som placeres direkte under opvarmning. Et par kogende sten er placeret inde i denne ballon for at kontrollere denne proces.

Denne kolbe er fastgjort til en fraktioneringskolonne via et trehalset stik, hvor søjlens længde bestemmer, hvor fuldstændig destillationen vil være.

Det vil sige, at jo længere søjlen er, jo mere effektiv er separationen. Derudover kræves et termometer for at registrere temperaturen over tid, så destillationsprocessen kan styres.

Ligeledes er den indre struktur i søjlen designet til at simulere adskillige på hinanden følgende enkle destillationer, hvilket sker, fordi dampen gradvist stiger op i søjlen, kondenseres midlertidigt øverst og stiger gentagne gange.

Dernæst forbindes udløbet fra denne søjle til en kondensator, der får dampen til det separerede og rensede stof til at køle ned.

Dette opbevares i en specifik beholder for at opsamle den, hvorefter temperaturen igen øges, indtil det når kogepunktet for den næste komponent, den anden mest flygtige, idet den gentagne fremgangsmåde gentages, hvori hver komponent opbevares i en specifik beholder til den.

Applikationer

Som en af ​​de vigtigste og mest anvendte metoder til adskillelse af flydende blandinger har denne fysiske adskillelsesteknik mange fordele, der observeres i det store antal anvendelser, der er blevet givet både i industrien og i laboratoriet.

- Fra industriel brug af fraktioneret destillation bruges det i olieraffineringsanlæg til at adskille råolie i dets komponentfraktioner.

I denne forstand bruges det til at opnå og forarbejde naturgas, der ekstraheres i disse industrielle processer. Derudover bruges det i kemiske planter og petrokemiske processer til behandling af stoffer såsom fenol eller formaldehyd.

- Det bruges i kryogene luftseparationsanlæg til at nedbryde luften i atmosfæren i dens hovedbestanddele.

- Fraktioneret destillation bruges til afsaltning af havvand.

- På laboratorieskala bruges det til oprensning af reagenser og produkter, såsom til opnåelse af cyclopentadien gennem destillation af kommerciel dicyclopentadien.

- Det bruges til at genanvende opløsningsmidler, der allerede er blevet brugt, gennem oprensning gennem denne teknik.

eksempler

Fraktioneret destillation af olie

Når det gælder olie, udføres fraktioneret destillation i udstyr med enorme dimensioner, kaldet destillationstårne, der emulerer fraktioneringskolonner og er specielt designet til adskillelse af råolie i forskellige udskæringer eller vandløb alt efter dets rækkevidde. kogning.

Dette kogningsområde henviser til området for kogepunkterne for hver separeret fraktion, da de er blandinger af kulbrinter med forskellige komponenter og derfor har forskellige kogepunkter.

Inden man går ind i destillationstårnet, opvarmes råolien til en temperatur på cirka 400 ° C for at fordampe dette stof, og det adskilles i søjlen i stigende rækkefølge for dets kogningsområde.

På denne måde er de mest flygtige udskæringer såsom gasser (propan, butan…), benzin og nafta i den øverste del af søjlen, og når den falder ned, findes de "tungere" vandløb, såsom smøremidler eller restkomponenter.

Nogle fraktioner ekstraheret fra tårnet (såsom benzin) tilsættes og forbedres til senere kommercialisering; andre nedskæringer såsom diesel bruges som foder eller brændstof til andre processer i branchen.

Andre strømme såsom reststoffer introduceres i andre processer, der adskiller dem i deres bestanddele og giver dem andre anvendelser, eller deres kommercielle værdi øges.

Referencer

1. Wikipedia. (Sf). Fraktioneret destillation. Gendannet fra en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Kemi, niende udgave. Mexico: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Destillation. Hentet fra britannica.com
4. LibreTexts. (Sf). Fraktioneret destillation. Gendannes fra chem.libretexts.org
5. Kelter, PB, Mosher, MD, og ​​Scott, A. (2008). Kemi: Praktisk videnskab. Erhvervet fra books.google.co.ve
6. BBC. (Sf). Fraktioneret destillation. Gendannes fra bbc.co.uk