Fraksjonell destillasjon: Prosess, applikasjoner

Fraksjonell destillasjon er en fysisk prosess som emulerer den enkle destillasjonsteknikken, basert på artens kokepunkt, og brukes til å skille homogene blandinger av flere stoffer som er i flytende fase eller heterogene blandinger av flytende fast type ikke flyktig

I denne forstand innebærer metoden for fraksjonert destillasjon fordamping av flytende arter, kondensering av de mest flyktige arter i økende rekkefølge av kokpunktet og den påfølgende oppsamling av stoffet som i utgangspunktet ønsket å oppnås.

Det er en metode som i århundrer i menneskelige sivilisasjoner brukes på en rudimentær måte. Destillasjonens effektivitet gjør det mulig å fortsette å bli brukt i dag både på industriområdet og i laboratoriene.

Prinsippet for denne teknikken brukes i et stort antall applikasjoner i ulike fagområder eller industri.

prosessen

Som angitt ovenfor består fraksjonell destillasjon i separeringen av en oppløsning i dets bestanddeler som er i flytende tilstand, basert på forskjellen mellom kokpunktene og blir anvendt når denne forskjellen er mindre enn ca. 25 ° C.

På denne måten, når en blanding blir plassert i oppvarming hvis kokepunkt er forskjellig, vil det oppnås en dampfase, når den når koktemperaturen til den mest flyktige komponenten, som hovedsakelig inneholder dette stoffet i begynnelsen.

Da temperaturen fortsetter å stige, og etter hvert som tiden går, oppstår flere sykdommer av fordampning og kondensasjon kontinuerlig (hver syklus kalles "teoretisk tallerken"), inntil bestanddelen med lavest kokepunkt kommer først opp.

I hver syklus akkumulerer sammensetningen av dampfasen funnet i kolonnen en større mengde av den høyere volatilitetskomponent, hvorved dette stoffet i det vesentlige er i ren tilstand når det når toppen av fraksjoneringskolonnen.

Fraksjonalt destillasjonsutstyr

I laboratoriene brukes en enhet som består av en flaske- eller glassdestillasjonskule, hvor løsningen plassert direkte i oppvarming er plassert. Innenfor denne ballongen er noen kokende steiner plassert for å kontrollere denne prosessen.

Denne kolven kobles til en fraksjoneringskolonne ved hjelp av en treveis-kontakt, hvor kolonnens lengde bestemmer hvor fullstendig destillasjonen vil være.

Det er jo jo lengre kolonnen, jo mer effektiv separasjonen vil være. I tillegg er det nødvendig med et termometer for å registrere temperaturen mens tiden går, slik at destillasjonsprosessen er under kontroll.

Også den indre strukturen i kolonnen er utformet for å simulere flere påfølgende enkle destillasjoner, som skjer fordi dampen stiger gradvis gjennom kolonnen, kondenserer midlertidig i øvre del og stiger igjen på en gjentatt måte.

Deretter kobles utløpet til denne kolonnen til en kondensator som forårsaker avkjøling av dampen i det separerte og rensede stoffet.

Dette lagres i en bestemt beholder for å samle den, øker temperaturen igjen til kokingpunktet til neste komponent, den nest mest volatile, gjentar prosessen beskrevet, hvor hver komponent er lagret i en bestemt beholder for den.

søknader

Å være en av de viktigste og mest brukte metodene ved separering av flytende blandinger, har denne fysiske separasjonsteknikken mange fordeler som observeres i det store antallet applikasjoner som er gitt både i industrien og i laboratoriet.

- Begynn med industriell skala bruk av fraksjonert destillasjon, i petroleum raffinering anlegg er det brukt i separasjon av råolje i de brøkdelene som komponerer den.

I denne forstand er det vant til å skaffe og behandle naturgassen som trekkes ut i disse industrielle prosessene. I tillegg brukes den i kjemiske anlegg og petrokjemiske prosesser for behandling av stoffer som fenol eller formaldehyd.

- Den brukes i kryogene luft separasjonsanlegg for å dekomponere luft fra atmosfæren i hovedbestanddelene.

- Fraksjonell destillasjon brukes til avsalting av sjøvann.

- På laboratorieskalaen brukes den til rensing av reagenser og produkter, som for eksempel ved fremstilling av cyklopentadien ved destillasjon av kommersielt dicyklopentadien.

- Det brukes til å resirkulere løsningsmidler som allerede er brukt, gjennom rensing gjennom denne teknikken.

Fraksjonell destillasjon av petroleum

Når det gjelder olje, utføres den brøkdelte destillasjonen i stort utstyr, kalt destillasjonstårn, som etterligner fraksjonskolonnene og er konstruert spesielt for separasjon av råolje i forskjellige kutt eller strømmer i henhold til deres rekkevidde koking.

Dette kokeområde angir rekkevidden av kokepunktene i hver enkelt fraksjon, fordi de er blandinger av hydrokarboner med forskjellige komponenter og derfor har forskjellige kokepunkter.

Før du går inn i destillasjonstårnet, oppvarmes råoljen til en temperatur på ca. 400 ° C for å fordampe dette stoffet og skilles i kolonnen i økende rekkefølge av kokeområdet.

På denne måten er de mest flyktige kuttene som gass (propan, butan ...), bensin og nafta i den øvre delen av kolonnen, og når du kommer ned finner du de mest "tunge" strømene, som smøremidler eller resterende komponenter.

Noen fraksjoner ekstrahert fra tårnet (som bensin) tilsettes og forbedres for senere kommersialisering; Andre kutt som diesel brukes som drivstoff eller fôr til andre prosesser i bransjen.

Andre strømninger som resterende stoffer blir introdusert i andre prosesser som skiller dem i deres bestanddeler og gir dem andre bruksområder, eller øker kommersiell verdi.