FRAKCIONÁLT DESZTILLÁCIÓ: ELJÁRÁS, ALKALMAZÁSOK - KÉMIA - 2025

A frakcionált desztilláció olyan fizikai folyamat, amely az egyszerű desztillációt emulálja, amely a fajok forráspontja alapján folyadékban lévő különféle anyagok homogén típusainak keverékeit vagy heterogén folyadék-szilárd típusú keverékeket választja szét. nem illékony.

Ebben az értelemben a frakcionált desztillációs módszer magában foglalja a folyékony fajok elpárologtatását, a leginkább illékony fajok kondenzálását forráspontjaik növekvõ sorrendjében és az anyag késõbbi összegyûjtését, amelyet eredetileg elõállítani kívántak.

Ez egy módszer, amelyet évszázadok óta használnak az emberi civilizációkban, kezdetleges módon. A desztilláció hatékonysága lehetővé teszi annak továbbra is alkalmazását mind ipari, mind laboratóriumi körülmények között.

Ennek a módszernek az elvét számos alkalmazásban alkalmazzák a tudomány vagy az ipar különféle területein.

Frakcionált desztilláció

A frakcionált desztilláció azt jelenti, hogy egy oldatot folyékony állapotú alkotóelemeire szétválasztanak a forráspontjuk közötti különbség alapján, és akkor alkalmazzák, amikor ez a különbség kb. 25 ° C alatt van.

Így ha egy keveréket, amelynek forráspontja jelentősen különbözik, hevítésre helyezzük, amikor a leginkább illékony alkotóelem forráspontja eléri a hőmérsékletet, gőzfázis képződik, amely főleg ezt az anyagot tartalmazza az elején.

Ezután a hőmérséklet emelkedésével és az idő múlásával folyamatosan több párolgási és kondenzációs ciklus fordul elő (mindegyik ciklust "elméleti lemeznek" nevezzük), mindaddig, amíg a legalacsonyabb forráspontú alkotóelem előbb nem merül fel.

Az egyes ciklusokban az oszlopban található gőzfázis összetétele nagyobb mennyiségű összetevőt halmoz fel a legnagyobb illékonysággal, ezért az anyag lényegében tiszta állapotban van, amikor eléri a frakcionáló oszlop tetejét.

Frakcionált desztillációs berendezés

A laboratóriumokban olyan berendezést használnak, amely elsősorban egy üvegből készült lombikot vagy desztilláló lombikot tartalmaz, amelybe az oldatot helyezik, és amelyet közvetlenül hevítnek. Néhány forró követ helyezünk a ballonba a folyamat ellenőrzése céljából.

Ezt a lombikot háromnyakú csatlakozón keresztül frakcionáló oszlophoz erősítik, ahol az oszlop hossza határozza meg, hogy a desztilláció milyen teljes lesz.

Vagyis minél hosszabb az oszlop, annál hatékonyabb lesz az elválasztás. Ezen felül hőmérőre van szükség a hőmérséklet időbeli rögzítéséhez, hogy a desztillációs folyamat ellenőrizhető legyen.

Hasonlóképpen, az oszlop belső szerkezetét több egymást követő egyszerű desztilláció szimulálására tervezték, ami azért történik, mert a gőz fokozatosan megemelkedik az oszlopon, ideiglenesen kondenzálódik a tetején és többször is felmegy.

Ezután az oszlop kimenete egy kondenzátorhoz van csatlakoztatva, amely lehűti az elválasztott és tisztított anyag gőzét.

Ezt egy speciális tartályban tárolják, hogy összegyűjtse, és a hőmérsékletet ismét megemelve addig, amíg el nem éri a következő, a második leginkább illékony komponens forráspontját, megismételve a leírt eljárást, amelyben az egyes összetevőket egy meghatározott tartályban tárolják.

Alkalmazások

Mivel az egyik legfontosabb és legszélesebb körben alkalmazott módszer a folyékony keverékek szétválasztására, ennek a fizikai elválasztási módszernek számos előnye van, amely megfigyelhető számos alkalmazás esetében, amelyeket mind az iparban, mind a laboratóriumban alkalmaztak.

- A frakcionált desztilláció ipari méretű felhasználásától kezdve az olajfinomító létesítményekben a nyersolajat szétválasztják az alkotórészekre.

Ebben az értelemben az ipari folyamatok során kinyert földgáz előállítására és feldolgozására használják. Ezen felül vegyipari üzemekben és petrolkémiai eljárásokban használják olyan anyagok feldolgozására, mint például a fenol vagy a formaldehid.

- Kriogén levegő elválasztó üzemekben használják a légkörben lévő levegő lebontására a fő alkotóelemeire.

- A frakcionált desztillációt a tengervíz sótalanítására használják.

- Laboratóriumi méretekben használják reagensek és termékek tisztításához, például ciklopentadién előállításához a kereskedelemben kapható diciklopentadién desztillációjával.

- A már használt oldószerek újrahasznosítására szolgál, ezen a technikán keresztül történő tisztítás útján.

Példák

A kőolaj frakcionált desztillációja

Az olaj esetében a frakcionált desztillációt hatalmas méretekben, desztillációs tornyoknak nevezett berendezésekben hajtják végre, amelyek frakcionálási oszlopokat emulálnak, és amelyeket kifejezetten a nyersolaj elválasztására különféle darabokban vagy folyamokban a tartománya szerint alakítottak ki. forró.

Ez a forrástartomány az elválasztott frakciók forráspontjának tartományára vonatkozik, mivel ezek szénhidrogének keverékei különböző összetevőkkel, és ezért eltérő forráspontúak.

A desztillációs toronyba való belépés előtt a nyersolajat körülbelül 400 ° C hőmérsékletre melegítjük az anyag párologtatásához, és az oszlopban szétválasztjuk forrástartományának növekvő sorrendjében.

Ily módon a leginkább illékony darabok, mint például a gázok (propán, bután…), a benzin és a benzin az oszlop felső részében vannak, és amint leereszkedik, a „nehezebb” áramok találhatók, például kenőanyagok vagy maradék komponensek.

Néhány, a toronyból kivont frakciót (például benzint) adunk hozzá és tovább fejlesztjük a későbbi forgalomba hozatal céljából; más darabokat, például a dízelolajat, takarmányként vagy üzemanyagként használnak az ipar más folyamatainál.

Más folyamatok, például a maradék anyagok bevezetése más folyamatokba történik, amelyek elkülönítik őket alkotóelemeikbe és más felhasználást adnak nekik, vagy megnövekszik azok kereskedelmi értéke.

Irodalom

1. Wikipedia. (Sf). Frakcionált desztilláció. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről
2. Chang, R. (2007). Kémia, kilencedik kiadás. Mexikó: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (második). Lepárlás. Visszakeresve a britannica.com webhelyről
4. LibreTexts. (Sf). Frakcionált desztilláció. Helyreállítva a chem.libretexts.org webhelyről
5. Kelter, PB, Mosher, MD és Scott, A. (2008). Kémia: Gyakorlati tudomány. A (z) books.google.co webhelyről szerezhető be
6. BBC. (Sf). Frakcionált desztilláció. Helyreállítva a bbc.co.uk-tól