FRAKČNÁ DESTILÁCIA: PROCES, APLIKÁCIE - CHÉMIA - 2025

Frakčnej destilácie je fyzikálny proces, ktorý emuluje technika jednoduchú destiláciou založenú na teplote varu použitého druhu, sa používa na oddelenie zmesi homogénneho typu rôznych látok obsiahnutých v kvapalnej fáze, alebo zmesi heterogénnych kvapalina-pevná látka typu nie prchavé.

V tomto zmysle metóda frakčnej destilácie zahrnuje odparovanie kvapalných látok, kondenzáciu najprchavejších druhov v rastúcom poradí ich bodu varu a následný zber látky, ktorá sa mala pôvodne získať.

Je to metóda používaná po stáročia v ľudských civilizáciách základným spôsobom. Účinnosť destilácie umožňuje, aby sa naďalej používala v priemyselnom aj laboratórnom prostredí.

Princíp tejto techniky sa používa vo veľkom počte aplikácií v rôznych vedných odboroch alebo priemysle.

Proces frakčnej destilácie

Frakčná destilácia spočíva v rozdelení roztoku na jeho zložky, ktoré sú v kvapalnom stave, na základe rozdielu medzi ich bodmi varu a uplatňuje sa, keď je tento rozdiel menší ako približne 25 ° C.

Ak sa teda zmes, ktorej teploty varu sa značne líšia, uvedie do zahrievania, keď sa dosiahne teplota varu najprchavejšej zložky, vytvorí sa plynná fáza, ktorá bude túto látku väčšinou obsahovať na začiatku.

Potom, ako teplota neustále stúpa a ako časom plynie, opakovane dochádza k niekoľkým cyklom odparovania a kondenzácie (každý cyklus je známy ako „teoretická doska“), až kým sa najskôr neobjaví zložka s najnižším bodom varu.

V každom cykle sa v zložení vodnej fázy nachádzajúcej sa v kolóne akumuluje väčšie množstvo zložky s najvyššou prchavosťou, a preto je táto látka v podstate v čistom stave, keď dosiahne vrchol frakcionačnej kolóny.

Zariadenia na frakčnú destiláciu

V laboratóriách sa používa zariadenie, ktoré pozostáva v prvom rade z banky alebo destilačnej banky zo skla, v ktorej je roztok umiestnený a ktorý je umiestnený priamo pod zahrievanie. Vo vnútri tohto balóna je umiestnených niekoľko vriacich kameňov na riadenie tohto procesu.

Táto banka sa pripojí k frakcionačnej kolóne pomocou trojhrdlovej spojky, kde dĺžka kolóny určuje, ako bude destilácia úplná.

To znamená, že čím dlhší bude stĺpec, tým bude separácia účinnejšia. Okrem toho je potrebný teplomer na zaznamenávanie teploty v priebehu času, aby bolo možné riadiť destilačný proces.

Podobne je vnútorná štruktúra kolóny navrhnutá tak, aby simulovala niekoľko po sebe idúcich jednoduchých destilácií, ku ktorým dochádza, pretože para postupne stúpa po kolóne, dočasne kondenzuje na vrchu a opakovane stúpa.

Ďalej je výstup z tejto kolóny spojený s kondenzátorom, ktorý spôsobuje ochladenie pary separovanej a vyčistenej látky.

To je uložené v špecifickej nádobe na jej zhromaždenie, pričom sa teplota opäť zvyšuje, až kým nedosiahne bod varu ďalšej zložky, druhej najprchavejšej látky, a opakuje opísaný proces, v ktorom je každá zložka pre ňu uložená v špecifickej nádobe.

aplikácia

Ako jedna z najdôležitejších a najpoužívanejších metód na separáciu kvapalných zmesí má táto technika fyzikálnej separácie mnoho výhod, ktoré sa pozorujú pri veľkom počte aplikácií, ktoré boli poskytnuté v priemysle aj v laboratóriu.

- Začína sa frakčnou destiláciou v priemyselnom meradle a v rafinériách ropy sa používa na rozdelenie ropy na jednotlivé zložky.

V tomto zmysle sa používa na získavanie a spracovanie zemného plynu extrahovaného v týchto priemyselných procesoch. Okrem toho sa používa v chemických závodoch a petrochemických procesoch na spracovanie látok, ako je fenol alebo formaldehyd.

- Používa sa v kryogénnych zariadeniach na separáciu vzduchu na rozloženie vzduchu v atmosfére na jeho hlavné zložky.

- Frakčná destilácia sa používa na odsoľovanie morskej vody.

- V laboratórnom meradle sa používa pri čistení reagencií a produktov, napríklad pri získavaní cyklopentadiénu destiláciou komerčného dicyklopentadiénu.

- Používa sa na recykláciu rozpúšťadiel, ktoré sa už použili, čistením pomocou tejto techniky.

Príklady

Frakčná destilácia ropy

V prípade ropy sa frakčná destilácia vykonáva v zariadeniach s obrovskými rozmermi, ktoré sa nazývajú destilačné veže, ktoré emulujú frakcionačné kolóny a sú osobitne navrhnuté na separáciu ropy v rôznych častiach alebo prúdoch podľa jej rozsahu. vriaci.

Tento rozsah teplôt varu sa vzťahuje na rozsah teplôt varu každej oddelenej frakcie, pretože ide o zmesi uhľovodíkov s rôznymi zložkami, a preto majú rôzne teploty varu.

Pred vstupom do destilačnej veže sa ropa zahreje na teplotu približne 400 ° C, aby sa táto látka odparila, a v kolóne sa oddeľuje v rastúcom poradí v rozmedzí jej teploty varu.

Týmto spôsobom sú najviac prchavé zvyšky, ako sú plyny (propán, bután…), benzín a benzín v hornej časti kolóny, a keď klesá, nachádzajú sa „ťažšie“ prúdy, ako sú mazadlá alebo zvyškové zložky.

Niektoré frakcie extrahované z veže (napríklad benzín) sa pridávajú a vylepšujú pre neskoršiu komercializáciu; iné kusy, ako je nafta, sa používajú ako palivo alebo palivo pre iné procesy v priemysle.

Ostatné prúdy, ako sú zvyškové látky, sa zavádzajú do iných procesov, ktoré ich delia na ich zložky a poskytujú im iné použitie alebo sa zvyšuje ich komerčná hodnota.

Referencie

1. Wikipedia. (SF). Frakčná destilácia. Obnovené z en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chémia, deviate vydanie. Mexiko: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Destilácie. Zdroj: britannica.com
4. LibreTexts. (SF). Frakčná destilácia. Obnovené z chem.libretexts.org
5. Kelter, PB, Mosher, MD, a Scott, A. (2008). Chémia: Praktická veda. Získané z kníh.google.co.ve
6. BBC. (SF). Frakčná destilácia. Získané z bbc.co.uk