DESTYLACJA FRAKCYJNA: PROCES, ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2026

Destylację frakcyjną jest proces fizyczny, który emuluje technika destylacji prostej w oparciu o temperaturze wrzenia gatunku wykorzystywane do rozdzielania mieszaniny jednorodne z różnych substancji zawartych w fazie ciekłej lub heterogenicznej mieszaniny ciało stałe-ciecz typu nie lotny.

W tym sensie metoda destylacji frakcjonowanej obejmuje odparowanie ciekłych substancji, kondensację najbardziej lotnych substancji w kolejności rosnącej ich temperatury wrzenia i późniejsze zebranie substancji, której początkowo pożądano.

Jest to metoda stosowana od wieków w elementarny sposób w cywilizacjach ludzkich. Skuteczność destylacji pozwala na jej dalsze stosowanie do dziś, zarówno w warunkach przemysłowych, jak i laboratoryjnych.

Zasada tej techniki jest wykorzystywana w wielu zastosowaniach w różnych dziedzinach nauki lub przemysłu.

Proces destylacji frakcyjnej

Destylacja frakcyjna polega na rozdzieleniu roztworu na składniki, które są w stanie ciekłym, w oparciu o różnicę między ich temperaturami wrzenia i jest stosowana, gdy różnica ta jest mniejsza niż około 25 ° C.

Tak więc, gdy mieszanina o znacznie różniących się temperaturach wrzenia jest poddawana ogrzewaniu, po osiągnięciu temperatury wrzenia najbardziej lotnego składnika utworzy się faza parowa, która na początku będzie zawierać głównie tę substancję.

Następnie, wraz ze wzrostem temperatury i upływem czasu, nieustannie zachodzą liczne cykle parowania i kondensacji (każdy cykl nazywany jest „półką teoretyczną”), aż składnik o najniższej temperaturze wrzenia wyłoni się jako pierwszy.

W każdym cyklu konstytucja fazy gazowej znajdująca się w kolumnie gromadzi większą ilość składnika o największej lotności, dlatego substancja ta jest zasadniczo w stanie czystym, gdy osiąga szczyt kolumny frakcjonującej.

Sprzęt do destylacji frakcyjnej

W laboratoriach stosuje się sprzęt składający się w pierwszej kolejności z kolby lub kolby destylacyjnej wykonanej ze szkła, w której umieszcza się roztwór, który umieszcza się bezpośrednio pod ogrzewaniem. W balonie umieszcza się kilka wrzących kamieni, aby kontrolować ten proces.

Kolba ta jest podłączona do kolumny frakcjonującej za pomocą trójszyjnego łącznika, gdzie długość kolumny określa, jak kompletna będzie destylacja.

Oznacza to, że im dłuższa kolumna, tym skuteczniejsza będzie separacja. Ponadto wymagany jest termometr do rejestrowania temperatury w czasie, aby można było kontrolować proces destylacji.

Podobnie konstrukcja wewnętrzna kolumny jest zaprojektowana tak, aby symulować kilka następujących po sobie prostych destylacji, co dzieje się, ponieważ para stopniowo unosi się w górę kolumny, tymczasowo skrapla się na górze i podnosi się wielokrotnie.

Następnie wylot tej kolumny jest połączony ze skraplaczem, który powoduje schłodzenie pary oddzielonej i oczyszczonej substancji.

Jest on przechowywany w określonym pojemniku w celu jego zebrania, ponownie podnosząc temperaturę, aż do osiągnięcia temperatury wrzenia następnego składnika, drugiego najbardziej lotnego, powtarzając opisany proces, w którym każdy składnik jest przechowywany w określonym dla niego pojemniku.

Aplikacje

Będąc jedną z najważniejszych i najszerzej stosowanych metod rozdzielania ciekłych mieszanin, ta technika fizycznego rozdzielania ma wiele zalet, które można zaobserwować w wielu zastosowaniach zarówno w przemyśle, jak iw laboratorium.

- Począwszy od zastosowań na skalę przemysłową destylacji frakcyjnej, w rafineriach ropy naftowej służy do rozdzielania ropy naftowej na frakcje składowe.

W tym sensie służy do pozyskiwania i przetwarzania gazu ziemnego wydobywanego w tych procesach przemysłowych. Ponadto znajduje zastosowanie w zakładach chemicznych i procesach petrochemicznych do przetwarzania takich substancji jak fenol czy formaldehyd.

- Jest stosowany w kriogenicznych instalacjach rozdzielania powietrza do rozkładu powietrza atmosferycznego na jego główne składniki.

- Destylacja frakcyjna służy do odsalania wody morskiej.

- W skali laboratoryjnej jest stosowany do oczyszczania odczynników i produktów, np. Do otrzymywania cyklopentadienu poprzez destylację handlowego dicyklopentadienu.

- Służy do recyklingu rozpuszczalników, które zostały już użyte, poprzez oczyszczanie tą techniką.

Przykłady

Destylacja frakcyjna ropy naftowej

W przypadku ropy destylacja frakcjonowana prowadzona jest w urządzeniach o ogromnych wymiarach, zwanych wieżami destylacyjnymi, które naśladują kolumny frakcjonujące i są specjalnie zaprojektowane do separacji ropy naftowej w różnych frakcjach lub strumieniach zgodnie z jej zasięgiem. wrzenie.

Ten zakres wrzenia odnosi się do zakresu temperatur wrzenia każdej oddzielonej frakcji, ponieważ są to mieszaniny węglowodorów z różnymi składnikami, a zatem mają różne temperatury wrzenia.

Ropa naftowa przed wejściem do wieży destylacyjnej jest podgrzewana do temperatury około 400 ° C w celu odparowania tej substancji i jest oddzielana w kolumnie w kolejności rosnącej zakresu wrzenia.

W ten sposób najbardziej lotne frakcje, takie jak gazy (propan, butan…), benzyna i nafta, znajdują się w górnej części kolumny, a gdy opada, znajdują się „cięższe” strumienie, takie jak smary lub pozostałości.

Niektóre frakcje wydobyte z wieży (takie jak benzyna) są dodawane i ulepszane do późniejszej komercjalizacji; inne frakcje, takie jak olej napędowy, są wykorzystywane jako pasza lub paliwo do innych procesów w przemyśle.

Inne prądy, takie jak substancje resztkowe, są wprowadzane w innych procesach, które rozdzielają je na składniki i nadają im inne zastosowania, lub ich wartość handlowa wzrasta.

Bibliografia

1. Wikipedia. (sf). Destylacja frakcyjna. Odzyskany z en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemia, wydanie dziewiąte. Meksyk: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Destylacja. Pobrane z britannica.com
4. LibreTexts. (sf). Destylacja frakcyjna. Odzyskany z chem.libretexts.org
5. Kelter, PB, Mosher, MD i Scott, A. (2008). Chemia: praktyczna nauka. Uzyskane z books.google.co.ve
6. BBC. (sf). Destylacja frakcyjna. Odzyskany z bbc.co.uk