Decartilarea fracțională: proces, aplicații
Decaplasarea fracționată este un proces fizic care emulează tehnica de distilare simplă, bazată pe punctul de fierbere al speciei și utilizată pentru a separa amestecuri omogene de mai multe substanțe care sunt în fază lichidă sau amestecuri heterogene de tip lichid-solid nu volatile
În acest sens, metoda de distilare fracționată implică evaporarea speciilor lichide, condensarea celor mai volatile specii în ordinea crescătoare a punctului lor de fierbere și colectarea ulterioară a substanței care a fost dorită inițial a fi obținută.
Este o metodă folosită timp de secole în civilizațiile umane într-un mod rudimentar. Eficiența distilației permite continuarea utilizării în zilele noastre atât în domeniul industrial, cât și în laboratoare.
Principiul acestei tehnici este folosit într-un număr mare de aplicații în diferite domenii ale științei sau industriei.
proces
După cum sa arătat mai sus, distilarea fracționată constă în separarea unei soluții în constituenții ei care sunt în stare lichidă, pe baza diferenței dintre punctele lor de fierbere și aplicată atunci când această diferență este mai mică de aproximativ 25 ° C.
În acest fel, atunci când un amestec este plasat în încălzire ale cărui puncte de fierbere diferă considerabil, la atingerea temperaturii de fierbere a componentei celei mai volatile va fi formată o fază de vapori care va conține în mare parte această substanță la început.
Apoi, pe măsură ce temperatura continuă să crească și pe măsură ce trece timpul, apar mai multe cicluri de evaporare și condensare (fiecare ciclu este cunoscut sub denumirea de "placă teoretică"), până când componenta cu punctul cel mai scăzut de fierbere apare mai întâi.
În fiecare ciclu, constituirea fazei de vapori găsită în coloană acumulează o cantitate mai mare din componenta de volatilitate mai mare, prin care această substanță este, în esență, în starea sa pură, când ajunge la partea superioară a coloanei de fracționare.
Echipamente de distilare fracționată
În laboratoare se utilizează un dispozitiv care constă, în primul rând, dintr-un balon sau dintr-o bilă de distilare din sticlă, în care este plasată soluția directă în încălzire. În acest balon sunt plasate câteva pietre de fierbere pentru a controla acest proces.
Acest balon este cuplat la o coloană de fracționare prin intermediul unui conector cu trei căi, unde lungimea coloanei determină cât de completă va fi distilarea.
Adică, cu cât este mai lungă coloana, cu atât este mai eficientă separarea. În plus, este necesar un termometru pentru înregistrarea temperaturii în timp ce timpul este în desfășurare, astfel încât este posibil ca procesul de distilare să fie controlat.
De asemenea, structura internă a coloanei este concepută pentru a simula mai multe distilări simple succesive, ceea ce se întâmplă deoarece aburul se ridică treptat prin coloană, se condensează temporar în partea superioară și se ridică din nou într-o manieră repetată.
Apoi, ieșirea din această coloană este conectată la un condensator care determină răcirea vaporilor substanței separate și purificate.
Acesta este stocat într-un container specific pentru a-l colecta, crescând din nou temperatura până la atingerea punctului de fierbere al următoarei componente, al doilea cel mai volatil, repetând procesul descris, în care fiecare componentă este stocată într-un container specific pentru el.
aplicații
Fiind una dintre cele mai importante și cele mai utilizate metode de separare a amestecurilor lichide, această tehnică de separare fizică are multe beneficii care se observă în numărul mare de aplicații care au fost date atât în industrie cât și în laborator.
- Începând cu utilizarea la scară industrială a distilării fracționare, în instalațiile de rafinare a petrolului se utilizează la separarea țițeiului în fracțiunile care îl compun.
În acest sens, este utilizat pentru obținerea și prelucrarea gazului natural extras în aceste procese industriale. În plus, este utilizat în fabrici chimice și procese petrochimice pentru prelucrarea substanțelor cum ar fi fenolul sau formaldehida.
- Se folosește în instalațiile criogenice de separare a aerului pentru a descompune aerul din atmosferă în componentele sale principale.
- Distilarea fracțională este utilizată pentru desalinizarea apei de mare.
- La scară de laborator, se utilizează în purificarea reactivilor și produselor, cum ar fi producerea de ciclopentadienă prin distilarea diciclopentadienelor comerciale.
- Se utilizează pentru reciclarea solvenților care au fost deja utilizați, prin purificarea prin această tehnică.
Decarțirea fracționată a petrolului
În cazul uleiului, distilarea fracționată se efectuează în echipamente uriașe, numite turnuri de distilare, care imită coloanele de fracționare și sunt concepute special pentru separarea țițeiului în diferite tăieturi sau curenți în funcție de gama lor de fierbere.
Acest interval de fierbere se referă la intervalul punctelor de fierbere ale fiecărei fracțiuni separate, deoarece acestea sunt amestecuri de hidrocarburi cu componente diferite și, prin urmare, au diferite puncte de fierbere.
Înainte de a intra în turnul de distilare, uleiul brut este încălzit la o temperatură de aproximativ 400 ° C, pentru a vaporiza această substanță și pentru a fi separat în coloană în ordinea crescătoare a intervalului de fierbere.
În acest fel, în partea superioară a coloanei se găsesc cele mai volatile bucăți, cum ar fi gazele (propan, butan ...), benzină și nafta, iar pe măsură ce coborâți, veți găsi curenții cei mai grei, cum ar fi lubrifianții sau componentele reziduale.
Unele fracțiuni extrase din turn (cum ar fi benzina) sunt adăugate și îmbunătățite pentru comercializarea ulterioară; alte tipuri de titei, cum ar fi motorina, sunt folosite drept combustibil sau furaje pentru alte procese din cadrul industriei.
Alți curenți, cum ar fi substanțele reziduale, sunt introduși în alte procese care le separă din nou în constituenții lor și le dau alte utilizări sau își măresc valoarea comercială.
