Frakčný destilačný proces, aplikácie



frakčnou destiláciou je fyzikálny proces, ktorý emuluje jednoduchú destilačnú techniku ​​na základe teploty varu daného druhu a používa sa na separáciu homogénnych zmesí niekoľkých látok, ktoré sú v kvapalnej fáze alebo v heterogénnych zmesiach neprchavých kvapalných látok..

V tomto zmysle spôsob frakčnej destilácie zahŕňa odparovanie kvapalných látok, kondenzáciu najprchavejších látok v rastúcom poradí podľa ich teploty varu a následný zber látky, ktorá sa pôvodne požadovala..

Je to metóda, ktorá sa už po stáročia používa v ľudských civilizáciách ako základný spôsob. Účinnosť destilácie umožňuje, aby sa v súčasnosti používala v priemyselnom i laboratórnom meradle.

Princíp tejto techniky sa používa vo veľkom počte aplikácií v rôznych oblastiach vedy alebo priemyslu.

index

  • 1 Proces
    • 1.1 Frakčné destilačné zariadenie
  • 2 Aplikácie
  • 3 Frakčná frakčná destilácia
  • 4 Odkazy

proces

Ako je uvedené vyššie, frakčná destilácia spočíva v separácii roztoku v jeho zložkách, ktoré sú v kvapalnom stave, na základe rozdielu medzi ich bodmi varu a aplikujú sa, keď je tento rozdiel menší ako približne 25 ° C..

Týmto spôsobom, keď sa zmes, ktorej teploty varu sa značne líšia, zahreje, po dosiahnutí teploty varu najviac prchavej zložky sa vytvorí plynná fáza, ktorá bude túto látku na začiatku obsahovať hlavne..

Potom, ako teplota neustále stúpa a ako plynie čas, kontinuálne sa vyskytujú viaceré cykly odparovania a kondenzácie (každý cyklus je známy ako "teoretická platňa"), až kým sa najprv nevyskytne najnižšia teplota varu..

V každom cykle akumulácia plynnej fázy, ktorá je v kolóne, akumuluje väčšie množstvo zložky vyššej prchavosti, pre ktorú je táto látka v podstate v čistom stave, keď dosiahne vrchol frakcionačnej kolóny..

Frakčné destilačné zariadenia

V laboratóriách sa používa zariadenie, ktoré pozostáva najprv z banky alebo sklenenej destilačnej gule, v ktorej je umiestnený roztok umiestnený priamo vo vykurovaní. V tomto balóne je umiestnených niekoľko varných kameňov na kontrolu tohto procesu.

Táto banka je spojená s frakčnou kolónou pomocou trojcestného konektora, kde dĺžka kolóny určuje, ako úplná destilácia bude..

Čím dlhší je stĺpec, tým účinnejšie bude oddelenie. Okrem toho je potrebný teplomer na zaznamenávanie teploty počas behu času, aby bolo možné riadiť proces destilácie..

Vnútorná štruktúra kolóny je tiež navrhnutá tak, aby simulovala niekoľko za sebou nasledujúcich jednoduchých destilácií, ku ktorým dochádza, pretože para postupne stúpa cez stĺpec, dočasne kondenzuje v hornej časti a opakovane stúpa..

Ďalej je výstup tohto stĺpca spojený s kondenzátorom, ktorý spôsobuje ochladzovanie pary separovanej a purifikovanej látky.

Toto je uložené v špecifickom kontajneri, aby sa zhromaždilo, čím sa teplota opäť zvýši, až kým nedosiahne bod varu nasledujúcej zložky, druhá naj volatilnejšia, pričom sa opakuje opísaný proces, v ktorom je každá zložka uložená v špecifickom kontajneri pre tento komponent..

aplikácie

Táto fyzikálna separačná technika je jednou z najdôležitejších a najpoužívanejších metód separácie kvapalných zmesí a má mnoho výhod, ktoré sú pozorované vo veľkom počte aplikácií, ktoré boli uvedené v priemysle aj v laboratóriu..

- Počnúc priemyselným použitím frakčnej destilácie, v zariadeniach na rafináciu ropy sa používa na separáciu ropy vo frakciách, ktoré ju tvoria. 

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 rozklad vzduchu z atmosféry do hlavných zložiek.

- Na odsoľovanie morskej vody sa používa frakčná destilácia.

- V laboratórnom merítku sa používa na čistenie činidiel a produktov, ako je napríklad výroba cyklopentadiénu prostredníctvom destilácie komerčného dicyklopentadiénu..

- Používa sa na recykláciu rozpúšťadiel, ktoré sa už použili, prostredníctvom čistenia touto technikou.

Frakčná destilácia ropy

V prípade ropy sa frakčná destilácia vykonáva vo veľkých zariadeniach, nazývaných destilačné veže, ktoré emulujú frakcionačné kolóny a sú určené špeciálne na separáciu ropy v rôznych rezoch alebo prúdoch podľa ich rozsahu. vriacej.

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

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

Týmto spôsobom sa v hornej časti kolóny nachádzajú najprchavejšie rezy, ako sú plyny (propán, bután ...), benzín a nafta, a ako zostupujete, objavíte najviac "ťažkých" prúdov, ako sú mazivá alebo zvyškové zložky..

Niektoré frakcie extrahované z veže (ako je benzín) sa pridajú a zlepšia na neskoršiu komercializáciu; iné kusy, ako napríklad motorová nafta, sa používajú ako palivo alebo krmivo pre iné procesy v rámci odvetvia.

Iné prúdy, ako napríklad zvyškové látky, sa zavádzajú do iných procesov, ktoré ich opätovne rozdeľujú na ich zložky a dávajú im iné spôsoby použitia, alebo zvyšujú ich obchodnú hodnotu..

referencie

  1. Wikipedia. (N. D.). Frakčná destilácia. Zdroj: en.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Chémia, deviate vydanie. Mexiko: McGraw-Hill.
  3. Britannica, E. (s.f.). Destilácie. Získané z britannica.com
  4. LibreTexts. (N. D.). Frakčná destilácia. Zdroj: chem.libretexts.org
  5. Kelter, P. B., Mosher, M. D. a Scott, A. (2008). Chémia: Praktická veda. Zdroj: books.google.co.ve
  6. BBC. (N. D.). Frakčná destilácia. Získané z bbc.co.uk