Κλασματική διαδικασία απόσταξης, Εφαρμογές



Το κλασματική απόσταξη είναι μια φυσική διαδικασία που εξομοιώνει την απλή τεχνική απόσταξης, με βάση το σημείο βρασμού του είδους και χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό ομοιογενών μειγμάτων αρκετών ουσιών που βρίσκονται σε υγρή φάση ή ετερογενών μειγμάτων υγρού-στερεού μη πτητικού τύπου.

Εδώ, η μέθοδος κλασματική απόσταξη εμπλέκει την εξάτμιση υγρού ειδών, τη συμπύκνωση των πλέον πτητικών ειδών σε αύξουσα τάξη των σημείο βρασμού τους και την επακόλουθη συλλογή της επιθυμητής ουσίας αρχικά ληφθεί.

Είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για αιώνες στους ανθρώπινους πολιτισμούς με έναν στοιχειώδη τρόπο. Η αποτελεσματικότητα της απόσταξης επιτρέπει να συνεχίσει να χρησιμοποιείται αυτή τη στιγμή τόσο στο βιομηχανικό πεδίο όσο και στα εργαστήρια.

Η αρχή αυτής της τεχνικής χρησιμοποιείται σε μεγάλο αριθμό εφαρμογών σε διάφορους τομείς της επιστήμης ή της βιομηχανίας.

Ευρετήριο

  • 1 Διαδικασία
    • 1.1. Εξοπλισμός κλασματικής απόσταξης
  • 2 Εφαρμογές
  • 3 Απόσταξη λαδιού κλασματικής
  • 4 Αναφορές

Διαδικασία

Όπως υποδείχθηκε ανωτέρω, η κλασματική απόσταξη είναι ο διαχωρισμός ενός διαλύματος στα συστατικά τους, που βρέθηκαν σε υγρή κατάσταση, με βάση τη διαφορά μεταξύ των σημείων βρασμού τους και εφαρμόζονται όταν η διαφορά αυτή είναι μικρότερη από 25 ° C..

Έτσι, όταν τοποθετείται σε θέρμανση ενός μίγματος του οποίου βρασμού σημεία διαφέρουν σημαντικά, φθάνοντας στο σημείο ζέσεως του περισσότερο πτητικού συστατικού θα σχηματίζει μία φάση ατμών, τα οποία περιέχουν ως επί το πλείστον την ουσία αυτή αρχικά.

Στη συνέχεια, η θερμοκρασία συνεχίζει να αυξάνεται με το πέρασμα του χρόνου, συνεχώς συμβαίνουν πολλαπλούς κύκλους εξάτμισης και συμπύκνωσης (κάθε κύκλος είναι γνωστή ως «θεωρητική πλάκα»), έως ότου αναδύεται πρώτο συστατικό του κατώτερου σημείου ζέσεως.

Σε κάθε κύκλο η σύσταση της φάσης ατμού είναι στη στήλη συσσωρεύεται ένα υψηλότερο στοιχείο της μεταβλητότητας μεγαλύτερο ποσό, σύμφωνα με την οποία η ουσία είναι ουσιαστικά καθαρή όταν φτάσει στην κορυφή της στήλης κλασματοποίησης.

Εξοπλισμός κλασματικής απόσταξης

Στα εργαστήρια χρησιμοποιείται μια συσκευή, η οποία αποτελείται πρώτα από μια φιάλη ή γυάλινη μπάλα απόσταξης, στην οποία τοποθετείται το διάλυμα που τοποθετείται απευθείας στη θέρμανση. Μέσα σε αυτό το μπαλόνι τοποθετούνται λίγες πέτρες βρασμού για τον έλεγχο αυτής της διαδικασίας.

Αυτή η φιάλη συζεύγνυται σε στήλη κλασματοποίησης μέσω ενός συνδετήρα τριών οδών, όπου το μήκος της στήλης προσδιορίζει πόσο πλήρες θα είναι η απόσταξη.

Δηλαδή, όσο μεγαλύτερη είναι η στήλη, τόσο πιο αποτελεσματικό θα είναι ο διαχωρισμός. Επιπλέον, απαιτείται ένα θερμόμετρο για την καταγραφή της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια του χρόνου, έτσι ώστε να είναι δυνατή η ελεγχόμενη διαδικασία απόσταξης.

Επιπλέον, η εσωτερική δομή της στήλης έχει σχεδιαστεί για την προσομοίωση αρκετές διαδοχικές αποστάξεις απλή, η οποία συμβαίνει επειδή ο ατμός ανεβαίνει σταδιακά τη στήλη, συμπυκνώνεται προσωρινά στην κορυφή και αυξάνεται και πάλι επανειλημμένα.

Στη συνέχεια, η έξοδος αυτής της στήλης συνδέεται με έναν συμπυκνωτή ο οποίος προκαλεί την ψύξη του ατμού της διαχωρισμένης και καθαρισμένης ουσίας.

Αυτό αποθηκεύεται σε ένα ειδικό δοχείο για να το συλλέξει, αυξάνοντας και πάλι την θερμοκρασία μέχρι το σημείο βρασμού του επόμενου συστατικού, το δεύτερο πιο πτητικό, επαναλαμβάνοντας τη διαδικασία που περιγράφεται, στην οποία κάθε συστατικό αποθηκεύεται σε ένα ειδικό δοχείο για αυτό.

Εφαρμογές

Όντας μία από τις σημαντικότερες και ευρύτερα χρησιμοποιούμενες μεθόδους στον διαχωρισμό των υγρών μιγμάτων, αυτή η τεχνική φυσικού διαχωρισμού έχει πολλά οφέλη που παρατηρούνται στον μεγάλο αριθμό εφαρμογών που έχουν δοθεί τόσο στη βιομηχανία όσο και στο εργαστήριο.

- Ξεκινώντας από τις βιομηχανικές χρήσεις της κλασματικής απόσταξης, στις μονάδες διύλισης πετρελαίου χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό του αργού πετρελαίου στα κλάσματα που το συνθέτουν. 

Υπό αυτή την έννοια, χρησιμοποιείται για την απόκτηση και επεξεργασία του φυσικού αερίου που εξάγεται σε αυτές τις βιομηχανικές διεργασίες. Επιπλέον, χρησιμοποιείται σε χημικές εγκαταστάσεις και πετροχημικές διεργασίες για την επεξεργασία ουσιών όπως η φαινόλη ή η φορμαλδεΰδη.

- Χρησιμοποιείται σε μονάδες κρυογονικού διαχωρισμού αέρα για να αποσυνθέσει τον αέρα από την ατμόσφαιρα στα κύρια συστατικά του.

- Κλασματική απόσταξη χρησιμοποιείται είναι για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού.

- Στην εργαστηριακή κλίμακα, χρησιμοποιείται στον καθαρισμό αντιδραστηρίων και προϊόντων, όπως στην παραγωγή κυκλοπενταδιενίου μέσω της απόσταξης εμπορικού δικυκλοπενταδιενίου..

- Χρησιμοποιείται για την ανακύκλωση διαλυτών που έχουν ήδη χρησιμοποιηθεί, μέσω καθαρισμού μέσω αυτής της τεχνικής.

Κλασματική απόσταξη πετρελαίου

Στην περίπτωση του πετρελαίου, η κλασματική απόσταξη πραγματοποιείται σε εξοπλισμό τεράστιες διαστάσεις, που ονομάζεται πύργους απόσταξης, που μιμούνται την κλασματοποίηση στήλες και έχουν σχεδιαστεί ειδικά για τον διαχωρισμό του αργού πετρελαίου σε διάφορα τεμάχια ή ροές ανάλογα με το βαθμό τους βράζει.

Αυτό το εύρος βρασμού αναφέρεται στην περιοχή των σημείων βρασμού κάθε χωριστού κλάσματος, επειδή είναι μείγματα υδρογονανθράκων με διαφορετικά συστατικά και συνεπώς έχουν διαφορετικά σημεία βρασμού.

Πριν από την είσοδο στον πύργο απόσταξης, το ακατέργαστο έλαιο θερμαίνεται σε θερμοκρασία περίπου 400 ° C, για να εξατμιστεί η ουσία αυτή και να διαχωριστεί στη στήλη με αυξανόμενη σειρά της περιοχής βρασμού.

Έτσι, οι πιο πτητικά περικοπές ως αέριο (προπάνιο, βουτάνιο ...), βενζίνης και νάφθας βρίσκονται στην κορυφή της στήλης και καθώς κατεβαίνει είναι «βαρύτερο» ρεύματα, ως λιπαντικά ή υπολειμματικά συστατικά.

Μερικά κλάσματα που εξάγονται από τον πύργο (όπως βενζίνη) προστίθενται και βελτιώνονται για μεταγενέστερη εμπορευματοποίηση. άλλα τεμάχια όπως το ντίζελ χρησιμοποιούνται ως καύσιμα ή ζωοτροφές για άλλες διεργασίες εντός του κλάδου.

Άλλα ρεύματα, όπως οι υπολειμματικές ουσίες, εισάγονται σε άλλες διεργασίες που επαναδιαιρούν τα συστατικά τους και τους δίνουν άλλες χρήσεις ή αυξάνουν την εμπορική τους αξία.

Αναφορές

  1. Wikipedia. (s.f.). Κλασματική απόσταξη. Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Chemistry, Ninth edition. Μεξικό: McGraw-Hill.
  3. Britannica, Ε. (S.f.). Απόσταξη Ανακτήθηκε από britannica.com
  4. LibreTexts. (s.f.). Κλασματική απόσταξη. Ανακτήθηκε από chem.libretexts.org
  5. Kelter, Ρ Β, Mosher, D. Μ and Scott, Α (2008). Χημεία: Η Πρακτική Επιστήμη. Ανακτήθηκε από το books.google.co.ve
  6. BBC (s.f.). Κλασματική απόσταξη. Ανακτήθηκε από bbc.co.uk