GEFRACTIONEERDE DESTILLATIE: PROCES, TOEPASSINGEN - CHEMIE - 2026

De gefractioneerde destillatie is een fysisch proces dat de techniek van eenvoudige destillatie nabootst op basis van het kookpunt van de soort die wordt gebruikt om mengsels van homogene soorten van verschillende stoffen die aanwezig zijn in vloeibare of mengsels fase heterogene vloeistof-vaste stof te scheiden niet vluchtig.

In die zin omvat de gefractioneerde destillatiemethode de verdamping van de vloeibare soorten, de condensatie van de meest vluchtige soorten in oplopende volgorde van hun kookpunt en de daaropvolgende verzameling van de stof die aanvankelijk gewenst was te worden verkregen.

Het is een methode die al eeuwenlang op een rudimentaire manier in menselijke beschavingen wordt gebruikt. Door de efficiëntie van destillatie kan het vandaag de dag worden gebruikt in zowel industriële als laboratoriumomgevingen.

Het principe van deze techniek wordt gebruikt in een groot aantal toepassingen in verschillende wetenschapsgebieden of industrie.

Gefractioneerd destillatieproces

Gefractioneerde destillatie bestaat uit het scheiden van een oplossing in de bestanddelen die zich in vloeibare toestand bevinden, gebaseerd op het verschil tussen hun kookpunten en toegepast wanneer dit verschil kleiner is dan ongeveer 25 ° C.

Wanneer dus een mengsel waarvan de kookpunten aanzienlijk verschillen, wordt verhit, zal bij het bereiken van de kooktemperatuur van de meest vluchtige component een dampfase ontstaan ​​die deze stof in het begin meestal zal bevatten.

Vervolgens, naarmate de temperatuur blijft stijgen en naarmate de tijd verstrijkt, vinden continu meerdere cycli van verdamping en condensatie plaats (elke cyclus staat bekend als een "theoretische plaat"), totdat het bestanddeel met het laagste kookpunt als eerste tevoorschijn komt.

In elke cyclus accumuleert de samenstelling van de dampfase in de kolom een ​​grotere hoeveelheid van de component met de hoogste vluchtigheid, en daarom is deze stof in wezen in zijn zuivere toestand wanneer hij de top van de fractioneringskolom bereikt.

Gefractioneerde destillatieapparatuur

In laboratoria wordt apparatuur gebruikt die in de eerste plaats bestaat uit een kolf of destillatiekolf van glas, waarin de oplossing wordt geplaatst, die direct onder verwarming wordt geplaatst. In deze ballon worden een paar kokende stenen geplaatst om dit proces te beheersen.

Deze kolf is via een driehalsconnector aan een fractioneringskolom bevestigd, waarbij de lengte van de kolom bepaalt hoe volledig de destillatie zal zijn.

Dat wil zeggen, hoe langer de kolom, hoe effectiever de scheiding zal zijn. Daarnaast is een thermometer nodig om de temperatuur in de tijd vast te leggen, zodat het destillatieproces kan worden gecontroleerd.

Evenzo is de interne structuur van de kolom ontworpen om verschillende opeenvolgende eenvoudige destillaties te simuleren, wat gebeurt doordat de stoom geleidelijk de kolom stijgt, tijdelijk aan de bovenkant condenseert en herhaaldelijk stijgt.

Vervolgens wordt de uitlaat van deze kolom aangesloten op een condensor die ervoor zorgt dat de damp van de afgescheiden en gezuiverde stof afkoelt.

Dit wordt opgeslagen in een specifieke container om het op te vangen, waarbij de temperatuur opnieuw wordt verhoogd totdat het kookpunt van de volgende component wordt bereikt, de tweede meest vluchtige, waarbij het beschreven proces wordt herhaald, waarbij elke component wordt opgeslagen in een specifieke container ervoor.

Toepassingen

Als een van de belangrijkste en meest gebruikte methoden bij het scheiden van vloeistofmengsels, heeft deze fysische scheidingstechniek veel voordelen die worden waargenomen bij het grote aantal toepassingen dat zowel in de industrie als in het laboratorium is gegeven.

- Beginnend met het industriële gebruik van gefractioneerde destillatie, wordt het in olieraffinage-installaties gebruikt om ruwe olie in zijn samenstellende fracties te scheiden.

In die zin wordt het gebruikt om aardgas te winnen en te verwerken dat in deze industriële processen wordt gewonnen. Bovendien wordt het gebruikt in chemische fabrieken en petrochemische processen voor de verwerking van stoffen zoals fenol of formaldehyde.

- Het wordt gebruikt in cryogene luchtscheidingsinstallaties om de lucht in de atmosfeer in zijn hoofdbestanddelen te ontbinden.

- Gefractioneerde destillatie wordt gebruikt voor het ontzouten van zeewater.

- Op laboratoriumschaal wordt het gebruikt bij de zuivering van reagentia en producten, zoals bij het verkrijgen van cyclopentadieen door destillatie van commercieel dicyclopentadieen.

- Het wordt gebruikt om oplosmiddelen te recyclen die al zijn gebruikt, door middel van zuivering via deze techniek.

Voorbeelden

Gefractioneerde destillatie van aardolie

In het geval van olie wordt gefractioneerde destillatie uitgevoerd in apparatuur van enorme afmetingen, destillatietorens genaamd, die fractioneringskolommen nabootsen en specifiek ontworpen zijn voor het scheiden van ruwe olie in verschillende delen of stromen volgens het bereik. kokend.

Dit kooktraject verwijst naar het traject van de kookpunten van elke gescheiden fractie, aangezien het mengsels zijn van koolwaterstoffen met verschillende componenten en daarom verschillende kookpunten hebben.

Alvorens de destillatietoren binnen te gaan, wordt de ruwe olie verwarmd tot een temperatuur van ongeveer 400 ° C om deze stof te verdampen en wordt deze in oplopende volgorde van kooktraject in de kolom gescheiden.

Op deze manier bevinden de meest vluchtige delen zoals gassen (propaan, butaan …), benzine en nafta zich in het bovenste deel van de kolom, en tijdens het dalen worden de "zwaardere" stromen aangetroffen, zoals smeermiddelen of restcomponenten.

Sommige fracties die uit de toren worden gehaald (zoals benzine), worden toegevoegd en verbeterd voor latere commercialisering; andere delen zoals diesel worden gebruikt als voeding of brandstof voor andere processen binnen de industrie.

Andere stromen zoals reststoffen worden geïntroduceerd in andere processen die ze in hun bestanddelen scheiden en ze andere toepassingen geven, of hun commerciële waarde wordt verhoogd.

Referenties

1. Wikipedia. (sf). Gefractioneerde destillatie. Opgehaald van en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemistry, negende editie. Mexico: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (zd). Distillatie. Opgehaald van britannica.com
4. LibreTexts. (sf). Gefractioneerde destillatie. Opgehaald van chem.libretexts.org
5. Kelter, PB, Mosher, MD, en Scott, A. (2008). Chemistry: The Practical Science. Opgehaald van books.google.co.ve
6. BBC. (sf). Gefractioneerde destillatie. Opgehaald van bbc.co.uk