FRAKTIONIERTE DESTILLATION: VERFAHREN, ANWENDUNGEN - CHEMIE - 2025

Die fraktionierte Destillation ist ein physikalischer Prozess, der die Technik der einfachen Destillation basierend auf dem Siedepunkt der Spezies nachahmt, die verwendet wird, um Gemische vom homogenen Typ verschiedener Substanzen zu trennen, die in flüssigen oder Mischphasen heterogenen flüssig-festen Typen vorliegen nicht flüchtig.

In diesem Sinne beinhaltet das fraktionierte Destillationsverfahren das Verdampfen der flüssigen Spezies, die Kondensation der flüchtigsten Spezies in aufsteigender Reihenfolge ihres Siedepunkts und das anschließende Sammeln der Substanz, die ursprünglich erhalten werden sollte.

Es ist eine Methode, die seit Jahrhunderten in menschlichen Zivilisationen auf rudimentäre Weise angewendet wird. Die Effizienz der Destillation ermöglicht es, sie auch heute noch in Industrie- und Laborumgebungen einzusetzen.

Das Prinzip dieser Technik wird in einer Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft oder Industrie angewendet.

Fraktionierter Destillationsprozess

Die fraktionierte Destillation besteht aus der Trennung einer Lösung in ihre Bestandteile, die sich im flüssigen Zustand befinden, basierend auf der Differenz zwischen ihren Siedepunkten und angewendet, wenn diese Differenz weniger als ungefähr 25 ° C beträgt.

Wenn also ein Gemisch, dessen Siedepunkte sich erheblich unterscheiden, erhitzt wird und die Siedetemperatur der flüchtigsten Komponente erreicht wird, bildet sich eine Dampfphase, die zu Beginn meist diese Substanz enthält.

Wenn dann die Temperatur weiter ansteigt und die Zeit vergeht, treten kontinuierlich mehrere Verdampfungs- und Kondensationszyklen auf (jeder Zyklus wird als "theoretische Platte" bezeichnet), bis zuerst der Bestandteil mit dem niedrigsten Siedepunkt austritt.

In jedem Zyklus akkumuliert die Konstitution der in der Säule gefundenen Dampfphase eine größere Menge der Komponente mit der höchsten Flüchtigkeit, weshalb diese Substanz im Wesentlichen in ihrem reinen Zustand ist, wenn sie den Kopf der Fraktionierungssäule erreicht.

Fractional Destillation Equipment

In Laboratorien werden Geräte verwendet, die an erster Stelle aus einem Kolben oder Destillationskolben aus Glas bestehen, in den die Lösung gegeben wird, die direkt unter Erhitzen gestellt wird. In diesen Ballon werden einige kochende Steine ​​gelegt, um diesen Prozess zu steuern.

Dieser Kolben ist über einen Dreihalsverbinder an einer Fraktionierungskolonne befestigt, wobei die Länge der Kolonne bestimmt, wie vollständig die Destillation sein wird.

Das heißt, je länger die Säule ist, desto effektiver ist die Trennung. Zusätzlich ist ein Thermometer erforderlich, um die Temperatur über die Zeit aufzuzeichnen, damit der Destillationsprozess gesteuert werden kann.

Ebenso ist die innere Struktur der Kolonne so ausgelegt, dass mehrere aufeinanderfolgende einfache Destillationen simuliert werden, was geschieht, weil der Dampf allmählich die Kolonne hinauf steigt, vorübergehend oben kondensiert und wiederholt aufsteigt.

Als nächstes wird der Auslass dieser Säule mit einem Kondensator verbunden, der bewirkt, dass der Dampf der abgetrennten und gereinigten Substanz abkühlt.

Dieses wird in einem bestimmten Behälter gespeichert, um es zu sammeln, wobei die Temperatur erneut erhöht wird, bis der Siedepunkt der nächsten Komponente erreicht ist, der zweitflüchtigsten, und der beschriebene Vorgang wiederholt wird, bei dem jede Komponente in einem bestimmten Behälter für sie gelagert wird.

Anwendungen

Diese physikalische Trenntechnik ist eine der wichtigsten und am weitesten verbreiteten Methoden zur Trennung flüssiger Gemische und bietet viele Vorteile, die bei der Vielzahl von Anwendungen beobachtet werden, die sowohl in der Industrie als auch im Labor durchgeführt wurden.

- Ausgehend von den industriellen Anwendungen der fraktionierten Destillation wird in Ölraffinerieanlagen Rohöl in seine Fraktionen aufgeteilt.

In diesem Sinne wird damit Erdgas gewonnen und verarbeitet, das in diesen industriellen Prozessen gewonnen wird. Darüber hinaus wird es in Chemiefabriken und petrochemischen Prozessen zur Verarbeitung von Substanzen wie Phenol oder Formaldehyd eingesetzt.

- Es wird in kryogenen Luftzerlegungsanlagen verwendet, um die Luft in der Atmosphäre in ihre Hauptbestandteile zu zerlegen.

- Die fraktionierte Destillation dient zur Entsalzung von Meerwasser.

- Im Labormaßstab wird es zur Reinigung von Reagenzien und Produkten verwendet, beispielsweise zur Gewinnung von Cyclopentadien durch Destillation von handelsüblichem Dicyclopentadien.

- Es wird verwendet, um bereits verwendete Lösungsmittel durch Reinigung durch diese Technik zu recyceln.

Beispiele

Fraktionierte Destillation von Erdöl

Im Falle von Öl wird die fraktionierte Destillation in Geräten mit enormen Abmessungen durchgeführt, die als Destillationstürme bezeichnet werden und Fraktionierungssäulen emulieren und speziell für die Trennung von Rohöl in verschiedenen Schnitten oder Strömen je nach Reichweite ausgelegt sind. Sieden.

Dieser Siedebereich bezieht sich auf den Bereich der Siedepunkte jeder abgetrennten Fraktion, da es sich um Gemische von Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlichen Komponenten handelt und daher unterschiedliche Siedepunkte aufweisen.

Vor dem Eintritt in den Destillationsturm wird das Rohöl auf eine Temperatur von ca. 400 ° C erhitzt, um diese Substanz zu verdampfen, und es wird in aufsteigender Reihenfolge seines Siedebereichs in der Kolonne abgetrennt.

Auf diese Weise befinden sich die flüchtigsten Schnitte wie Gase (Propan, Butan …), Benzin und Naphtha im oberen Teil der Säule, und beim Abstieg werden die „schwereren“ Ströme wie Schmiermittel oder Restbestandteile gefunden.

Einige aus dem Turm extrahierte Fraktionen (wie z. B. Benzin) werden hinzugefügt und zur späteren Vermarktung verbessert. Andere Schnitte wie Diesel werden als Futtermittel oder Kraftstoff für andere Prozesse in der Industrie verwendet.

Andere Ströme wie Reststoffe werden in andere Prozesse eingeführt, die sie in ihre Bestandteile trennen und ihnen andere Verwendungszwecke geben, oder ihr kommerzieller Wert wird erhöht.

Verweise

1. Wikipedia. (sf). Fraktionierte Destillation. Von en.wikipedia.org wiederhergestellt
2. Chang, R. (2007). Chemie, 9. Auflage. Mexiko: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Destillation. Von britannica.com abgerufen
4. LibreTexts. (sf). Fraktionierte Destillation. Von chem.libretexts.org wiederhergestellt
5. Kelter, PB, Mosher, MD und Scott, A. (2008). Chemie: Die praktische Wissenschaft. Erhalten von books.google.co.ve
6. BBC. (sf). Fraktionierte Destillation. Von bbc.co.uk wiederhergestellt