ФРАКЦИОННАЯ ПЕРЕГОНКА: ПРОЦЕСС, ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2025

Фракционная перегонка представляет собой физический процесс , который эмулирует метод простой перегонки , основанный на точке кипения вида используются для разделения смесей однородного типа различных веществ , присутствующих в жидкости или смеси фаз гетерогенной жидкость-твердое тело типа не летучий.

В этом смысле метод фракционной перегонки включает испарение жидких частиц, конденсацию наиболее летучих частиц в порядке возрастания их точки кипения и последующий сбор вещества, которое изначально желательно было получить.

Этот метод веками использовался человеческими цивилизациями в зачаточном состоянии. Эффективность дистилляции позволяет продолжать использовать ее сегодня как в промышленных, так и в лабораторных условиях.

Принцип этого метода используется в большом количестве приложений в различных областях науки и промышленности.

Процесс фракционной перегонки

Фракционная перегонка состоит из разделения раствора на составляющие, находящиеся в жидком состоянии, на основе разницы между их точками кипения и применяется, когда эта разница составляет менее примерно 25 ° C.

Таким образом, когда смесь, точки кипения которой значительно различаются, подвергается нагреванию, когда достигается температура кипения наиболее летучих компонентов, образуется паровая фаза, которая вначале будет в основном содержать это вещество.

Затем, по мере того, как температура продолжает повышаться и с течением времени, непрерывно происходят несколько циклов испарения и конденсации (каждый цикл известен как «теоретическая тарелка»), пока первым не появится компонент с самой низкой точкой кипения.

В каждом цикле в составе паровой фазы, находящейся в колонне, накапливается большее количество компонента с наивысшей летучестью, поэтому это вещество по существу находится в чистом состоянии, когда достигает верха колонны фракционирования.

Оборудование для фракционной перегонки

В лабораториях используется оборудование, состоящее, в первую очередь, из стеклянной колбы или перегонной колбы, в которую помещается раствор, который помещается непосредственно под нагрев. Внутри воздушного шара помещено несколько кипящих камней, чтобы контролировать этот процесс.

Эта колба присоединяется к ректификационной колонне через трехгорлое соединение, где длина колонны определяет, насколько полной будет дистилляция.

То есть, чем длиннее столбец, тем эффективнее будет разделение. Кроме того, требуется термометр для регистрации температуры с течением времени, чтобы можно было контролировать процесс дистилляции.

Точно так же внутренняя структура колонны спроектирована так, чтобы моделировать несколько последовательных простых перегонок, что происходит из-за того, что пар постепенно поднимается вверх по колонне, временно конденсируется вверху и многократно поднимается.

Далее выход этой колонны соединяется с конденсатором, который вызывает охлаждение паров отделенного и очищенного вещества.

Он хранится в специальном контейнере для его сбора, снова повышая температуру до достижения точки кипения следующего компонента, второго по летучести, повторяя описанный процесс, в котором каждый компонент хранится в определенном для него контейнере.

Приложения

Будучи одним из наиболее важных и широко используемых методов разделения жидких смесей, этот метод физического разделения имеет много преимуществ, которые наблюдаются в большом количестве применений, которые были применены как в промышленности, так и в лаборатории.

- Начиная с промышленного использования фракционной перегонки, на нефтеперерабатывающих предприятиях она используется для разделения сырой нефти на составляющие ее фракции.

В этом смысле он используется для получения и обработки природного газа, добываемого в этих промышленных процессах. Кроме того, он используется на химических заводах и в нефтехимических процессах для обработки таких веществ, как фенол или формальдегид.

- Он используется в криогенных воздухоразделительных установках для разложения воздуха в атмосфере на его основные составляющие.

- Фракционная перегонка используется для опреснения морской воды.

- В лабораторном масштабе он используется для очистки реагентов и продуктов, например, для получения циклопентадиена путем перегонки промышленного дициклопентадиена.

- Он используется для рециркуляции растворителей, которые уже использовались, путем очистки с помощью этого метода.

Примеры

Фракционная перегонка нефти

В случае нефти фракционная перегонка осуществляется в оборудовании огромных размеров, называемом дистилляционными колоннами, которые имитируют фракционирующие колонны и специально разработаны для разделения сырой нефти на различные фракции или потоки в соответствии с их диапазоном. кипения.

Этот интервал кипения относится к интервалу температур кипения каждой отделенной фракции, поскольку они представляют собой смеси углеводородов с разными компонентами и, следовательно, имеют разные точки кипения.

Перед поступлением в дистилляционную колонну сырая нефть нагревается до температуры примерно 400 ° C, чтобы испарить это вещество, и она отделяется в колонне в порядке возрастания диапазона ее кипения.

Таким образом, наиболее летучие фракции, такие как газы (пропан, бутан …), бензин и нафта, находятся в верхней части колонны, и по мере ее опускания обнаруживаются «более тяжелые» потоки, такие как смазочные материалы или остаточные компоненты.

Некоторые фракции, извлеченные из колонны (например, бензин), добавляются и улучшаются для дальнейшей коммерциализации; другие фракции, такие как дизельное топливо, используются в качестве сырья или топлива для других процессов в отрасли.

Другие потоки, такие как остаточные вещества, вводятся в другие процессы, которые разделяют их на составляющие и дают им другое применение, или их коммерческая ценность увеличивается.

Ссылки

1. Wikipedia. (SF). Фракционная перегонка. Получено с en.wikipedia.org
2. Чанг, Р. (2007). Химия, Девятое издание. Мексика: Макгроу-Хилл.
3. Британника, Э. (nd). Дистилляция. Получено с britannica.com
4. LibreTexts. (SF). Фракционная перегонка. Восстановлено с сайта chem.libretexts.org
5. Келтер, ПБ, Мошер, доктор медицины, и Скотт, А. (2008). Химия: Практическая наука. Получено с books.google.co.ve
6. BBC. (SF). Фракционная перегонка. Получено с bbc.co.uk