FRACTIONAL DISTILLATION: PROSESO, APLIKASYON - CHEMISTRY - 2025

Ang fractional distillation ay isang pisikal na proseso na nagpapasaya sa pamamaraan na simpleng pag-distillation batay sa kumukulo na punto ng mga species na ginagamit upang paghiwalayin ang mga mixtures ng homogenous na uri ng iba't ibang mga sangkap na naroroon sa likido o mixtures phase heterogenous na likido-solid na uri hindi pabagu-bago ng isip.

Sa ganitong kahulugan, ang fractional distillation na pamamaraan ay nagsasangkot ng pagsingaw ng mga likidong species, ang paghalay ng pinaka pabagu-bago na species sa pagtaas ng pagkakasunud-sunod ng kanilang punto sa kumukulo at ang kasunod na koleksyon ng mga sangkap na una nais na makuha.

Ito ay isang pamamaraan na ginamit para sa mga siglo sa mga sibilisasyon ng tao sa isang hindi maayos na paraan. Ang kahusayan ng pag-distillation ay nagbibigay-daan sa ito upang magpatuloy na magamit ngayon sa parehong mga setting ng pang-industriya at laboratoryo.

Ang prinsipyo ng pamamaraang ito ay ginagamit sa isang malaking bilang ng mga aplikasyon sa iba't ibang larangan ng agham o industriya.

Praktikal na proseso ng distillation

Ang Fractional distillation ay binubuo ng paghihiwalay ng isang solusyon sa mga nasasakupan nito na nasa estado ng likido, batay sa pagkakaiba sa pagitan ng kanilang mga punto ng kumukulo at inilalapat kapag ang pagkakaiba na ito ay mas mababa sa humigit-kumulang 25 ° C.

Kaya, kapag ang isang halo na ang mga punto ng kumukulo ay magkakaiba-iba ay inilalagay sa ilalim ng pag-init, kapag ang temperatura ng kumukulo ng pinaka pabagu-bago na bahagi ay naabot, isang phase ng singaw ay bubuo, na karamihan ay naglalaman ng sangkap na ito sa simula.

Pagkatapos, habang ang temperatura ay patuloy na tumaas at habang lumilipas ang oras, maraming mga siklo ng pagsingaw at paghalay ay patuloy na nangyayari (ang bawat siklo ay kilala bilang isang "theoretical plate"), hanggang sa ang nasasakupan na may pinakamababang punto ng kumukulo ay unang lumabas.

Sa bawat pag-ikot, ang konstitusyon ng phase ng singaw na natagpuan sa haligi ay nag-iipon ng isang mas malaking dami ng sangkap na may pinakamataas na pagkasumpungin, kung bakit ang sangkap na ito ay mahalagang sa dalisay nitong estado kapag naabot nito ang tuktok ng haligi ng pagkahati.

Fractional distillation na kagamitan

Sa mga laboratoryo, ginagamit ang kagamitan na binubuo sa unang lugar ng isang flask o distillation flask na gawa sa baso, kung saan inilalagay ang solusyon na inilalagay nang direkta sa pagpainit. Ang ilang mga kumukulong bato ay inilalagay sa loob ng lobo na ito upang makontrol ang prosesong ito.

Ang flask na ito ay nakalakip sa isang haligi ng pagkahati sa pamamagitan ng isang three-neck connector, kung saan ang haba ng haligi ay tumutukoy kung paano makumpleto ang paglilinis.

Iyon ay, mas mahaba ang haligi, mas mabisa ang paghihiwalay. Bilang karagdagan, ang isang thermometer ay kinakailangan upang maitala ang temperatura sa paglipas ng panahon, upang ang proseso ng distillation ay maaaring kontrolado.

Gayundin, ang panloob na istraktura ng haligi ay idinisenyo upang gayahin ang ilang sunud-sunod na mga simpleng pag-distillation, na nangyayari dahil ang singaw ay unti-unting tumataas sa haligi, pansamantalang nakikinig sa tuktok at paulit-ulit na tumataas.

Susunod, ang labasan ng haligi na ito ay konektado sa isang pampalapot na nagiging sanhi ng singaw ng pinaghiwalay at purong sangkap na lumalamig.

Ito ay nakaimbak sa isang tukoy na lalagyan upang makolekta ito, pagtaas ng temperatura muli hanggang sa maabot ang kumukulo na punto ng susunod na sangkap, ang pangalawang pinaka pabagu-bago, na paulit-ulit ang proseso na inilarawan, kung saan ang bawat sangkap ay nakaimbak sa isang tiyak na lalagyan para dito.

Aplikasyon

Ang pagiging isa sa pinakamahalaga at malawakang ginagamit na pamamaraan sa paghihiwalay ng mga likidong pinaghalong, ang pamamaraang pisikal na paghihiwalay na ito ay maraming mga benepisyo na sinusunod sa malaking bilang ng mga aplikasyon na ibinigay sa industriya at sa laboratoryo.

- Simula sa pang-industriya-scale na paggamit ng fractional distillation, sa mga pasilidad ng pagpipino ng langis ginagamit ito upang paghiwalayin ang langis ng krudo sa mga bahagi ng bahagi nito.

Sa kahulugan na ito, ginagamit ito upang makuha at iproseso ang natural gas na nakuha sa mga prosesong pang-industriya. Bilang karagdagan, ginagamit ito sa mga halaman ng kemikal at mga proseso ng petrochemical para sa pagproseso ng mga sangkap tulad ng phenol o formaldehyde.

- Ginagamit ito sa mga halaman ng cryogenic air paghihiwalay upang mabulok ang hangin sa kapaligiran sa mga pangunahing nasasakupan nito.

- Ang fractional distillation ay ginagamit para sa desalination ng dagat.

- Sa isang scale ng laboratoryo, ginagamit ito sa paglilinis ng mga reagents at mga produkto, tulad ng pagkuha ng cyclopentadiene sa pamamagitan ng pag-distill ng komersyal na dicy encyclopedia.

- Ginagamit ito upang i-recycle ang mga solvent na ginamit na, sa pamamagitan ng paglilinis sa pamamagitan ng pamamaraang ito.

Mga halimbawa

Fractional distillation ng petrolyo

Sa kaso ng langis, ang fractional distillation ay isinasagawa sa kagamitan ng napakalaking sukat, na tinatawag na distillation tower, na ginagaya ang mga haligi ng pagkahati at partikular na idinisenyo para sa paghihiwalay ng langis ng krudo sa iba't ibang pagbawas o daloy ayon sa saklaw nito. kumukulo.

Ang saklaw ng kumukulo na ito ay tumutukoy sa hanay ng mga kumukulong punto ng bawat hiwalay na bahagi, dahil ang mga ito ay mga mixtures ng hydrocarbons na may iba't ibang mga sangkap at, samakatuwid, ay may iba't ibang mga punto ng kumukulo.

Bago ipasok ang distillation tower, ang langis ng krudo ay pinainit sa isang temperatura na humigit-kumulang 400 ° C, upang mai-vaporize ang sangkap na ito at nahihiwalay ito sa haligi sa pagtaas ng pagkakasunud-sunod ng saklaw ng kumukulo.

Sa ganitong paraan, ang pinaka-pabagu-bago ng pagbawas tulad ng mga gas (propane, butane …), ang gasolina at naphtha ay nasa itaas na bahagi ng haligi, at habang bumababa ito, natagpuan ang "mas mabigat" na mga agos, tulad ng mga pampadulas o natitirang bahagi.

Ang ilang mga praksiyon na nakuha mula sa tore (tulad ng gasolina) ay idinagdag at napabuti para sa pag-komersyo sa ibang pagkakataon; ang iba pang mga pagbawas tulad ng diesel ay ginagamit bilang feed o gasolina para sa iba pang mga proseso sa loob ng industriya.

Ang iba pang mga alon tulad ng nalalabi na sangkap ay ipinakilala sa iba pang mga proseso na naghihiwalay sa kanila sa kanilang mga nasasakupan at nagbibigay sa kanila ng iba pang mga gamit, o nadagdagan ang kanilang komersyal na halaga.

Mga Sanggunian

1. Wikipedia. (sf). Fractional distillation. Nabawi mula sa en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemistry, Pang-siyam na edisyon. Mexico: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Pagwawakas. Nakuha mula sa britannica.com
4. LibreTexts. (sf). Fractional distillation. Nabawi mula sa chem.libretexts.org
5. Kelter, PB, Mosher, MD, at Scott, A. (2008). Chemistry: Ang Praktikal na Agham. Nakuha mula sa books.google.co.ve
6. BBC. (sf). Fractional distillation. Nabawi mula sa bbc.co.uk