Fraksiyonel damıtma, bir kimyasaldaki bileşenlerin karışım farklı parçalara (kesir adı verilir) Kaynama noktaları. Fraksiyonel damıtma, kimyasalları saflaştırmak ve bileşenlerini elde etmek için karışımları ayırmak için kullanılır.
Teknik, laboratuvarlarda ve sürecin büyük ticari öneme sahip olduğu endüstride kullanılır. Kimya ve petrol endüstrisi fraksiyonel damıtmaya dayanır.
Nasıl çalışır
Buharlar bir kaynamak çözelti, parçalara ayırma sütunu olarak adlandırılan uzun bir sütun boyunca geçirilir. Kolon, yoğuşma ve buharlaşma için daha fazla yüzey alanı sağlayarak ayırmayı geliştirmek için plastik veya cam boncuklarla doldurulur. Kolonun sıcaklığı, uzunluğu boyunca yavaş yavaş azalır. Kaynama noktası daha yüksek olan bileşenler kolon üzerinde yoğunlaşır ve çözüm; düşük kaynama noktasına sahip bileşenler (daha fazla uçucu) sütunun içinden geçirilir ve üste yakın toplanır.
Teorik olarak, daha fazla boncuk veya plakaya sahip olmak ayrımı geliştirir, ancak plakaların eklenmesi de bir damıtmanın tamamlanması için gereken zamanı ve enerjiyi arttırır.
Ham petrol
Benzin ve diğer birçok kimyasal fraksiyonel damıtma kullanılarak ham petrolden üretilir. Ham yağ buharlaşana kadar ısıtılır. Farklı fraksiyonlar belirli sıcaklık aralıklarında yoğunlaşır. Belirli bir fraksiyondaki kimyasallar, karşılaştırılabilir sayıda karbon atomuna sahip hidrokarbonlardır. Sıcaktan soğuğa (en büyük hidrokarbonlardan en küçüğe), fraksiyonlar kalıntı (bitüm yapımında kullanılır), akaryakıt, dizel, gazyağı, nafta, benzin ve rafineri gazı olabilir.
Etanol
Fraksiyonel damıtma, iki kimyasalın farklı kaynama noktalarına rağmen bir etanol ve su karışımının bileşenlerini tamamen ayıramaz. Su 100 santigrat derecede kaynarken etanol 78.4 santigrat derecede kaynar. Bir alkol-su karışımı kaynatılırsa, etanol buharda konsantre olur, ancak sadece bir noktaya kadar, çünkü alkol ve su bir Azeotrope. Karışım% 96 etanol ve% 4 sudan oluşan noktaya ulaştığında, karışım etanolden daha uçucudur (78.2 derece Celcius'ta kaynar).
Basit vs. Kademeli damıtma
Kesirli damıtma basitten farklıdır damıtma çünkü parçalama kolonu doğal olarak kaynama noktalarına göre bileşikleri ayırır. Kimyasalları basit damıtma kullanarak izole etmek mümkündür, ancak bir kerede yalnızca bir "fraksiyon" izole edilebildiğinden sıcaklığın dikkatli bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir.
Bir karışımı ayırmak için basit damıtma veya kısmi damıtma kullanıp kullanmayacağınızı nasıl anlarsınız? Basit damıtma daha hızlı, daha basittir ve daha az enerji kullanır, ancak gerçekten sadece istenen fraksiyonların kaynama noktaları arasındaki büyük farktır (70 dereceden fazla) Santigrat). Kesirler arasında sadece küçük bir sıcaklık farkı varsa, fraksiyonel damıtma en iyi seçenektir.
Basit ve kesirli damıtma arasındaki farkların dökümü:
Basit Damıtma | Kademeli damıtma | |
Kullanımları | Büyük kaynama noktası farklarına sahip nispeten saf sıvıların ayrılması. Ayrıca sıvıları katı yabancı maddelerden ayırır. | Küçük kaynama noktası farklılıkları olan kompleks karışımların bileşenlerini izole etmek. |
Avantajları |
Daha hızlı Daha az enerji girişi gerektirir Daha basit, daha ucuz ekipman |
Sıvıların daha iyi ayrılması Birçok farklı bileşen içeren sıvıların arıtılmasında daha iyi |
Dezavantajları |
Sadece nispeten saf sıvılar için kullanışlıdır Bileşenler arasında büyük bir kaynama noktası farkı gerektirir Kesirleri temiz olarak ayırmaz |
Yavaş Daha fazla enerji gerektirir Daha karmaşık ve pahalı kurulum |