Što je destilacija, gdje se primjenjuje, opis procesa

Što je Destilacija? Ovo je

Primjena i povijest

Destilacija se koristi za odvajanje tekućina od krutih nehlapljivih su tijekom destilacije pića iz fermentiranog materijala ili odvojiti dva ili više tekućine s različitim vrelištem, kao u proizvodnji benzina, kerozina i maziva ulja iz nafte. Ostale industrijske primjene uključuju obradu kemijskih proizvoda kao što su formaldehid i fenol, desaliniziranje morske vode.

Proces destilacije vjerojatno su koristili drevni eksperimenti. Aristotel (384-322 pne) spomenuo je da se čista voda može dobiti isparavanjem mora. Plinija Starješina (23-79. G.) Opisala je primitivnu metodu kondenzacije u kojoj se ulje dobiveno grijanjem kolofila sakupilo na vunu smještenom u gornji dio destilacijske kocke.

Jednostavna destilacija

Većina metoda destilacije korištena u industrijskim i laboratorijskim studijama su varijacije jednostavne destilacije. Ova osnovna tehnologija koristi kocku ili retort u kojem se zagrijava tekućina, kondenzator za hlađenje pare i spremnik za sakupljanje destilata. Kada se mješavina tvari zagrijava, najnepovoljnija od njih, ili ona čija vrelište je minimalan, a zatim se drugi destiliraju ili potpuno ne destiliraju. Takav jednostavan uređaj savršeno je prikladan za pročišćavanje tekućine koja sadrži ne-nestabilne komponente, te je dovoljno učinkovita da odvoji tvari s različitim vrelištima. Za laboratorijsku upotrebu, dijelovi aparata obično su izrađeni od stakla i povezani su utikačima, gumenim crijevima ili staklenim cijevima. Na industrijskoj razini, oprema je izrađena od metala ili keramike.

Frakcijska destilacija

Metoda, nazvana frakcijska ili diferencijalna destilacija, razvijena je za rafiniranje jer je jednostavna destilacija za odvajanje tekućina, čija se vrlina malo razlikuje, neučinkovita. U tom slučaju para se ponavlja i kondenzira i ispari u izoliranoj vertikalnoj posudi. Posebnu ulogu imaju igrači, frakcijski stupci i kondenzatori, koji dopuštaju da se dio kondenzata vrati u kocku. Cilj je postići bliski kontakt između rastućih faza mješavine, tako da samo najizloženije frakcije u obliku pare dođu do prijemnika, a ostatak se vraća kao tekućina prema kocki. Pročišćavanje hlapljivih komponenata kao posljedica kontakta između takvih protumjera naziva se ispravljanje ili obogaćivanje.

Višestruko destilacija

Ova metoda se također naziva višestupanjska isparavanja bljeskalice. Ovo je još jedna vrsta jednostavne destilacije. Pomoću nje, na primjer, voda se destilira na velikim komercijalnim desalincijskim postrojenjima. Transformacija tekućine u paru ne zahtijeva grijanje. To jednostavno dolazi iz spremnika s visokim atmosferskim tlakom u posudu s nižom. To dovodi do brzog isparavanja praćenog kondenzacijom pare u tekućinu.

Vakuumska destilacija

U jednoj od verzija procesa sa smanjenim tlakom koristi se vakuumska pumpa za stvaranje vakuuma. Ova metoda, nazvana "vakuum destilacija", ponekad se koristi pri radu s tvarima koje obično kuhaju na visokim temperaturama ili raspadaju kod ključanja u normalnim uvjetima.

Vakuumske pumpe stvaraju pritisak u stupcu, koji je znatno niži od atmosferskog tlaka. Osim njih, koriste se vakuumski regulatori. Pažljivo praćenje parametara je vrlo važno jer učinkovitost odvajanja ovisi o razlici u relativnoj volatilnosti pri određenoj temperaturi i tlaku. Promjena ovog parametra može negativno utjecati na napredak postupka.

Što je destilacija u vakuumu dobro je poznata u rafinerijama nafte. Konvencionalne destilacijske metode odvajaju lake ugljikovodike i nečistoće iz teških ugljikovodika. Preostali produkt se podvrgava vakuumskoj destilaciji. To omogućava da ugljikovodici visokog vrelišta, kao što su ulja i voskovi, budu odvojeni pri niskim temperaturama. Metoda se također koristi za odvajanje organskih kemijskih spojeva osjetljivih na toplinu i za redukciju organskih otapala.

Što je destilacija pare?

Parna destilacija je alternativna metoda destilacije pri temperaturama ispod normalne vrelište. Koristi se kada se destilirana supstanca ne miješa i kemijski ne reagira s vodom. Primjeri takvih materijala su masne kiseline i sojino ulje. Tijekom destilacije, para se isporučuje tekućini, koja ga zagrijava i uzrokuje isparavanje.

Destilacija u pakiranom stupcu

Iako se pakirajuće stupce najčešće koriste za apsorpciju, oni se također koriste za destilaciju para-tekućih smjesa. Ovaj dizajn pruža veliki prostor kontaktne površine, što povećava učinkovitost sustava. Drugi naziv za ovaj dizajn je stupac ispravljanja.

Načelo rada je kako slijedi. Sirova mješavina komponenata s različitom volatilnošću dovodi se do središta stupca. Tekućina teče kroz mlaznicu, a para se pomiče prema gore. Smjesa na dnu spremnika ulazi u grijač i ostavlja je zajedno s parom. Plin se gasi kroz mlaznicu, skupljajući najučinkovitije komponente tekućine, izlazi iz kolone i ulazi u kondenzator. Nakon ukapavanja, proizvod ulazi u zbirku refluksa, gdje se razdvaja u destilat i frakciju koja se koristi za navodnjavanje.

Različita koncentracija vodi do činjenice da manje hlapljive komponente prolaze iz faze pare u tekuću fazu. Mlaznica povećava trajanje i područje kontakta, što povećava učinkovitost odvajanja. Na izlazu, para sadrži maksimalnu količinu isparljivih komponenti, dok je u tekućini njihova koncentracija minimalna.

Mlaznice se pune i pakiraju. Oblik punjenja može biti slučajan ili geometrijski strukturiran. Izrađen je od inertni materijal, kao što su glina, porculan, plastika, keramika, metal ili grafit. Punilo, u pravilu, ima dimenzije od 3 do 75 mm i ima veliku površinu u kontaktu sa smjesom pare i tekućine. Prednost punjenja u rasutom stanju je veliki kapacitet protoka, otpornost na visoke tlakove i nisku cijenu.

Metalni punila imaju visoku čvrstoću i dobru močljivost. Keramičke imaju još veću močljivost, ali nisu toliko jake. Plastični su dovoljno jaki, ali slabo navlaženi pri niskim stopama protoka. Budući da su keramička punila otporna na koroziju, koriste se na povišenim temperaturama koje plastika ne može izdržati.

Šaržaste mlaznice su strukturirana mreža, čija dimenzija odgovara promjeru stupca. Osigurajte prisutnost dugih kanala za tokove tekućine i pare. Oni su skuplji, ali mogu smanjiti pad tlaka. Privremene privitke su poželjne kod niskog protoka i pod uvjetima niskog tlaka. Oni su obično izrađeni od drva, lima ili pletene mreže.

Koriste se za oporabu otapala i petrokemijsku industriju.

Destilacija u stupcu za destilaciju

Najčešće korišteni stupci su tip ploče. Broj ploča ovisi o željenoj čistoći i složenosti odvajanja. Utječe na visinu stupca za destilaciju.

Princip njegovog djelovanja je sljedeći. Smjesa se hrani usred visine stupca. Razlika u koncentraciji dovodi do činjenice da manje hlapljive komponente prolaze iz struje pare u tok tekućine. Plin koji napušta kondenzator sadrži većinu isparljivih tvari, dok manje ispareni plinovi izlaze kroz grijač u tekućinu.

Geometrija ploča u stupcu utječe na stupanj i vrstu kontakta između različitih faza stanja mješavine. Strukturno su izvode sito, ventil, mjehurić kapicu, sito, i kaskadno t, D. perforirane ploče, koje imaju otvore za paru, se koriste kako bi se dobilo visoke performanse na nisku cijenu. Jeftinije ventilatorske ploče, u kojima su otvori opremljeni ventilima za otvaranje i zatvaranje, skloni su začepljenju zbog nakupljanja materijala na njemu. Kape su opremljene kapicama, omogućujući da para prođe kroz tekućinu kroz male rupe. To je najnaprednija i najskuplja tehnologija, učinkovita pri niskim stopama protoka. Tekućina teče iz jedne ploče na drugu niz drenažne vertikalne cijevi.

Kolumne Belleville često se koriste za vraćanje otapala iz procesnog otpada. Također se koriste za obnavljanje metanola tijekom postupka sušenja. Kao tekući proizvod dolazi iz vode, a isparljivi organski otpad prolazi u fazu pare. To je destilacija u stupcu za destilaciju.

Kriogena destilacija

Kriogena destilacija sastoji se u primjeni općih postupaka destilacije na plinove ohlađene u tekuće stanje. Sustav radi na temperaturama ispod -150 ° C. Za to se koriste izmjenjivači topline i zavojnice. Cijela se struktura zove kriogeni blok. Tekući plinovi ulaze u blok i destiliraju na vrlo niskim temperaturama. Kolone kriogene destilacije mogu se pakirati i pakirati. Konstrukcija serije je poželjnija jer je rasuti materijal manje učinkovit u niskim temperaturama.

Jedna od glavnih primjena kriogene destilacije je razdvajanje zraka u konstitutivne plinove.

Ekstraktna destilacija

U ekstraktivnoj ispravci koriste se dodatni spojevi koji djeluju kao otapala za promjenu relativne volatilnosti jedne od komponenata smjese. U ekstrakcijsku kolonu doda se otapalo tvari koje treba izdvojiti. Komponenta izvora napajanja koja se treba prikupiti kombinira se s otapalom i izlazi u tekućoj fazi. Druga komponenta isparava i odlazi u destilat. Druga destilacija u drugom stupcu omogućuje da se tvar odvoji od otapala, a zatim se vraća u prethodni korak da se ponovi ciklus.

Ekstraktna ispravka se koristi za odvajanje spojeva sa sličnim vrelištima i azeotropnim smjesama. Ekstrakcijska ispravka nije tako široko rasprostranjena u industriji kao i konvencionalna destilacija zbog složenosti dizajna. Primjer je postupak dobivanja celuloze. Organsko otapalo odvaja celulozu od lignina, a druga destilacija daje čista supstanca.