Chia sẻ:
Quy trình chưng cất phân đoạn, ứng dụng
các chưng cất phân đoạn là một quá trình vật lý mô phỏng kỹ thuật chưng cất đơn giản, dựa trên điểm sôi của loài và được sử dụng để tách hỗn hợp đồng nhất của một số chất ở pha lỏng hoặc hỗn hợp không đồng nhất của loại không bay hơi rắn-lỏng.
Theo nghĩa này, phương pháp chưng cất phân đoạn liên quan đến sự bay hơi của các loài chất lỏng, sự ngưng tụ của các loài dễ bay hơi nhất theo thứ tự tăng dần của điểm sôi của chúng và thu thập chất tiếp theo mong muốn thu được..
Đó là một phương pháp được sử dụng trong nhiều thế kỷ trong các nền văn minh của con người một cách thô sơ. Hiệu quả của quá trình chưng cất cho phép nó tiếp tục được sử dụng tại thời điểm cả trong phạm vi công nghiệp và trong các phòng thí nghiệm.
Nguyên lý của kỹ thuật này được sử dụng trong một số lượng lớn các ứng dụng trong các lĩnh vực khoa học hoặc công nghiệp khác nhau.
Chỉ số
- 1 quá trình
- 1.1 Thiết bị chưng cất phân đoạn
- 2 ứng dụng
- 3 chưng cất dầu phân đoạn
- 4 tài liệu tham khảo
Quy trình
Như đã chỉ ra ở trên, chưng cất phân đoạn bao gồm việc tách một dung dịch trong các thành phần của nó ở trạng thái lỏng, dựa trên sự khác biệt giữa các điểm sôi của chúng và được áp dụng khi chênh lệch này nhỏ hơn khoảng 25 ° C.
Theo cách này, khi hỗn hợp có điểm sôi khác nhau đáng kể được đun nóng, khi đạt đến nhiệt độ sôi của thành phần dễ bay hơi nhất, một pha hơi sẽ được hình thành, lúc đầu sẽ chứa chất này..
Sau đó, khi nhiệt độ tiếp tục tăng và khi thời gian trôi qua, nhiều chu kỳ bay hơi và ngưng tụ liên tục xảy ra (mỗi chu kỳ được gọi là "tấm lý thuyết"), cho đến khi thành phần sôi thấp nhất xuất hiện trước tiên..
Trong mỗi chu kỳ, cấu tạo của pha hơi trong cột sẽ tích lũy một lượng lớn thành phần có độ bay hơi cao hơn, mà chất này thực chất ở trạng thái tinh khiết khi nó đạt đến đỉnh của cột phân đoạn.
Thiết bị chưng cất phân đoạn
Trong các phòng thí nghiệm, một thiết bị được sử dụng, bao gồm đầu tiên là bình chưng cất hoặc bóng chưng thủy tinh, trong đó dung dịch được đặt trực tiếp trong lò sưởi được đặt. Trong quả bóng này, một vài viên đá sôi được đặt để kiểm soát quá trình này.
Bình này được ghép với một cột phân đoạn bằng đầu nối ba chiều, trong đó chiều dài của cột xác định mức độ hoàn thành của quá trình chưng cất.
Nghĩa là, cột càng dài thì việc phân tách sẽ càng hiệu quả. Ngoài ra, một nhiệt kế là cần thiết để ghi lại nhiệt độ trong khi thời gian đang chạy, để có thể kiểm soát quá trình chưng cất.
Ngoài ra, cấu trúc bên trong của cột được thiết kế để mô phỏng một số lần chưng cất đơn giản liên tiếp, xảy ra do hơi nước tăng dần qua cột, ngưng tụ tạm thời ở phần trên và tăng lên nhiều lần..
Tiếp theo, đầu ra của cột này được kết nối với một bình ngưng gây ra sự làm mát hơi của chất được tách và tinh chế.
Điều này được lưu trữ trong một thùng chứa cụ thể để thu thập nó, tăng nhiệt độ một lần nữa cho đến khi đạt đến điểm sôi của thành phần tiếp theo, thứ hai dễ bay hơi nhất, lặp lại quy trình được mô tả, trong đó mỗi thành phần được lưu trữ trong một thùng chứa cụ thể cho việc này.
Ứng dụng
Là một trong những phương pháp quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãi nhất trong việc tách hỗn hợp chất lỏng, kỹ thuật tách vật lý này có nhiều lợi ích được quan sát thấy trong số lượng lớn các ứng dụng đã được đưa ra cả trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm.
- Bắt đầu với quy mô công nghiệp sử dụng phương pháp chưng cất phân đoạn, trong các cơ sở lọc dầu, nó được sử dụng để tách dầu thô trong các phân số tạo thành nó.
Theo nghĩa này, nó được sử dụng để thu được và xử lý khí tự nhiên được chiết xuất trong các quy trình công nghiệp này. Ngoài ra, nó được sử dụng trong các nhà máy hóa chất và các quá trình hóa dầu để xử lý các chất như phenol hoặc formaldehyd.
- Nó được sử dụng trong các nhà máy phân tách không khí lạnh để phân hủy không khí từ khí quyển thành các thành phần chính của nó.
- Chưng cất phân đoạn được sử dụng để khử muối trong nước biển.
- Ở quy mô phòng thí nghiệm, nó được sử dụng trong việc tinh chế thuốc thử và sản phẩm, như trong sản xuất cyclopentadiene thông qua việc chưng cất dicyclopentadiene thương mại..
- Nó được sử dụng để tái chế các dung môi đã được sử dụng, thông qua quá trình tinh chế thông qua kỹ thuật này.
Chưng cất dầu mỏ
Trong trường hợp dầu, quá trình chưng cất phân đoạn được thực hiện trong các thiết bị khổng lồ, được gọi là tháp chưng cất, mô phỏng các cột phân đoạn và được thiết kế đặc biệt để tách dầu thô theo các vết cắt hoặc dòng khác nhau tùy theo phạm vi của chúng sôi.
Phạm vi sôi này đề cập đến phạm vi các điểm sôi của từng phần riêng biệt, bởi vì chúng là hỗn hợp các hydrocacbon với các thành phần khác nhau và do đó, có các điểm sôi khác nhau.
Trước khi vào tháp chưng cất, dầu thô được làm nóng đến nhiệt độ khoảng 400 ° C, để làm bay hơi chất này và được tách ra trong cột theo thứ tự tăng dần phạm vi sôi của nó.
Theo cách này, các vết cắt dễ bay hơi nhất như khí (propan, butan ...), xăng và naphta nằm ở phần trên của cột, và khi bạn hạ xuống, bạn sẽ tìm thấy các dòng điện "nặng" nhất, như chất bôi trơn hoặc các thành phần còn lại..
Một số phân số được chiết xuất từ tháp (như xăng) được thêm vào và cải thiện để thương mại hóa sau này; các vết cắt khác như diesel được sử dụng làm nhiên liệu hoặc thức ăn cho các quy trình khác trong ngành.
Các luồng khác như các chất dư được đưa vào các quy trình khác để phân tách chúng thành các thành phần của chúng và cung cấp cho chúng các mục đích sử dụng khác hoặc tăng giá trị thương mại của chúng.
Tài liệu tham khảo
- Wikipedia. (s.f.). Chưng cất phân đoạn. Lấy từ en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Hóa học, phiên bản thứ chín. Mexico: Đồi McGraw.
- Britannica, E. (s.f.). Chưng cất Lấy từ britannica.com
- LibreTexts. (s.f.). Chưng cất phân đoạn. Lấy từ chem.libretexts.org
- Kelter, P. B., Mosher, M. D. và Scott, A. (2008). Hóa học: Khoa học thực hành. Lấy từ sách.google.com.vn
- BBC (s.f.). Chưng cất phân đoạn. Lấy từ bbc.co.uk