التقطير طريقة لفصل المكونات عن خليط سائل من خلال الاستفادة من اختلافات نقطة الغليان. إنه فصل الغاز السائل ويتضمن التبخير والتكثيف اللاحق لكل سائل. هناك بعض فوائد التقطير التجزيئي على التقطير البسيط.
الأنواع الشائعة للتقطير هي التقطير البسيط والتقطير التجزيئي والتقطير بالفراغ والتقطير بالبخار. وهي تختلف بشكل رئيسي في إعداد الجهاز وتطبيقاتها.
يعتبر التقطير التجزيئي أكثر كفاءة من التقطير البسيط في الفصل بسبب العدد الكبير من الألواح النظرية. إنها عملية مهمة في الكيمياء والصناعة وعلوم الأغذية. تشمل استخدامات التقطير التجزيئي عمليات مثل تحلية المياه وتكرير النفط الخام والتنقية الكيميائية.
أنواع التقطير
التقطير البسيط فعال فقط للسوائل التي تختلف نقاط غليانها بأكثر من 30 درجة مئوية. على العكس من ذلك ، فإن التقطير التجزيئي مناسب لعمليات الفصل الأكثر صعوبة ، حيث يكون فرق نقطة الغليان أقل من 30 درجة مئوية.
نظرية التقطير التجزيئي
لفهم كيفية عمل التقطير التجزيئي ، يحتاج المرء إلى معرفة قانون رولت، والتي تنص على أن ضغط بخار المحلول يعتمد على ضغط البخار لكل مكون والجزء الجزيئي للمكون في المحلول. مع الحفاظ على الضغط ثابتًا ، يمكن للمرء أن يولد a مخطط تكوين درجة الحرارة.
•••معدلة من تقنيات المختبرات في الكيمياء العضوية (الطبعة الرابعة ، 2014): الصفحات 173-206
بالنسبة لخليط البنتان - الهكسان عند ضغط جوي واحد ، يكون خليط سائل أولي (L1) من الهكسان (bp = 69 درجة مئوية) والبنتان (bp = 36 درجة مئوية) يغلي عند 48 درجة مئوية لإنتاج بخار V1، والتي تتكثف لتشكيل L.2. بعد دورة التبخير والتكثيف الأولى ، زادت نسبة البنتان من 48 بالمائة إلى 73 بالمائة.
إل2 ثم يتبخر إلى V.2، مما أدى إلى زيادة تخصيب البنتان. إل5، وهو السائل الذي يتم الحصول عليه بعد أربع دورات ، يكاد يكون من البنتان النقي. كل دورة تبخير - تكثيف تسمى أيضًا لوحة نظرية، ينتج حلاً أنقى للمكون الأكثر تطايرًا.
مزايا التقطير التجزيئي على التقطير البسيط
في إعداد التقطير التجزيئي ، يتم وضع عمود تجزئة بين دورق التقطير والرأس لزيادة فصل السوائل عن الخليط. تحتوي هذه الأعمدة على مساحة سطح أكبر يمكن أن يحدث فيها توازن بخار السائل وبالتالي المزيد من اللوحات النظرية. من أمثلة أعمدة التجزئة أعمدة Vigreux وأعمدة الخرز الزجاجي ، والتي تحتوي على ستة إلى ثمانية ألواح نظرية.
في التقطير البسيط ، لا يتم استخدام عمود تجزئة ، ويذهب البخار من دورق التقطير مباشرة إلى التكثيف. إنه يحتوي فقط على لوح أو لوحين نظريين ، لذلك لن يكون فعالًا لفصل المخاليط مثل L.1، الأمر الذي يتطلب أكثر من أربع دورات تبخير - تكثيف لتنقيته.
استخدامات التقطير التجزيئي
يستخدم التقطير التجزيئي في مصافي نفط لفصل النفط الخام إلى هيدروكربونات ، والتي لها أرقام كربون مختلفة ونقاط غليان وتطبيقات مختلفة. بعض المنتجات المعزولة تشمل البنزين والديزل والزيوت والشموع. تستخدم هذه الطريقة أيضًا في المصانع الكيميائية ومعالجة الغاز الطبيعي ومحطات فصل الهواء المبردة.
التقطير التجزيئي هو أيضا أ تقنية شائعة في مختبرات الكيمياء العضوية. على سبيل المثال ، عادة ما يباع حلقي البنتادين على شكل ثنائي كلوبنتادين لأن حلقي البنتادين يمكن أن يتناقص تلقائيًا لتكوين ثنائي كلوبنتادين. غالبًا ما يستخدم التقطير التجزيئي لعودة ثنائي كلوبنتادين إلى حلقي البنتادين.
التأثير البيئي للتقطير التجزيئي
التقطير التجزيئي وحده لا يضر بالبيئة. في الواقع ، يحول التقطير التجزيئي النفط الخام ، غير القابل للاستخدام بخلاف ذلك ، إلى منتجات أكثر قيمة. ومع ذلك ، يمكن أن تكون مصافي البترول ، حيث يتم إجراء التقطير الجزئي للنفط الخام ، مصدرًا للتلوث إذا لم تتم معالجة المنتجات الجانبية بشكل صحيح وفقًا للوائح.
المصافي هي مصدر رئيسي لملوثات الهواء مثل الجسيمات وأكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون. تتسبب المياه العادمة من المصافي أيضًا في تلوث المياه والأراضي حيث تستقر في طبقات المياه الجوفية والتربة والمياه الجوفية.
