आसवन एक तरल मिश्रण से घटकों को उनके क्वथनांक अंतर का लाभ उठाकर अलग करने की एक विधि है। यह एक तरल-गैस पृथक्करण है और इसमें प्रत्येक तरल का वाष्पीकरण और बाद में संक्षेपण शामिल है। साधारण आसवन की तुलना में भिन्नात्मक आसवन के कुछ लाभ हैं।
सामान्य प्रकार के आसवन सरल आसवन, भिन्नात्मक आसवन, निर्वात आसवन और भाप आसवन हैं। वे मुख्य रूप से उपकरण सेटअप और उनके अनुप्रयोगों में भिन्न होते हैं।
सैद्धांतिक प्लेटों की अधिक संख्या के कारण पृथक्करण में साधारण आसवन की तुलना में भिन्नात्मक आसवन अधिक कुशल है। यह रसायन विज्ञान, उद्योग और खाद्य विज्ञान में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। भिन्नात्मक आसवन के उपयोग में अलवणीकरण, कच्चे तेल का शोधन और रासायनिक शोधन जैसी प्रक्रियाएं शामिल हैं।
आसवन के प्रकार
सरल आसवन केवल उन तरल पदार्थों के लिए प्रभावी होता है जिनके क्वथनांक 30 डिग्री सेल्सियस से अधिक भिन्न होते हैं। इसके विपरीत, भिन्नात्मक आसवन अधिक चुनौतीपूर्ण पृथक्करणों के लिए उपयुक्त है, जहां क्वथनांक अंतर 30 डिग्री सेल्सियस से कम है।
भिन्नात्मक आसवन का सिद्धांत
यह समझने के लिए कि भिन्नात्मक आसवन कैसे कार्य करता है, किसी को यह जानने की आवश्यकता है
राउल्ट का नियम, जो बताता है कि किसी विलयन का वाष्प दाब प्रत्येक घटक के वाष्प दाब और विलयन में घटक के मोल अंश पर निर्भर करता है। दबाव को स्थिर रखते हुए, व्यक्ति a. उत्पन्न कर सकता है तापमान-संरचना आरेख.
•••कार्बनिक रसायन विज्ञान में प्रयोगशाला तकनीक से संशोधित (चौथा संस्करण, 2014): पृष्ठ १७३-२०६
एक वायुमंडलीय दबाव पर एक पेंटेन-हेक्सेन मिश्रण के लिए, एक प्रारंभिक तरल मिश्रण (L .)1) हेक्सेन (bp = 69°C) और पेंटेन (bp = 36°C) वाष्प V उत्पन्न करने के लिए 48 °C पर उबलता है1, जो संघनित होकर L. बनाता है2. पहले वाष्पीकरण-संघनन चक्र के बाद, पेंटेन का प्रतिशत 48 प्रतिशत से बढ़कर 73 प्रतिशत हो गया है।
ली2 फिर V. में वाष्पीकृत हो जाता है2, जिसके परिणामस्वरूप पेंटेन में और संवर्धन होता है। ली5, जो चार चक्रों के बाद प्राप्त तरल है, लगभग शुद्ध पेंटेन है। प्रत्येक वाष्पीकरण-संघनन चक्र, जिसे भी कहा जाता है सैद्धांतिक प्लेट, अधिक वाष्पशील घटक का शुद्ध विलयन प्राप्त करता है।
साधारण आसवन पर भिन्नात्मक आसवन के लाभ
एक भिन्नात्मक आसवन सेटअप में, मिश्रण से तरल पदार्थ के पृथक्करण को बढ़ाने के लिए डिस्टिलिंग फ्लास्क और सिर के बीच एक भिन्नात्मक स्तंभ आमतौर पर रखा जाता है। इन स्तंभों में एक बड़ा सतह क्षेत्र होता है जिस पर तरल-वाष्प संतुलन हो सकता है और इस प्रकार अधिक सैद्धांतिक प्लेटें. फ्रैक्शनिंग कॉलम के उदाहरण विग्रेक्स और ग्लास बीड्स कॉलम हैं, जिनमें छह से आठ सैद्धांतिक प्लेट हैं।
एक साधारण आसवन में, एक भिन्नात्मक स्तंभ का उपयोग नहीं किया जाता है, और आसवन फ्लास्क से वाष्प सीधे संघनन में चला जाता है। इसमें केवल एक या दो सैद्धांतिक प्लेटें होती हैं, इसलिए यह L. जैसे मिश्रणों के पृथक्करण के लिए प्रभावी नहीं होगी1, जिसे शुद्ध करने के लिए चार से अधिक वाष्पीकरण-संघनन चक्रों की आवश्यकता होती है।
भिन्नात्मक आसवन के उपयोग
भिन्नात्मक आसवन का प्रयोग किया जाता है तेल रिफाइनरियों कच्चे तेल को हाइड्रोकार्बन में अलग करने के लिए, जिसमें अलग-अलग कार्बन नंबर, क्वथनांक और अनुप्रयोग होते हैं। कुछ पृथक उत्पादों में गैसोलीन, डीजल, तेल और मोम शामिल हैं। इस विधि का उपयोग रासायनिक संयंत्रों, प्राकृतिक गैस प्रसंस्करण और क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण संयंत्रों में भी किया जाता है।
भिन्नात्मक आसवन भी है a कार्बनिक रसायन विज्ञान प्रयोगशालाओं में सामान्य तकनीक. उदाहरण के लिए, साइक्लोपेंटैडीन को आमतौर पर डाइसाइक्लोपेंटाडीन के रूप में बेचा जाता है क्योंकि साइक्लोपेंटैडीन डायसाइक्लोपेंटैडीन बनाने के लिए अनायास मंद हो सकता है। भिन्नात्मक आसवन का उपयोग अक्सर डाइसाइक्लोपेंटैडीन को वापस साइक्लोपेंटैडीन में वापस लाने के लिए किया जाता है।
भिन्नात्मक आसवन का पर्यावरणीय प्रभाव
अकेले आंशिक आसवन पर्यावरण के लिए हानिकारक नहीं है। वास्तव में, भिन्नात्मक आसवन कच्चे तेल को, अन्यथा अनुपयोगी, अधिक मूल्यवान उत्पादों में परिवर्तित करता है। हालांकि, पेट्रोलियम रिफाइनरी, जहां कच्चे तेल का आंशिक आसवन किया जाता है, प्रदूषण का एक स्रोत हो सकता है यदि साइड उत्पादों को नियमों के अनुसार ठीक से इलाज नहीं किया जाता है।
रिफाइनरियां वायु प्रदूषकों जैसे पार्टिकुलेट मैटर, नाइट्रोजन ऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड का एक प्रमुख स्रोत हैं। रिफाइनरियों का अपशिष्ट जल भी जल और भूमि प्रदूषण का कारण बनता है क्योंकि यह जलभृतों, मिट्टी और भूजल में बस जाता है।