יתרונות הזיקוק השבר

זיקוק הוא שיטה להפרדת רכיבים מתערובת נוזלית על ידי ניצול הפרשי נקודות הרתיחה שלהם. זוהי הפרדה בין נוזל לגז וכוללת אידוי והתעבות שלאחר מכן של כל נוזל. ישנם כמה יתרונות של זיקוק חלקי על פני זיקוק פשוט.

סוגים נפוצים של זיקוק הם זיקוק פשוט, זיקוק חלקי, זיקוק ואקום וזיקוק קיטור. הם נבדלים בעיקר בהתקנת המכשירים וביישומיהם.

זיקוק שבר יעיל יותר מזיקוק פשוט בהפרדה בשל מספר גבוה של פלטות תיאורטיות. זהו תהליך חשוב בכימיה, בתעשייה ובמדעי המזון. השימושים בזיקוק חלקי כוללים תהליכים כגון התפלת מים, זיקוק נפט גולמי וטיהור כימי.

זיקוק פשוט יעיל רק לנוזלים שנקודות הרתיחה שלהם שונות ביותר מ- 30 מעלות צלזיוס. נהפוך הוא, זיקוק חלקי מתאים להפרדות מאתגרות יותר, כאשר הפרש נקודות הרתיחה הוא פחות מ -30 מעלות צלזיוס.

כדי להבין כיצד עובד זיקוק חלקי, צריך לדעת החוק של ראולט, הקובע כי לחץ האדים של תמיסה תלוי בלחץ האדים של כל רכיב ובשבר השומה של הרכיב בתמיסה. תוך שמירה על לחץ קבוע, אפשר ליצור a תרשים הרכב טמפרטורה.

•••שונה מטכניקת מעבדה בכימיה אורגנית (מהדורה רביעית, 2014): עמודים 173-206

לתערובת פנטן-הקסאן בלחץ אטמוספרי אחד, תערובת נוזלית ראשונית (L

ל₂ ואז מתאדה ל- V.₂, וכתוצאה מכך העשרה נוספת בפנטן. ל₅, שהוא הנוזל המתקבל לאחר ארבעה מחזורים, הוא כמעט פנטן טהור. כל מחזור אידוי-עיבוי, נקרא גם צלחת תיאורטית, מניב פתרון טהור יותר של הרכיב הנדיף יותר.

במערך זיקוק חלקי, עמודה חלוקה ממוקמת בדרך כלל בין בקבוק הזיקוק לראש כדי להגדיל את הפרדת הנוזלים מהתערובת. לעמודים אלה יש שטח פנים גדול יותר שעליו יכולים להופיע שיווי משקל אדי נוזלי וכך יותר לוחות תאורטיים. דוגמאות לעמודים מחולקים הם עמודי ויגרו וחרוזי זכוכית, בעלי שש עד שמונה לוחות תיאורטיים.

בזיקוק פשוט, לא משתמשים בעמוד חלוק, ואדים מבקבוק הזיקוק עוברים ישר לעיבוי. יש לו רק לוח אחד או שניים, ולכן הוא לא יהיה יעיל להפרדת תערובות כמו L₁, אשר דורש יותר מארבעה מחזורי אידוי-עיבוי כדי לטהר.

משתמשים בזיקוק שבר ב בתי זיקוק לנפט להפריד נפט גולמי לפחמימנים, בעלי מספר פחמן שונה, נקודות רתיחה ויישומים שונים. חלק מהמוצרים המבודדים כוללים בנזין, סולר, שמנים ושעוות. שיטה זו משמשת גם במפעלים כימיים, עיבוד גז טבעי ומפעלים להפרדת אוויר קריוגניים.

זיקוק חלקי הוא גם א טכניקה נפוצה במעבדות לכימיה אורגנית. לדוגמא, ציקלופנטאדין נמכר בדרך כלל כדיקיצלופנטאדין מכיוון שציקלופנטאדין יכול להתעמעם באופן ספונטני ליצירת דיציקלופנטאדין. זיקוק שבר משמש לעיתים קרובות להחזרת דיציקלופנטאדין לציקלופנטאדין.

זיקוק חלקי בלבד אינו מזיק לסביבה. למעשה, זיקוק חלקי הופך נפט גולמי, שאיננו שמיש אחרת, למוצרים בעלי ערך רב יותר. עם זאת, בתי זיקוק לנפט, בהם מתבצע זיקוק חלקי של נפט גולמי, יכולים להוות מקור לזיהום אם לא מטפלים כראוי במוצרי הלוואי על פי התקנות.

בתי זיקוק הם מקור עיקרי למזהמי אוויר כמו חומר חלקיקי, תחמוצות חנקן ופחמן חד חמצני. שפכים מבתי הזיקוק גורמים גם לזיהום מים וקרקע כשהם מתיישבים באקוויפרים, בקרקע ובמי תהום.