როგორ მუშაობს ფრაქციული დისტილაცია?

დისტილაცია არის ორი ან მეტი სითხის გამოყოფის პროცესი, რომელიც დაფუძნებულია მათ დუღილის წერტილებში. როდესაც სითხეების დუღილის წერტილები ძალიან ჰგავს, ამასთან, ნორმალური დისტილაციით გამოყოფა არაეფექტური ან შეუძლებელი ხდება. ფრაქციული დისტილაცია არის მოდიფიცირებული დისტილაციის პროცესი, რომლის საშუალებითაც ხდება სითხის გამოყოფა მსგავსი დუღილის წერტილებით.

სითხის დუღილის ტემპერატურა არის ტემპერატურა, როდესაც ის გარდაიქმნება ორთქლად. სითხეები ინარჩუნებენ დამახასიათებელ დუღილის წერტილს მაშინაც კი, როდესაც სხვა სითხეებთან არიან შერეული. ეს წარმოადგენს დისტილაციის ძირითად პრინციპს, რომლის მიხედვითაც შესაძლებელია სითხის გამოყოფა თხევადი მასალის გარდაქმნით დუღილის ყველაზე დაბალი წერტილი ორთქლამდე, შემდეგ კი ამ ორთქლის თხევად მდგომარეობაში გადაყვანა მას შემდეგ, რაც იგი ცალკე გადავა კონტეინერი.

დისტილაციის პროცესში თხევადი ნარევი მოთავსებულია მდუღარე კოლბაში, რომელიც უკავშირდება გამაგრილებელ სვეტს, რომელსაც კონდენსატორი ეწოდება, რომლის საპირისპირო ბოლოს უკავშირდება მიმღების კოლბას. კონდენსატორი ზის ჰორიზონტალურად მცირე დაღმართზე, ისე რომ ორთქლი, რომელიც მიაღწევს კონდენსატორს და თავში გადაიქცევა, შეიძლება შეგროვდეს მიმღების კოლბაში. ვეიკის ტყის კოლეჯის ქიმიის განყოფილება გთავაზობთ სქემის დაყენებას. დისტილაციის დასრულების შემდეგ, ყველაზე დაბალი მდუღარე სითხე მთავრდება მიმღების კოლბაში (და მას უწოდებენ "დისტილატს") და უფრო მაღალი მდუღარე სითხე რჩება მდუღარე კოლბაში.

ფრაქციული დისტილაციის დაყენება მოიცავს დამატებით სვეტს, რომელიც ვერტიკალურად ზის მდუღარე კოლბის თავზე და რომელსაც უკავშირდება კონდენსატორი. მისი მიზანია გაზარდოს მანძილი, რომელიც ორთქლმა უნდა გაიაროს კონდენსატორამდე მისასვლელად. სვეტები, როგორც წესი, შეფუთულია მინის მძივებით ან კერამიკის ნაჭრებით, ზედაპირის გასაზრდელად ორთქლი უნდა დაუკავშირდეს, რადგან იგი კონდენსატორში გადადის.

ნორმალური გამოხდის დროს, უფრო მდუღარე სითხის მნიშვნელოვანი რაოდენობა ასევე ორთქლდება და ტრანსპორტირდება შესაგროვებელ კოლბაში, რაც არსებითად ხდება უწმინდურება გამოხდილ პროდუქტში. ეს განსაკუთრებით პრობლემურია, როდესაც სითხეებს გამოყოფენ დუღილის მსგავსი წერტილები აქვთ. რაც უფრო მეტი ზედაპირის ზედაპირზე მიდის უფრო მდუღარე სითხის კონტაქტი, მით უფრო მეტი ალბათობაა, რომ იგი შედედდება სითხეში და დაბრუნდება მდუღარე კოლბაში. ფრაქციული დისტილაცია იყენებს ამ გაზრდილ ზედაპირს დისტილაციის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად.

ფრაქციული დისტილაციის ორი ძირითადი გამოყენებაა ნედლი ნავთობის გადამუშავება და ალკოჰოლური სასმელების წარმოება (ალკოჰოლური სასმელები).

ნედლი ნავთობი შეიცავს უამრავ სხვადასხვა ქიმიკატს, რომელთაგან ბევრს აქვს მსგავსი დუღილის წერტილები. ქარხნები ამ ქიმიკატებს გამოყოფენ დუღილის წერტილით სხვადასხვა პროდუქტად. ქვედა დუღილის ფრაქციები ხდება ნავთობის გაზი ან ბენზინი, შუალედური მდუღარე ფრაქციები გახდება საწვავი, დიზელის საწვავი ან ნავთი, ხოლო ყველაზე ადუღებული ფრაქციები ხდება პარაფინის ცვილი ან ასფალტი.

შაქრის დუღილი ალკოჰოლში წყდება, როდესაც ალკოჰოლის შემცველობა 13 პროცენტს უახლოვდება, რადგან საფუარი ვერ გადარჩება ალკოჰოლის უფრო მაღალ კონცენტრაციებში. ალკოჰოლის (78,5 გრადუსი ცელსიუსი) და წყლის (100 გრადუსი ცელსიუსი) დუღილის წერტილები საკმარისად მსგავსია დისტილატორებმა უნდა გამოიყენონ ფრაქციული დისტილაცია ალკოჰოლის კონცენტრირებისთვის დაახლოებით 50 პროცენტამდე (რასაც შემდეგ უწოდებენ "სულები").

დისტილაციის პროცესი ნავთობგადამამუშავებელ ქარხანაში მოიხმარს 2 ბარელს ზეთს ენერგიით ყოველ 100 ბარელ დახვეწილ ზეთზე.