დისტილაცია არის თხევადი ნარევიდან კომპონენტების გამოყოფის მეთოდი მათი დუღილის წერტილის სხვაობების გამოყენებით. ეს არის თხევადი გაზის გამოყოფა და მოიცავს თითოეული სითხის აორთქლებას და შემდგომ კონდენსაციას. ფრაქციული დისტილაციის რამდენიმე უპირატესობა არსებობს მარტივი გამოხდისას.
დისტილაციის გავრცელებული ტიპები არის მარტივი დისტილაცია, ფრაქციული დისტილაცია, ვაკუუმური დისტილაცია და ორთქლის გამოხდა. ისინი ძირითადად განსხვავდებიან აპარატის დაყენების და მათი გამოყენების მიხედვით.
ფრაქციული დისტილაცია უფრო ეფექტურია, ვიდრე მარტივი გამოხდა გამოყოფისას თეორიული ფირფიტების დიდი რაოდენობის გამო. ეს მნიშვნელოვანი პროცესია ქიმიაში, მრეწველობაში და კვების მეცნიერებაში. ფრაქციული დისტილაციის გამოყენება მოიცავს პროცესებს, როგორიცაა გაუწყლოება, ნედლი ნავთობის გადამუშავება და ქიმიური გაწმენდა.
დისტილაციის სახეები
მარტივი გამოხდა ეფექტურია მხოლოდ სითხეებისთვის, რომელთა დუღილის წერტილები განსხვავდება 30 ° C– ზე მეტით. პირიქით, ფრაქციული დისტილაცია შესაფერისია უფრო რთული გამოყოფისთვის, სადაც დუღილის წერტილის სხვაობა 30 ° C- ზე ნაკლებია.
ფრაქციული დისტილაციის თეორია
იმის გასაგებად, თუ როგორ მუშაობს ფრაქციული დისტილაცია, საჭიროა იცოდეთ რაულის კანონი, რომელშიც ნათქვამია, რომ ხსნარის ორთქლის წნევა დამოკიდებულია თითოეული კომპონენტის ორთქლის წნევაზე და ხსნარში არსებული კომპონენტის მოლ ფრაქციაზე. წნევის მუდმივი შენარჩუნებისას შეიძლება წარმოიქმნას ა ტემპერატურის შემადგენლობის სქემა.
•••ორგანული ქიმიის ლაბორატორიული ტექნიკიდან შეცვლილი (მეოთხე გამოცემა, 2014): გვერდები 173-206
პენტან-ჰექსანის ნარევისთვის ერთ ატმოსფერულ წნევაზე, საწყისი თხევადი ნარევი (ლ1) ჰექსანის (bp = 69 ° C) და პენტანის (bp = 36 ° C) ადუღდება 48 ° C ტემპერატურაზე და წარმოქმნის V ორთქლს1, რომელიც კონდენსირდება და ქმნის L- ს2. პირველი ორთქლიზაცია-კონდენსაციის ციკლის შემდეგ, პენტანის პროცენტული მაჩვენებელი 48 პროცენტიდან 73 პროცენტამდე გაიზარდა.
ლ2 შემდეგ ორთქლდება V- ში2, რის შედეგადაც ხდება პენტანის შემდგომი გამდიდრება. ლ5, რომელიც არის სითხე, რომელიც მიიღება ოთხი ციკლის შემდეგ, თითქმის სუფთა პენტანია. თითოეული ორთქლიზაცია-კონდენსაციის ციკლი, ასევე მოუწოდა თეორიული ფირფიტა, იძლევა უფრო არამდგრადი კომპონენტის უფრო სუფთა ხსნარს.
ფრაქციული დისტილაციის უპირატესობები მარტივი გამოხდისას
ფრაქციული დისტილაციის დროს, ფრაქციონირებადი სვეტი ჩვეულებრივ მოთავსებულია გამოხდის კოლბასა და სათავეში, რათა გაიზარდოს სითხეების გამოყოფა ნარევიდან. ამ სვეტებს აქვთ უფრო დიდი ზედაპირი, რომელზეც შეიძლება მოხდეს თხევადი ორთქლის წონასწორობა და, შესაბამისად, უფრო თეორიული ფირფიტები. ფრაქციული სვეტების მაგალითებია Vigreux და მინის მძივების სვეტები, რომლებსაც აქვთ ექვსიდან რვა თეორიული ფირფიტა.
უბრალო გამოხდის დროს არ ხდება ფრაქციონირების სვეტის გამოყენება და გამოხდის კოლბის ორთქლი გადადის პირდაპირ კონდენსაციაში. მას მხოლოდ ერთი ან ორი თეორიული ფირფიტა აქვს, ამიტომ ეფექტური არ იქნება ისეთი ნარევების გამოყოფისთვის, როგორიცაა L1, რომლის გასაწმენდად საჭიროა ორზე მეტი ორთქლიზაცია-კონდენსაციის ციკლი.
ფრაქციული დისტილაციის გამოყენება
ფრაქციული გამოხდა გამოიყენება ნავთობგადამამუშავებელი ქარხნები გამოყოს ნედლი ნავთობი ნახშირწყალბადებად, რომლებსაც აქვთ სხვადასხვა ნახშირბადის რაოდენობა, დუღილის წერტილები და გამოყენება. ზოგიერთ იზოლირებულ პროდუქტში შედის ბენზინი, დიზელი, ზეთები და ცვილები. ეს მეთოდი ასევე გამოიყენება ქიმიურ საწარმოებში, ბუნებრივი გაზის გადამამუშავებელ და კრიოგენულ საჰაერო გამყოფ ქარხნებში.
ფრაქციული გამოხდა ასევე არის ა ორგანული ქიმიის ლაბორატორიებში გავრცელებული ტექნიკა. მაგალითად, ციკლოპენტადიენი ჩვეულებრივ იყიდება დიციკლოპენტადიენი, რადგან ციკლოპენტადიენს შეუძლია სპონტანურად გამრავლება და შექმნას დიციკლოპენტადიენი. ფრაქციული დისტილაცია ხშირად გამოიყენება დიციკლოპენტადიენის ციკლოპენტადიენზე დასაბრუნებლად.
ფრაქციული დისტილაციის გარემოზე ზემოქმედება
ფრაქციული დისტილაცია არ არის საზიანო გარემოსთვის. ფაქტობრივად, ფრაქციული დისტილაცია ნედლ ნავთობს, სხვაგვარად გამოუსადეგარად, უფრო ძვირფას პროდუქტებად აქცევს. ამასთან, ნავთობგადამამუშავებელი ქარხნები, სადაც ხდება ნედლი ნავთობის ფრაქციული დისტილაცია, შეიძლება დაბინძურების წყარო გახდეს, თუ გვერდითი პროდუქტები წესების შესაბამისად არ არის სათანადოდ დამუშავებული.
ნავთობგადამამუშავებელი ქარხნები წარმოადგენს ჰაერის დამაბინძურებლების ძირითად წყაროს, როგორიცაა ნაწილაკები, აზოტის ოქსიდები და ნახშირბადის მონოქსიდი. ნავთობგადამამუშავებელი ქარხნებიდან ჩამდინარე წყლები ასევე იწვევს წყლისა და მიწის დაბინძურებას, რადგან იგი წყდება წყალსატევებში, ნიადაგში და მიწისქვეშა წყლებში.