증류는 끓는점 차이를 이용하여 액체 혼합물에서 성분을 분리하는 방법입니다. 이는 액체-가스 분리이며 각 액체의 기화 및 후속 응축을 포함합니다. 단순 증류에 비해 분별 증류의 몇 가지 이점이 있습니다.
일반적인 증류 유형은 단순 증류, 분별 증류, 진공 증류 및 증기 증류입니다. 그들은 주로 장치 설정 및 응용 프로그램에서 다릅니다.
분별 증류는 이론 단 수가 많기 때문에 분리에서 단순 증류보다 효율적입니다. 화학, 산업 및 식품 과학에서 중요한 과정입니다. 분별 증류의 용도에는 담수화, 원유 정제 및 화학 정제와 같은 공정이 포함됩니다.
증류의 유형
단순 증류는 끓는점이 30 ° C 이상 차이가 나는 액체에만 효과적입니다. 반대로 분별 증류는 비등점 차이가 30 ° C 미만인보다 까다로운 분리에 적합합니다.
분별 증류 이론
분별 증류가 어떻게 작동하는지 이해하려면 라울의 법칙, 이는 용액의 증기압이 각 성분의 증기압과 용액 내 성분의 몰 분율에 따라 달라진다는 것을 나타냅니다. 압력을 일정하게 유지하면서 온도 구성 다이어그램.
•••유기 화학의 실험실 기법에서 수정 됨 (2014 년 4 판): 173-206 페이지
하나의 대기압에서 펜탄-헥산 혼합물의 경우 초기 액체 혼합물 (L1)의 헥산 (bp = 69 ° C) 및 펜탄 (bp = 36 ° C)은 48 ° C에서 끓여 증기 V를 생성합니다.1, 응축되어 L을 형성합니다.2. 첫 번째 증발-응축 사이클 후 펜탄의 비율은 48 %에서 73 %로 증가했습니다.
엘2 그런 다음 V로 증발2, 그 결과 펜탄이 더욱 풍부 해집니다. 엘5, 4 회 사이클 후에 얻은 액체는 거의 순수한 펜탄입니다. 각 기화-응축 사이클, 이론적 판, 더 휘발성 성분의 순수한 솔루션을 생성합니다.
단순 증류에 비해 분별 증류의 장점
분별 증류 설정에서 분별 컬럼은 일반적으로 혼합물로부터 액체의 분리를 증가시키기 위해 증류 플라스크와 헤드 사이에 배치됩니다. 이 컬럼은 액체-증기 평형이 발생할 수있는 더 큰 표면적을 가지고 있습니다. 더 많은 이론적 플레이트. 분류 컬럼의 예로는 6 개에서 8 개의 이론 단이있는 Vigreux 및 glass beads 컬럼이 있습니다.
단순 증류에서는 분별 컬럼이 사용되지 않고 증류 플라스크의 증기가 곧바로 응축됩니다. 이론 단이 하나 또는 두 개뿐이므로 L과 같은 혼합물의 분리에는 효과적이지 않습니다.1, 정화를 위해 4 회 이상의 증발-응축 사이클이 필요합니다.
분획 증류의 사용
분별 증류는 다음에 사용됩니다. 정유소 원유를 탄소수, 비등점 및 용도가 다른 탄화수소로 분리합니다. 일부 격리 된 제품에는 가솔린, 디젤, 오일 및 왁스가 포함됩니다. 이 방법은 화학 플랜트, 천연 가스 처리 및 극저온 공기 분리 플랜트에서도 사용됩니다.
분별 증류는 또한 유기 화학 실험실의 일반적인 기술. 예를 들어, 시클로 펜타 디엔은 일반적으로 디시 클로 펜타 디엔으로 판매됩니다. 시클로 펜타 디엔은 자발적으로 이량 체화하여 디시 클로 펜타 디엔을 형성 할 수 있기 때문입니다. 분별 증류는 종종 디시 클로 펜타 디엔을 다시 시클로 펜타 디엔으로 되 돌리는 데 사용됩니다.
분획 증류의 환경 영향
분획 증류만으로는 환경에 해롭지 않습니다. 실제로 분별 증류는 다른 방법으로는 사용할 수없는 원유를 더 가치있는 제품으로 전환합니다. 그러나 원유의 분별 증류가 수행되는 석유 정제소는 규정에 따라 부산물을 적절하게 처리하지 않으면 오염의 원인이 될 수 있습니다.
정유 공장은 미립자 물질, 질소 산화물 및 일산화탄소와 같은 주요 대기 오염원입니다. 정유소의 폐수는 대수층, 토양 및 지하수에 침전되어 물과 토지 오염을 유발합니다.