Destilācija ir divu vai vairāku šķidrumu atdalīšanas process, pamatojoties uz to viršanas temperatūru atšķirībām. Ja šķidrumu viršanas temperatūra ir ļoti līdzīga, atdalīšana ar normālu destilāciju kļūst neefektīva vai neiespējama. Daļēja destilācija ir modificēts destilācijas process, kas ļauj atdalīt šķidrumus ar līdzīgām viršanas temperatūrām.
Viršanas punkti
Šķidruma viršanas temperatūra ir temperatūra, kurā tā pārveidojas par tvaiku. Šķidrumi saglabā raksturīgo viršanas temperatūru pat sajaucot ar citiem šķidrumiem. Tas ir destilācijas pamatprincips, ka šķidrumus var atdalīt, pārveidojot šķidrumu ar zemākā viršanas temperatūra par tvaiku, pēc tam pārvēršot tos tvaiku šķidrā stāvoklī pēc tam, kad tie ir pārnesti uz atsevišķu konteiners.
Destilācija
Destilācijas procesā šķidruma maisījumu ievieto vārošā kolbā, kas savienota ar dzesēšanas kolonnu, ko sauc par kondensatoru, kuras pretējais gals ir savienots ar uztverošo kolbu. Kondensators atrodas horizontāli ar nelielu lejupejošu slīpumu, lai tvaikus, kas nonāk kondensatorā un atkal pārveidojas par šķidrumu, varētu savākt uztvērējkolbā. Veikmas meža koledžas ķīmijas nodaļā ir iestatīšanas shēma. Pēc destilācijas vismazāk vārošais šķidrums nonāk uztvērēja kolbā (un to sauc par “destilātu”), un augstāk vārošais šķidrums paliek vārīšanās kolbā.
Daļēja destilācija
Daļējas destilācijas iekārta ietver papildu kolonnu, kas vertikāli atrodas viršanas kolbas augšpusē un kurai pievienots dzesinātājs. Tās mērķis ir palielināt attālumu, kas tvaikiem jāpārvar, lai nokļūtu kondensatorā. Kolonnas parasti ir pildītas ar stikla pērlītēm vai keramikas gabaliņiem, lai palielinātu virsmas tvaiku, ar kuru jāsaskaras tvaikiem, transportējot tos uz kondensatoru.
Normālas destilācijas laikā ievērojams daudzums šķidruma ar augstāku viršanas temperatūru arī iztvaiko un nonāk transportēšanas kolbā, galvenokārt kļūstot par destilētā produkta piemaisījumu. Tas ir īpaši problemātiski, ja atdalāmajiem šķidrumiem ir līdzīgas viršanas temperatūras. Jo lielāka virsmas platība ir augstāka viršanas šķidruma kontaktiem ceļā, jo lielāka ir iespēja, ka tas atkal kondensēsies šķidrumā un atgriezīsies vārīšanās kolbā. Daļēji destilējot, šo palielināto virsmu izmanto, lai uzlabotu destilācijas efektivitāti.
Izmanto
Divi frakcionētās destilācijas primārie pielietojumi ir jēlnaftas rafinēšana un stipro alkoholisko dzērienu (alkoholisko dzērienu) ražošana.
Neapstrādātā eļļā ir daudz dažādu ķīmisku vielu, no kurām daudzām ir līdzīgas viršanas temperatūras. Rafinēšanas fabrikas atdala šīs ķīmiskās vielas ar viršanas temperatūru dažādos produktos. Zemākas viršanas temperatūras frakcijas kļūst par naftas gāzi vai benzīnu, starpposma viršanas frakcijas kļūst par mazutu, dīzeļdegvielu vai petroleju, un visvairāk vārošās frakcijas kļūst parafīna vasks vai asfalts.
Cukuru fermentācija alkoholā apstājas, kad alkohola saturs tuvojas 13 procentiem, jo raugs nespēj izdzīvot pie augstākas alkohola koncentrācijas. Alkohola (78,5 grādi pēc Celsija) un ūdens (100 grādi pēc Celsija) viršanas temperatūras ir pietiekami līdzīgas spirta rūpnīcām jāizmanto frakcionēta destilācija, lai koncentrētu spirtu līdz aptuveni 50 procentiem (ko pēc tam sauc par “Stiprie alkoholiskie dzērieni”).
Jautrs fakts
Destilācijas procesā naftas pārstrādes rūpnīcā patērē 2 barelu eļļas enerģijā uz katriem 100 bareliem rafinētas eļļas.