Como funciona a destilação fracionada?

Destilação é o processo de separar dois ou mais líquidos com base nas diferenças em seus pontos de ebulição. Quando os pontos de ebulição dos líquidos são muito semelhantes, no entanto, a separação por destilação normal torna-se ineficaz ou impossível. A destilação fracionada é um processo de destilação modificado que permite a separação de líquidos com pontos de ebulição semelhantes.

O ponto de ebulição de um líquido é a temperatura na qual ele se transforma em vapor. Os líquidos retêm seu ponto de ebulição característico, mesmo quando misturados com outros líquidos. Isso representa o princípio básico da destilação de que os líquidos podem ser separados pela conversão do líquido com o ponto de ebulição mais baixo em vapor, em seguida, convertendo esse vapor de volta ao estado líquido após ter sido transferido para um outro recipiente.

No processo de destilação, a mistura líquida é colocada em um frasco de ebulição, que é conectado a uma coluna de resfriamento chamada condensador, cuja extremidade oposta é conectada a um frasco receptor. O condensador fica na horizontal com uma ligeira inclinação para baixo de modo que o vapor que atinge o condensador e é convertido de volta em líquido possa ser coletado no frasco receptor. O departamento de química do Wake Forest College fornece um diagrama da configuração. No final da destilação, o líquido com ponto de ebulição mais baixo termina no frasco de recebimento (e é chamado de “destilado”) e o líquido com ponto de ebulição mais alto permanece no frasco de ebulição.

Uma configuração de destilação fracionada inclui uma coluna adicional que fica verticalmente no topo do frasco de ebulição e ao qual o condensador está conectado. Seu objetivo é aumentar a distância que o vapor deve percorrer para chegar ao condensador. As colunas são normalmente embaladas com contas de vidro ou peças de cerâmica para aumentar a área de superfície com a qual o vapor deve entrar em contato durante o transporte para o condensador.

Durante a destilação normal, uma quantidade substancial do líquido de alto ponto de ebulição também irá vaporizar e transportar para o frasco de coleta, tornando-se essencialmente uma impureza no produto destilado. Isso é especialmente problemático quando os líquidos sendo separados têm pontos de ebulição semelhantes. Quanto mais área de superfície o líquido com ponto de ebulição mais alto entrar em contato ao longo do caminho, maior será a probabilidade de ele se condensar de volta a um líquido e retornar ao frasco de ebulição. A destilação fracionada usa essa área de superfície aumentada para melhorar a eficiência da destilação.

As duas principais aplicações da destilação fracionada são o refino de petróleo bruto e a fabricação de destilados (bebidas alcoólicas).

O petróleo bruto contém vários produtos químicos diferentes, muitos dos quais têm pontos de ebulição semelhantes. As refinarias separam esses produtos químicos por ponto de ebulição em vários produtos. As frações de ponto de ebulição inferior tornam-se gás de petróleo ou gasolina, as frações de ponto de ebulição intermediário tornam-se óleo combustível, óleo diesel ou querosene, e as frações de maior ponto de ebulição tornam-se cera de parafina ou asfalto.

A fermentação dos açúcares em álcool para quando o teor de álcool se aproxima dos 13%, porque a levedura não consegue sobreviver em altas concentrações de álcool. Os pontos de ebulição do álcool (78,5 graus Celsius) e da água (100 graus Celsius) são semelhantes o suficiente para destilarias devem usar destilação fracionada para concentrar o álcool em cerca de 50 por cento (que é então chamado “Espíritos”).

O processo de destilação em uma refinaria de petróleo consome 2 barris de óleo em energia para cada 100 barris de óleo refinado.