Дестилација је метода за одвајање компонената од течне смеше, искоришћавањем њихових разлика у тачки кључања. То је раздвајање течност-гас и укључује испаравање и накнадну кондензацију сваке течности. Постоје неке предности фракционе дестилације у односу на једноставну дестилацију.
Уобичајени типови дестилације су једноставна дестилација, фракциона дестилација, вакуум дестилација и парна дестилација. Они се углавном разликују у подешавању апарата и њиховој примени.
Фракциона дестилација је ефикаснија од једноставне дестилације у одвајању због великог броја теоријских плоча. То је важан процес у хемији, индустрији и прехрамбеној науци. Употреба фракционе дестилације укључује процесе као што су десалинизација, прерада сирове нафте и хемијско пречишћавање.
Врсте дестилације
Једноставна дестилација је ефикасна само за течности чија се тачка кључања разликује за више од 30 ° Ц. Супротно томе, фракциона дестилација је погодна за сложенија раздвајања, где је разлика тачке кључања мања од 30 ° Ц.
Теорија фракционе дестилације
Треба разумети како функционише фракциона дестилација Раоултов закон, који наводи да притисак паре раствора зависи од притиска паре сваке компоненте и молског удела компоненте у раствору. Док се притисак одржава константним, може се створити а дијаграм температура-састав.
•••Измењено из Лабораторијске технике у органској хемији (четврто издање, 2014): странице 173-206
За смешу пентан-хексан при једном атмосферском притиску, почетна течна смеша (Л1) хексана (бп = 69 ° Ц) и пентана (бп = 36 ° Ц) кључа на 48 ° Ц дајући пару В1, који се кондензује у облик Л.2. После првог циклуса испаравања-кондензације, проценат пентана је повећан са 48 на 73 процента.
Л2 затим испарава у В.2, што је резултирало даљим обогаћивањем пентаном. Л5, који је течност добијена након четири циклуса, готово је чисти пентан. Сваки циклус испаравања-кондензације, такође назван теоријска плоча, даје чистији раствор испарљивије компоненте.
Предности фракционе дестилације у односу на једноставну дестилацију
У фракционом постројењу за дестилацију, фракциона фракција се обично поставља између тиквице за дестилацију и главе да би се повећало одвајање течности од смеше. Ови стубови имају већу површину на којој могу настати равнотеже течно-пара више теоријских плоча. Примери фракционисања стубова су стубови Вигреук и стаклене перле, који имају шест до осам теоријских плоча.
При једноставној дестилацији колона за фракционисање се не користи, а пара из тиквице за дестилацију иде право у кондензацију. Има само једну или две теоријске плоче, па не би био ефикасан за одвајање смеша попут Л.1, који за прочишћавање захтева више од четири циклуса испаравања-кондензације.
Употреба фракционе дестилације
Фракциона дестилација се користи у рафинерије нафте да се сирова нафта раздвоји на угљоводонике који имају различит број угљеника, тачке кључања и примену. Неки од изолованих производа укључују бензин, дизел, уља и воскове. Ова метода се такође користи у хемијским постројењима, преради природног гаса и постројењима за криогено одвајање ваздуха.
Фракциона дестилација је такође а уобичајена техника у лабораторијама органске хемије. На пример, циклопентадиен се обично продаје као дициклопентадиен, јер се циклопентадиен може спонтано димеризовати да би се формирао дициклопентадиен. Фракциона дестилација се често користи за враћање дициклопентадиена у циклопентадиен.
Утицај фракционе дестилације на животну средину
Само фракциона дестилација није штетна за животну средину. Заправо, фракциона дестилација сирову нафту, иначе неупотребљиву, претвара у вредније производе. Међутим, рафинерије нафте, у којима се врши фракциона дестилација сирове нафте, могу бити извор загађења ако се споредни производи не третирају правилно у складу са прописима.
Рафинерије су главни извор загађивача ваздуха као што су честице, азотни оксиди и угљен-моноксид. Отпадне воде из рафинерија такође узрокују загађење воде и земљишта, јер се таложе у водоносним слојевима, земљишту и подземним водама.