Damıtma, kaynama noktası farklılıklarından yararlanarak bileşenleri sıvı bir karışımdan ayırma yöntemidir. Bu bir sıvı-gaz ayrımıdır ve her sıvının buharlaşmasını ve ardından yoğunlaşmasını içerir. Basit damıtma üzerinde fraksiyonel damıtmanın bazı faydaları vardır.
Yaygın damıtma türleri basit damıtma, fraksiyonel damıtma, vakum damıtma ve buhar damıtmadır. Esas olarak aparat kurulumunda ve uygulamalarında farklılık gösterirler.
Fraksiyonel damıtma, yüksek sayıda teorik plaka nedeniyle ayırmada basit damıtmadan daha verimlidir. Kimya, endüstri ve gıda bilimlerinde önemli bir süreçtir. Fraksiyonel damıtmanın kullanımları, tuzdan arındırma, ham petrol arıtma ve kimyasal arıtma gibi işlemleri içerir.
Damıtma Türleri
Basit damıtma, yalnızca kaynama noktaları 30 °C'den fazla farklılık gösteren sıvılar için etkilidir. Aksine, fraksiyonel damıtma, kaynama noktası farkının 30 °C'den az olduğu daha zorlu ayırmalar için uygundur.
Kesirli Damıtma Teorisi
Kesirli damıtmanın nasıl çalıştığını anlamak için bilmek gerekir
Raoult yasasıBir çözeltinin buhar basıncını belirten, her bileşenin buhar basıncına ve çözeltideki bileşenin mol fraksiyonuna bağlıdır. Basıncı sabit tutarken, bir sıcaklık-bileşim diyagramı.
•••Organic Chemistry'de Laboratuvar Tekniği'nden Modifiye Edilmiştir (Dördüncü Baskı, 2014): sayfa 173-206
Bir atmosferik basınçta bir pentan-heksan karışımı için, bir başlangıç sıvı karışımı (L1) heksan (bp = 69°C) ve pentan (bp = 36°C) 48°C'de kaynar ve V buharı oluşturur1, hangi L oluşturmak üzere yoğunlaşır2. İlk buharlaşma-yoğuşma döngüsünden sonra pentan yüzdesi yüzde 48'den yüzde 73'e yükseldi.
L2 sonra V'ye buharlaşır2, pentanda daha fazla zenginleştirme ile sonuçlanır. L5Dört döngüden sonra elde edilen sıvı olan, neredeyse saf pentandır. Her bir buharlaşma-yoğunlaşma döngüsü, aynı zamanda teorik plaka, daha uçucu bileşenin daha saf bir çözümünü verir.
Kesirli Damıtmanın Basit Damıtmaya Göre Avantajları
Bir fraksiyonel damıtma düzeneğinde, sıvıların karışımdan ayrılmasını arttırmak için tipik olarak damıtma şişesi ve başlık arasına bir fraksiyonlama kolonu yerleştirilir. Bu kolonlar, üzerinde sıvı-buhar dengesinin oluşabileceği daha geniş bir yüzey alanına sahiptir ve böylece daha teorik plakalar. Fraksiyonlama kolonlarının örnekleri, altı ila sekiz teorik plakaya sahip olan Vigreux ve cam boncuk kolonlarıdır.
Basit bir damıtmada, bir fraksiyonlama kolonu kullanılmaz ve damıtma şişesinden gelen buhar doğrudan yoğuşmaya gider. Sadece bir veya iki teorik plakaya sahiptir, bu nedenle L gibi karışımların ayrılmasında etkili olmaz.1saflaştırmak için dörtten fazla buharlaşma-yoğunlaştırma döngüsü gerektiren.
Fraksiyonel Damıtma Kullanımları
Fraksiyonel damıtma kullanılır petrol Rafinerileri ham petrolü farklı karbon sayılarına, kaynama noktalarına ve uygulamalarına sahip hidrokarbonlara ayırmak. İzole ürünlerden bazıları benzin, dizel, yağlar ve mumları içerir. Bu yöntem aynı zamanda kimyasal tesislerde, doğal gaz işleme ve kriyojenik hava ayrıştırma tesislerinde de kullanılmaktadır.
Fraksiyonel damıtma da bir organik kimya laboratuvarlarında yaygın teknik. Örneğin, siklopentadien genellikle disiklopentadien olarak satılır çünkü siklopentadien kendiliğinden disiklopentadien oluşturmak üzere dimerize olabilir. Fraksiyonel damıtma, genellikle disiklopentadien'i siklopentadiyene geri döndürmek için kullanılır.
Fraksiyonel Damıtmanın Çevresel Etkisi
Fraksiyonel damıtma tek başına çevreye zararlı değildir. Aslında, fraksiyonel damıtma, aksi takdirde kullanılamaz olan ham petrolü daha değerli ürünlere dönüştürür. Ancak ham petrolün fraksiyonel damıtılmasının gerçekleştirildiği petrol rafinerileri, yan ürünleri yönetmeliklere uygun şekilde arıtılmadığı takdirde kirlilik kaynağı olabilmektedir.
Rafineriler, partikül madde, nitrojen oksitler ve karbon monoksit gibi hava kirleticilerinin ana kaynağıdır. Rafinerilerden çıkan atık sular ayrıca akiferlere, toprağa ve yeraltı sularına yerleşerek su ve toprak kirliliğine neden olmaktadır.