Дистиляція - це процес відокремлення двох або більше рідин на основі різниці температур їх кипіння. Однак, коли точки кипіння рідин дуже подібні, поділ звичайною дистиляцією стає неефективним або неможливим. Фракційна дистиляція - це модифікований процес дистиляції, який дозволяє відокремлювати рідини з подібними температурами кипіння.
Точки кипіння
Температура кипіння рідини - це температура, при якій вона перетворюється на пару. Рідини зберігають свою характерну температуру кипіння навіть у змішуванні з іншими рідинами. Це представляє основний принцип дистиляції, що рідини можна відокремити шляхом перетворення рідини в найнижча температура кипіння до пари, а потім перетворюючи цю пару назад у рідкий стан після того, як вона перейде в окремий контейнер.
Дистиляція
У процесі дистиляції рідку суміш поміщають у киплячу колбу, яка з'єднана з охолоджуючою колоною, яка називається конденсатором, протилежний кінець якої з'єднаний з приймальною колбою. Конденсатор розміщений горизонтально з невеликим нахилом вниз, так що пара, яка доходить до конденсатора і перетворюється назад у рідину, може збиратися в приймальній колбі. На хімічному факультеті Вейк-Форест-коледжу представлена схема установки. По закінченні дистиляції рідина з найменшим кипінням потрапляє у приймальну колбу (і називається «дистилятом»), а рідина з вищим кипінням залишається в киплячій колбі.
Фракційна дистиляція
Фракційна дистиляційна установка включає додаткову колону, яка знаходиться вертикально на верху киплячої колби і до якої підключений конденсатор. Його мета - збільшити відстань, яку пара повинна пройти, щоб дійти до конденсатора. Колони, як правило, упаковані скляними кульками або шматками кераміки, щоб збільшити площу поверхні, з якою пара повинна контактувати при транспортуванні до конденсатора.
Під час звичайної дистиляції значна кількість рідини, що кипить, також випаровується і транспортується до колби для збору, по суті перетворюючись на домішку в дистильованому продукті. Це особливо проблематично, коли рідини, що відокремлюються, мають однакові температури кипіння. Чим більше площа поверхні рідини, що кипить вище киплячого, на шляху, тим більша ймовірність конденсації назад до рідини та повернення до киплячої колби. Фракційна дистиляція використовує цю збільшену площу поверхні для підвищення ефективності дистиляції.
Використовує
Двома основними застосуваннями дробової дистиляції є переробка сирої нафти та виробництво спиртних напоїв (алкогольних напоїв).
Нафта містить безліч різних хімічних речовин, багато з яких мають подібні температури кипіння. НПЗ розділяють ці хімікати за температурою кипіння на різні продукти. Фракції нижчого кипіння стають нафтовим газом або бензином, фракції проміжного кипіння стають мазутом, дизельним паливом або гасом, а фракції, що найбільш киплять, стають парафіном або асфальт.
Ферментація цукру в спирт припиняється, коли вміст алкоголю наближається до 13 відсотків, оскільки дріжджі не можуть вижити при більш високих концентраціях алкоголю. Температури кипіння алкоголю (78,5 градусів Цельсія) та води (100 градусів Цельсія) досить подібні винокурні повинні використовувати дробову дистиляцію для концентрування алкоголю приблизно до 50 відсотків (що потім називають “Духи”).
Смішний факт
Процес дистиляції на нафтопереробному заводі споживає 2 барелі нафти на кожні 100 барелів рафінованої нафти.
