Ce este distilarea, unde este aplicată, descrierea procesului

Ce este Distilarea? Asta este

Aplicație și istorie

Distilarea este folosit pentru a separa lichidele din solide nevolatile ca în timpul distilării spirtoase din materiale fermentate sau pentru a separa două sau mai multe lichide cu punct de fierbere diferit ca în producția de benzină, kerosen și uleiuri din țiței lubrifiant. Alte aplicații industriale includ prelucrarea produselor chimice, cum ar fi formaldehida și fenolul, desalinizarea apei de mare.

Procesul de distilare a fost probabil folosit de experientii antice. Aristotel (384-322 î.Hr.) a menționat că apa pură poate fi obținută prin evaporarea mării. Pliniu cel Bătrân (23-79. N. E.) descris o metodă de condensare a unei primitive, în care uleiul se obține prin încălzirea unei colofoniu colectate pe lână plasată în partea superioară a distilator.

Distilare simplă

Majoritatea metodelor de distilare utilizate în industrie și studii de laborator sunt variațiile de distilare simplă. Această tehnologie de bază utilizează un cub sau un retort în care lichidul este încălzit, un condensator pentru răcirea vaporilor și un recipient pentru colectarea distilatului. Atunci când amestecul de substanțe este încălzit, cele mai volatile dintre ele sau cele ale căror punctul de fierbere este minimă și apoi altele sunt distilate sau nu sunt complet distilate. Un astfel de aparat simplu este perfect potrivit pentru purificarea unui lichid care conține componente ne-volatile și este suficient de eficient pentru a separa substanțele cu puncte de fierbere diferite. Pentru utilizarea în laborator, părțile aparatului sunt de obicei confecționate din sticlă și sunt conectate prin dopuri, furtunuri de cauciuc sau tuburi din sticlă. La scara industriala, echipamentul este fabricat din metal sau din ceramica.

Decarțirea fracționată

Metoda, denumită distilare fracționată sau diferențială, a fost dezvoltată pentru rafinare, deoarece distilarea simplă pentru separarea lichidelor, punctul de fierbere al cărui punct de fierbere diferă puțin, este ineficient. În acest caz, vaporii sunt condensați în mod repetat și evaporați într-un vas vertical izolat. Un rol deosebit este jucat de către producătorii de lactate, coloanele de fracții și condensatori, care permit revenirea unuia din condens înapoi la cub. Scopul este acela de a realiza un contact strâns între fazele în creștere ale amestecului, astfel încât numai fracțiunile cele mai volatile sub formă de vapori să ajungă la receptor, iar restul este returnat ca un lichid către cub. Purificarea componentelor volatile ca urmare a contactului dintre astfel de contracte se numește rectificare sau îmbogățire.

Distilare multiplă

Această metodă este numită și evaporarea în mai multe trepte. Acesta este un alt tip de distilare simplă. Cu ajutorul său, de exemplu, apa este distilată în instalații mari de desalinizare comercială. Transformarea lichidului în abur nu necesită încălzire. Pur și simplu provine dintr-un recipient cu o presiune atmosferică ridicată într-un recipient cu unul inferior. Aceasta duce la evaporarea rapidă, însoțită de condensarea aburului în lichid.

Vacuum de distilare

În una din versiunile procesului cu presiune redusă, se utilizează o pompă de vid pentru a crea un vid. Această metodă, numită "distilare în vid", este uneori utilizată atunci când se lucrează cu substanțe care, de obicei, se fierb la temperaturi ridicate sau se descompun la fierbere în condiții normale.

Pompele de vid creează o presiune în coloană, care este mult mai mică decât presiunea atmosferică. Pe lângă acestea, se utilizează regulatoare de vid. Monitorizarea atentă a parametrilor este foarte importantă, deoarece eficiența separării depinde de diferența de volatilitate relativă la o anumită temperatură și presiune. Schimbarea acestui parametru poate afecta negativ progresul procesului.

Ceea ce este distilarea în vid este bine cunoscut în rafinăriile de țiței. Metodele convenționale de distilare separă hidrocarburile ușoare și impuritățile din hidrocarburi grele. Produsul rezidual este supus distilării în vid. Acest lucru permite ca hidrocarburile cu punct de fierbere ridicat, cum ar fi uleiurile și cerurile, să fie separate la temperaturi scăzute. Metoda este utilizată și pentru separarea compușilor chimici organici sensibili la căldură și pentru reducerea acestora solvenți organici.

Ce este distilarea cu aburi?

Distilarea prin aburi este o metodă alternativă de distilare la temperaturi sub normal punctul de fierbere. Se utilizează atunci când substanța distilată nu este amestecată și nu reacționează chimic cu apa. Exemple de astfel de materiale sunt acizii grași și uleiul de soia. În timpul distilării, aburul este furnizat lichidului, care îl încălzește și provoacă evaporarea.

Distilarea în coloana ambalată

Deși coloanele ambalate sunt cel mai adesea folosite pentru absorbție, ele sunt de asemenea utilizate pentru distilarea amestecurilor de vapori și lichide. Acest design oferă o suprafață mare a suprafeței de contact, ceea ce mărește eficiența sistemului. Un alt nume pentru acest design este coloana de rectificare.

Principiul de funcționare este după cum urmează. Amestecul brut de componente cu volatilitate diferită este alimentat în centrul coloanei. Lichidul curge prin duza, iar aburul se mișcă în sus. Amestecul din partea inferioară a rezervorului intră în încălzitor și îl lasă împreună cu aburul. Gazul trece prin duză, preia cele mai volatile componente ale lichidului, iese din coloană și intră în condensator. După lichefiere, produsul intră într-o colecție de reflux, unde este separat într-un distilat și o fracțiune utilizată pentru irigare.

O concentrație diferită duce la faptul că componentele mai puțin volatile trec de la faza de vapori la faza lichidă. Duza mărește durata și zona de contact, ceea ce mărește eficiența separării. La ieșire, vaporii conțin cantitatea maximă de componente volatile, în timp ce în lichid concentrația acestora este minimă.

Duzele sunt umplute în vrac și ambalate. Forma de umplutură poate fi structurată aleator sau geometric. Este făcut din material inert, cum ar fi argila, porțelanul, plasticul, ceramica, metalul sau grafitul. Umplutura, de regulă, are dimensiuni de la 3 la 75 mm și are o suprafață mare în contact cu amestecul vapori-lichid. Avantajul umplerii în vrac este capacitatea mare de curgere, rezistența la presiuni mari și costul redus.

Umpluturile metalice au o înaltă rezistență și umezeală bună. Ceramica are o umectabilitate mai mare, dar nu este atât de puternică. Plasticul este suficient de puternic, dar umezit slab la debite mici. Deoarece materialele de umplutură ceramice sunt rezistente la coroziune, ele sunt utilizate la temperaturi ridicate pe care plasticul nu le poate rezista.

Loturile duze sunt o plasă structurată, dimensiunile cărora corespund diametrului coloanei. Asigurați prezența unor canale lungi pentru curgerea fluidelor și a vaporilor. Ele sunt mai scumpe, dar pot reduce presiunile de presiune. Dispozitivele de atașare a loturilor sunt preferate la debite mici și în condiții de presiune scăzută. Ele sunt de obicei realizate din lemn, tablă sau plasă țesută.

Ele sunt utilizate pentru recuperarea solvenților și în industria petrochimică.

Distilarea în coloana de distilare

Cele mai utilizate coloane sunt tipul plăcii. Numărul plăcilor depinde de puritatea dorită și de complexitatea separării. Aceasta afectează înălțimea coloanei de distilare.

Principiul muncii sale este următorul. Amestecul este alimentat în mijlocul înălțimii coloanei. Diferența de concentrație duce la faptul că componentele mai puțin volatile trec din fluxul de vapori în fluxul de lichid. Gazul care iese din condensator conține substanțele cele mai volatile, în timp ce gazele mai puțin evaporate pătrund prin încălzitor în curentul de lichid.

Geometria plăcilor din coloană afectează gradul și tipul de contact dintre diferitele stări de fază ale amestecului. Structural, ele sunt realizate sită, supape, cu bule capac, sită, și t cascadă. D. Plăcile perforate, care au deschideri pentru abur, sunt folosite pentru a oferi performanțe ridicate la costuri reduse. talere cu supapă mai ieftine, în care orificiile sunt prevăzute cu deschiderea și închiderea supapelor sunt predispuse la înfundare datorită acumulării de material de pe ele. Capacele sunt prevăzute cu capace, permițând vaporilor să treacă prin lichid prin găurile mici. Aceasta este cea mai avansată și cea mai scumpă tehnologie, eficientă la debite mici. Lichidul curge de la o placă la alta în jos pe conductele verticale de drenare.

Belleville coloane sunt adesea folosite pentru a restabili solvenți de la deșeuri de proces. Ele sunt, de asemenea, utilizate pentru a restabili metanolul în timpul operației de uscare. Ca produs lichid iese apă și deșeurile organice volatile trec în faza de vapori. Aceasta este distilarea în coloana de distilare.

Distilare criogenică

Distilarea criogenică constă în aplicarea metodelor generale de distilare a gazelor răcite în stare lichidă. Sistemul funcționează la temperaturi sub -150 ° C. Pentru aceasta se folosesc schimbătoare de căldură și bobine. Întreaga structură se numește bloc criogenic. Gaze lichefiate intră în bloc și sunt distilate la temperaturi foarte scăzute. Coloanele de distilare criogenică pot fi ambalate și ambalate. Proiectul lotului este mai preferat, deoarece materialul în vrac este mai puțin eficient la temperaturi scăzute.

Una dintre principalele aplicații de distilare criogenică este separarea aerului în gazele constituente.

Dizolvarea extractivă

În rectificarea extractivă sunt utilizați compuși suplimentari care acționează ca un solvent pentru a modifica volatilitatea relativă a uneia dintre componentele amestecului. Se adaugă un solvent la coloana de extracție substanțelor care urmează a fi separate. Componenta curentului de alimentare care trebuie recuperat este combinat cu solventul și iese în fază lichidă. Celălalt component se evaporă și se duce la distilat. A doua distilare din cealaltă coloană permite separarea substanței de solvent, care apoi revine la etapa anterioară pentru a repeta ciclul.

Extracția rectificată este utilizată pentru separarea compușilor cu puncte de fierbere similare și amestecuri azeotropice. Extracția rectificativă nu este la fel de răspândită în industrie ca și distilarea convențională, datorită complexității designului. Un exemplu este procesul de obținere a celulozei. Solventul organic separă celuloza de lignină și se obține cea de-a doua distilare substanță pură.