La destilación fraccionada es la separación de una mezcla en sus piezas, o fracciones, por ejemplo en la separación de los compuestos químicos al lado de su punto de ebullición calentándolos a una temperatura en la cual varias fracciones del compuesto se evaporen. Es un tipo especial de la destilación . Generalmente la ebullición de las piezas en menos que 25°C de uno a bajo presión de una atmósfera (atmósfera). Si la diferencia en puntos de ebullición es mayor que 25°C, se utiliza una destilación simple .

Disposición del laboratorio

La destilación fraccionada en un laboratorio hace uso de la cristalería de laboratorio común, así como algunos artículos de uso único como una columna de fraccionamiento .

Aparato

fuente de calor, tal como una placa caliente con un baño
frasco de destilación, típicamente un frasco de fondo redondeado
recibiendo el frasco, a menudo también un frasco de fondo redondeado
Columna de fraccionamiento (columna de Vigreux)
cabeza de la destilación
Termómetro y adaptador si está necesitado
condensador Condensador de Liebig,
Condensador de Graham, o
Condensador de Allihn
adaptador del vacío (no usado en imagen correcta superior)
Virutas de ebullición también conocidas como gránulos anti-que topan
Tapones de goma, a menos que la cristalería de laboratorio con los empalmes del vidrio de tierra se utilice, por ejemplo un aparato de Quickfit.

Método

Como ejemplo, considerar la destilación de una mezcla del agua y del etanol . Ebulliciones del etanol en 78.5  °C mientras que ebulliciones del agua en 100 °C. Así pues, suavemente calentando la mezcla, el componente más volátil concentrará a un mayor grado en el vapor que sale del líquido. Algunas mezclas forman los azeotropos donde las ebulliciones de la mezcla en una temperatura más baja que cualquier componente. En este ejemplo, una mezcla de ebulliciones del etanol del 96% y del agua del 4% en el °C 78.2, siendo más volátil que el etanol puro. Por esta razón, el etanol no se puede purificar totalmente por la destilación fraccionada directa de las mezclas del etanol-agua.

El aparato (el diagrama representa un aparato de la hornada, en comparación con un aparato continuo) está montado como en el diagrama. La mezcla se pone en el frasco basado redondo junto con algunos gránulos anti-que topan, y la columna de fraccionamiento se cabe en la tapa. Como se alzan las ebulliciones de la mezcla, vapor la columna. El del vapor condensa en las plataformas de cristal, conocidas como bandejas, dentro de la columna, y funciona detrás abajo en el líquido abajo, que refunde el destilado de . La columna es heated de la parte inferior. La bandeja más caliente está en la parte inferior y el más fresco está en la tapa. En las condiciones de estado estacionario, el vapor y el líquido en cada bandeja están en el equilibrio . Solamente el volátil de los vapores permanece más en forma gaseosa hasta el final a la tapa. El vapor en la tapa de la columna, entonces pasa en el condensador, que la enfría hasta que licuefaga. La separación es más pura con la adición de más bandejas (a una limitación práctica del calor, del flujo, del etc.) el condensado que estaba muy cercano a la composición del azeotropo llega a ser inicialmente gradualmente más rico en agua. El proceso continúa hasta todas las ebulliciones del etanol fuera de la mezcla. Este punto se puede reconocer por el fuerte aumento en la temperatura demostrada en el termómetro .

En la destilación del laboratorio, varios tipos de condensadores se encuentran comúnmente. El condensador de Liebig es simplemente un tubo recto dentro de una chaqueta de agua, y es la forma más simple (y relativamente menos costoso) de condensador. El condensador de Graham es un tubo espiral dentro de una chaqueta de agua, y el condensador de Allihn tiene una serie de constricciones grandes y pequeñas en el tubo interior, cada uno que aumenta la superficie sobre la cual los componentes del vapor pueden condensar.

Las disposiciones alternas pueden utilizar un " cow" o " pig" cuál está conectado con tres o cuatro frascos de recepción. Dando vuelta al " cow" o " pig", los destilados se pueden acanalar en el receptor apropiado.

Los sistemas de la destilación de vacío funcionan en de presión reducida, de tal modo bajando el punto de ebullición de los materiales.

Destilación industrial

La destilación es la forma más común de tecnología de la separación usada en las refinerías de petróleo, las fábricas de productos químicos petroquímicas de y y gas natural que procesa las plantas de . En la mayoría de los casos, la destilación se funciona en un continuo de estado estacionario . La nueva alimentación se está agregando siempre a la columna de destilación y los productos se están quitando siempre. A menos que el proceso sea disturbado debido a los cambios en la alimentación, el calor, la temperatura ambiente, o la condensación, la cantidad de alimentación que es agregada y la cantidad de producto que es quitado son normalmente iguales. Esto se conoce como destilación fraccionada continua, de estado estacionario.

La destilación industrial se realiza típicamente en las columnas cilíndricas grandes, verticales conocidas como " towers" de la destilación o del fraccionamiento; o " columns" de la destilación; con los diámetros que se extienden de cerca de 65 centímetros a 6 metros y las alturas extendiéndose de cerca de 6 metros a 60 metros o más. Las torres de destilación tienen enchufes líquidos en los intervalos encima de la columna que permiten el retiro de diversas fracciones del o de los productos que tienen diversos puntos de ebullición o intervalos de ebullición. El " lightest" los productos (ésos con el punto de ebullición más bajo) salen de la tapa de las columnas y del " heaviest" los productos (ésos con el punto de ebullición más alto) salen de la parte inferior de la columna.

Por ejemplo, la destilación fraccionada se utiliza en las refinerías de petróleo para separar el petróleo crudo en las sustancias útiles (o las fracciones) que tienen diversos hidrocarburos de diversos puntos de ebullición. El petróleo crudo fracciona con puntos de ebullición más altos:
el

tiene más átomos de carbón * tener pesos moleculares más altos * ser más oscuro en color
es más viscoso
ser más difícil de encender y a la quemadura

Las torres industriales en grande utilizan el reflujo para alcanzar una separación más completa de productos. El reflujo refiere a la porción del producto líquido de arriba condensado de una torre de la destilación o del fraccionamiento que se vuelva a la parte superior de la torre según las indicaciones del diagrama esquemático de una torre de destilación industrial típica, en grande. Dentro de la torre, el líquido del reflujo que fluye hacia abajo proporciona el enfriamiento necesario para condensar los vapores que fluyen hacia arriba, de tal modo aumentando la eficacia de la torre de destilación. Más reflujo se proporciona para un número dado de teórico las placas la separación mejor es de la torre de materiales de ebullición más bajos de materiales de ebullición más altos. Alternativo, se requiere más reflujo previo una separación deseada dada, pocas placas teóricas.

La destilación fraccionada también se utiliza en la separación del aire, produciendo el oxígeno líquido, el nitrógeno líquido, y el argón de la pureza elevada. La destilación Chlorosilanes también permite la producción del silicio de gran pureza para el uso como semiconductor .

En aplicaciones industriales, un material de embalaje se utiliza a veces en la columna en vez de las bandejas, especialmente cuando las gotas de presión baja a través de la columna se requieren, como al funcionar bajo vacío. Este material de embalaje puede o ser el embalaje descargado al azar (1-3" de par en par) por ejemplo los anillos de Raschig o el estructuró el metal de hoja . Los fabricantes típicos son Koch, Sulzer y otras compañías. Los líquidos tienden a mojar la superficie del embalaje y los vapores pasan a través de esta superficie mojada, donde ocurre la transferencia total . Desemejante de la destilación convencional de la bandeja en la cual cada bandeja representa un punto separado del equilibrio líquido de vapor la curva de equilibrio líquido de vapor en una columna llena es continua. Sin embargo, al modelar columnas llenas es útil computar un número de " plates" teórico; para denotar la eficacia de separación de la columna llena con respecto a bandejas más tradicionales. El embalaje diverso shaped tiene diversas superficies y espacio vacío entre el embalaje. Ambos factores afectan a funcionamiento del embalaje.

Diseño de columnas de destilación industriales

El diseño y la operación de una columna de destilación depende de la alimentación y de los productos deseados. Dado una alimentación componente simple, binaria, métodos analíticos tales como el método de McCabe-Thiele o la ecuación de Fenske. Con una volatilidad relativa de 4, el número required de placas teóricas disminuyó a 9 con un cociente del reflujo de 0. En otra fuente, una diferencia del punto de ebullición de 30°C requiere 12 placas teóricas y, para una diferencia de 3°C, el número de placas crecientes a 1000.

El cociente del reflujo del es el cociente de la cantidad de topos vueltos como líquido refundido a la columna de fraccionamiento y de la cantidad de los topos del producto final, ambos por tiempo de unidad.

Ver también

Destilación azeotrópica
Destilación de la hornada
Destilación
Destilación extractiva
Columna de fraccionamiento
Destilación del helada
El Raschig suena * destilación de vapor
Destilación de vacío

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Zenithic

Cortalim

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