的分馏是模仿基于该技术简单蒸馏物理过程上被用于均相类型的各种物质的分开的混合物的物质的沸点存在于液体或混合物相异质液体-固体型不易挥发。
从这个意义上讲,分馏方法涉及液体物质的蒸发,最易挥发的物质按照其沸点的增加顺序进行冷凝,以及随后收集最初希望获得的物质。
它是人类文明中几个世纪以来基本使用的一种方法。蒸馏的效率使其可以继续在当今的工业和实验室环境中使用。
该技术的原理在科学或工业的不同领域中有大量应用。
分馏工艺
分馏包括根据溶液沸点之间的差异将溶液分离成液态的组分,并且当该差异小于约25°C时进行应用。
因此,当将沸点相差很大的混合物置于加热下时,当达到最易挥发组分的沸腾温度时,将形成气相,该气相在开始时主要包含该物质。
然后,随着温度继续升高并随着时间的流逝,蒸发和冷凝的多个循环连续发生(每个循环被称为“理论塔板”),直到最低沸点的组分首先出现。
在每个循环中,塔中发现的气相成分会积聚大量挥发性最高的组分,这就是为什么该物质到达分馏塔顶部时基本上处于纯态的原因。
分馏设备
在实验室中,所使用的设备位于玻璃制成的烧瓶或蒸馏烧瓶的第一位置,溶液直接放置在该烧瓶或蒸馏烧瓶中,该溶液直接置于加热下。在此气球内放置一些沸腾的石头以控制该过程。
该烧瓶通过三颈连接器连接至分馏塔,分馏塔的长度决定了蒸馏的完成程度。
即,柱越长,分离将越有效。另外,需要温度计记录随时间变化的温度,以便可以控制蒸馏过程。
同样,塔的内部结构被设计为模拟几次连续的简单蒸馏,这是因为蒸汽逐渐从塔上上升,暂时在塔顶冷凝并反复上升。
接下来,该塔的出口连接至冷凝器,该冷凝器使分离和纯化的物质的蒸气冷却。
将其存储在特定的容器中进行收集,再次升高温度,直到达到下一个挥发性最大的下一个组分的沸点为止,重复上述过程,其中每个组分都存储在特定的容器中。
应用领域
作为分离液体混合物的最重要和最广泛使用的方法之一,这种物理分离技术具有许多优点,在工业和实验室中已获得的大量应用中都可以看到这一优点。
-从工业规模的分馏开始,在炼油设施中,它被用于将原油分离为其组分。
从这个意义上讲,它用于获取和处理在这些工业过程中提取的天然气。此外,它还用于化工厂和石化工艺中,以处理诸如苯酚或甲醛之类的物质。
-在低温空气分离设备中使用,可将大气中的空气分解成其主要成分。
-分馏用于海水淡化。
-在实验室规模上,它被用于试剂和产品的纯化,例如用于通过商业二环戊二烯的蒸馏获得环戊二烯。
-通过此技术进行纯化,可用于回收已使用的溶剂。
例子
石油的分馏
就石油而言,分馏是在称为蒸馏塔的超大型设备中进行的,该设备模仿分馏塔,并专门设计用于根据原油的馏分分离不同馏分或料流。沸腾。
该沸程是指每个分离馏分的沸点范围,因为它们是具有不同组分的烃的混合物,因此具有不同的沸点。
在进入蒸馏塔之前,将原油加热到约400°C的温度,以蒸发该物质,然后按沸程的增加顺序在塔中将其分离。
这样,最易挥发的馏分,例如气体(丙烷,丁烷……),汽油和石脑油都在塔的上部,随着馏分的下降,会发现“较重”的馏分,例如润滑剂或残留组分。
从塔中提取的一些馏分(例如汽油)被添加和改进以用于以后的商业化;其他切屑(例如柴油)也用作工业中其他过程的进料或燃料。
诸如残留物质之类的其他物流被引入到其他过程中,这些过程将其分离成它们的成分并赋予它们其他用途,或者增加了它们的商业价值。
参考文献
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