Distillation
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La distillation est l'opération de séparer, moyennant vaporisation et recondensación, les différents composants liquides ou licuados d'un mélange, en profitant de le différent points d'ébullition (températures d'ébullition) de chacune des substances heterogeneas.
La distillation se donne en forme naturelle en dessous du point d'ébullition (100 ºC dans le cas de l'eau), après se condensa en formant nuages et enfin pleut.
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Distillation simple
L'appareil utilisé pour la distillation dans le laboratoire est le alambic. Il figure d'un récipient où se stocke le mélange à celle que il se lui applique chaleur, un condensador où se refroidissent les vapeurs générées, en les portant de nouveau à l'état liquide et un récipient où se stocke le liquide concentré.
Dans la industrie chimique s'utilise la distillation pour l'écart de mélanges simples ou complexes. Une forme de classer la distillation peut être la de que soit discontinua ou continue.
Dans le schéma placé à la droite peut se remarquer un appareil de distillation simple basique:
- Mechero, fournit chaleur au mélange à distiller.
- Retorta Ou matraz de fond rond, que devra contenir des petits morceaux de matériel poroso (céramique, ou matériel similaire) pour éviter sursauts soudains par sobrecalentamientos.
- Tête de distillation: il N'est pas nécessaire si la retorta a une tubuladura latérale.
- Thermomètre: Le bulbo du thermomètre toujours se place à la même hauteur que la sortie à l'entrée du refrigerador. Pour savoir si la température est la réelle, le bulbo devra avoir au moins une goutte de liquide. Peut être nécessaire un bouchon de gomme pour soutenir au thermomètre et éviter qu'ils s'échappent les gaz (très important lorsque se travaille avec des liquides inflammables).
- Tuyau refrigerante.
- Entrée de eau: Le liquide toujours doit entrer par la part inférieure, pour que le tuyau demeurez plein avec de l'eau.
- Sortie de eau: il La plupart du temps peut se relier la sortie d'un à l'entrée d'autrui, parce que ne s'échauffe pas beaucoup le liquide.
- Il se ramasse dans un ballon, verre de précipités, ou un autre récipient.
- Source de vide: il N'est pas nécessaire pour une distillation à pression atmosférica.
- Adaptateur de vide: il N'est pas nécessaire pour une distillation à pression atmosférica.
Distillation fractionnée
La distillation fractionnée est une variante de la distillation simple que s'emploie principalement lorsqu'il est nécessaire séparer des liquides avec point d'ébullition proches.
La principale différence qui a avec la distillation simple est l'usage d'une colonne de fraccionamiento. Celle-ci permet un majeur contact entre les vapeurs que montent avec le liquide condensado que descend, par l'utilisation de différentes "assiettes". Ceci facilite l'échange de chaleur entre les vapeurs (qu'ils cèdent) et les liquides (que reçoivent). Cet échange produit un échange de masse, où les liquides avec moindre point d'ébullition ils se convertissent en vapeur, et les vapeurs avec majeur point d'ébullition ils passent à l'état liquide.
Distillation au vide
La distillation à vide est l'opération complémentaire de distillation du cru accusé dans l'unité de distillation atmosférica, que ne se vaporiza et sort par la part inférieure de la colonne de distillation atmosférica. Le vaporizado de tout le cru à la pression atmosférica préciserait élever la température par dessus du seuil de décomposition chimique et cela, dans cette phase du refino de pétrole, est indésirable.
Le résidu atmosférico ou cru réduit originaire du fond de la colonne de distillation atmosférica, se bombe à l'unité de distillation à vide, s'échauffe généralement dans un four à une température inférieure aux 400 ºC, similaire à la température que s'obtient dans la phase de distillation atmosférica, et s'introduit dans la colonne de distillation. Cette colonne travaille à vide, avec une pression absolue de quelques 20 mm de Hg, par ce que se revient à produire une vaporisation de produits sous l'effet de la diminution de la pression, en pouvant lui extraire plus de produits légers sans descomponer sa structure molecular.
Dans l'unité de vide ils s'obtiennent seulement trois types de produits:
- Gaz Oil Léger de vide (BUT).
- Gaz Oil Lourd de vide (GOP).
- Résidu de vide.
Les deux premiers, BUT et GOP, s'utilisent comme alimentation à l'unité de craqueo catalítico après desulfurarse dans une unité de hidrodesulfuración (HDS).
Le produit du fond, résidu de vide, s'utilise principalement pour nourrir à des unités de craqueo thermique, où se reviennent à produire plus produits légers et le fond il se consacre à produire fuel oil, ou pour nourrir à l'unité de production de coque. En dépenant de la nature du cru le résidu de vide peut être matière première pour produire asfaltos.
Distillation azeotrópica
En chimiste, la distillation azeotrópica est une des techniciennes usées pour casser un azeótropo dans la distillation. Une des distillations les plus communes avec un azeótropo est la de la mêle éthanol-eau. En usant techniques normaux de distillation, l'éthanol seul peut être purificado à environ de 95%.
il une fois se trouve dans une concentration de 95/5% éthanol/eau, les coefficients d'activité de l'eau et de l'éthanol ils sont égaux, alors la concentration de la vapeur du mélange il aussi est de 95/5% éthanol-eau, donc distillations posterior ils sont inefectivas. Quelques usages requièrent des concentrations d'alcool majeurs, par exemple lorsque se use comme additif pour l'essence. Donc l'azeótropo 95/5% doit se casser pour remporter une majeure concentration.
En un des méthodes s'additionne un matériel agent d'écart. Par exemple, l'addition de benceno au mélange change l'interaction molecular et élimine l'azeótropo. Le désavantage, est le besoin d'un autre écart pour retirer le benceno. Un autre méthode, la variation de pression dans la distillation, se base sur le fait de que un azeótropo dépend de la pression et aussi qu'il n'est pas un rang de concentrations que ne peuvent pas être distillées, mais le point dans lequel les coefficients d'activité se croisent. Si l'azeótropo se saute, la distillation peut continuer.
Pour sauter l'azeótropo, l'azeótropo peut être mû en changeant la pression. Comúnmente, La pression se fixe de forme telle que l'azeótropo restez près le 100% de concentration, pour le cas de l'éthanol, celui-ci se peut placer en 97%. L'éthanol peut se distiller alors jusqu'à 97%. il actuellement se distille à un peu de moins de 95,5%. L'alcool à 95,5% s'envoie à une colonne de distillation qu'est à une pression différente, se meut l'azeótropo à une concentration moindre, peut-être à 93%. Puisque le mélange est par dessus de la concentration azeotrópica actuelle, la distillation ne se “collera pas” en ce point et l'éthanol pourra être distillé à n'importe quelle concentration nécessaire.
Pour remporter la concentration requise pour l'éthanol comme additif pour l'essence ils s'usent comúnmente tamices moleculares dans la concentration azeotrópica. L'éthanol se distille jusqu'à 95%, après se fait passer par un tamiz molecular qu'absorbe l'eau du mélange, déjà s'a alors éthanol par dessus du 95% de concentration, que permet des distillations posterior. Après le tamiz s'échauffe pour éliminer l'eau et peut être reutilizado.
Distillation par traîne de vapeur
Dans la distillation par traîne de vapeur d'eau se mène à terme la vaporisation sélective du composant volátil d'un mélange formé par celui-ci et autres "ne volátiles". L'Antérieur se remporte par l'intermédiaire de l'injection de vapeur d'eau directement dans l'intérieur du mélange, en se dénommant ce "vapeur de traînez", mais en réalité sa fonction n'est pas la de "traîner" le composant volátil, mais condensarse en le matraz en formant une autre phase inmisible que cédera sa chaleur latente au mélange à distiller pour remporter sa évaporation. Dans ce cas ils s'auront la présence de deux phases insolubles tout au long de la distillation (organique et acuosa), donc, chaque liquide se comportera comme si l'autre ne fût pas présent. C'est-à-dire, chacun d'ils exercera sa propre pression de vapeur et il correspondra à la d'un liquide pur à une température de référence
La condition la plus importante pour que ce type de distillation puisse être appliqué est qu'autant le composant volátil comme l'impureza soient insolubles en de l'eau puisque le produit distillé volátil) formera deux capes au condensarse, ce que permettra l'écart du produit et de l'eau facilement.
Comme s'a mentionné antérieurement, la pression totale du système sera la somme des pressions de vapeur des composants du mélange organique et de l'eau, pourtant, si le mélange à distiller il est un hydrocarbure avec quelque huile, la pression de vapeur de l'huile en étant très petite s'envisage despreciable pour effet des calculs:
P = Pa° + Pb°
Où:
- P = Pression totale du système
- Pa°= pression de vapeur de l'eau
- Pb°= pression de vapeur de l'hydrocarbure
Par ailleurs, le point de ébullition de n'importe quel système s'obtient à la température à laquelle la pression totale du système est égale à la pression du confinamiento. Et comme les deux liquides ensemble obtiennent une pression donnée, plus vite que n'importe qui d'ils seuls, le mélange hervirá à une température une plus basse que n'importe qui des composants purs. Dans la distillation par traîne est possible utiliser gaz inerte pour le traîne. Pourtant, l'emploi de vapeurs ou gaz différents à l'eau implique des problèmes additionnels en la condensation et récupération du distillé ou gaz.
Le comportement qui aura la température tout au long de la distillation sera soutenue, puisqu'ils n'existent pas des changements dans la pression de vapeur ou dans la composition des vapeurs du mélange, c'est-à-dire que le point d'ébullition demeurera soutenue tandis que les deux liquides esten présents dans la phase liquide. Dans le moment qu'un des liquides s'élimine par la propre ébullition du mélange, la température montera brusquement.
Si en mélange binaria désignons par na et nb aux fractions molares des deux liquides dans la phase vapeur, aurons:
- Pa° = na P Pb° = nbP En divisant:
- Pa° = na P = na
- Pb° nb P nb
na Et nb sont le numero de moles de À et B à n'importe quel volúmen donné de vapeur, donc:
- Pa° = na
- Pb° nb
Et comme la relation des pressions de vapeur à une "T" donnée est soutenue, la relation na/nb, doit être soutenu aussi. C'est-à-dire, la composition de la vapeur est toujours soutenue en autant que les deux liquides soyez des présents.
En plus comme: na = wa/Ma et nb= wb/Mb
Où: wa et wb sont les poids en un volúmen donné et Ma, Mb sont les poids moleculares de À et B respectivement. L'équation se transforme en:
Pa° = na = waMb Pb° nb wbMa Ou bien: wa = Carte° wb MbPb°
Cette dernière équation lie directement les poids moleculares des deux composants distillés, dans un mélange binaria de liquides. Donc, la distillation par traîne avec vapeur d'eau, en des systèmes de liquides inmisibles en celle-ci s'arrive à utiliser pour déterminer les poids moleculares approchés des produits ou substances liées.
Il est nécessaire établir qu'il existe une grande différence entre une distillation par traînez et une simple, puisqu'en la première ne se présente pas un équilibre de phases liquide-vapeur entre les deux composants à distiller comme se donne dans la distillation simple, donc il n'est pas possible réaliser diagramas d'équilibre puisque dans la vapeur ne sera jamais présente le composant "ne volátil" tandis que celui-ci en distillant le volátil. Outre que dans la distillation par traîne de vapeur le distillé obtenu sera pur en relation au composant ne volátil (bien que requière d'un décantation pour être séparé de l'eau), quelque chose que n'arrive pas dans la distillation simple où le distillé continue à présenter les deux composants bien que plus enrichi en quelqu'un d'ils. En plus si ce type de mélanges avec des huiles de grand poids molecular allassent distillées sans l'addition de la vapeur il se requerrait de grande quantité de énergie pour l'échauffer et il emploierait majeur temps, en se pouvant descomponer si s'agit d'une huile essentielle.
Distillation améliorée
Lorsqu'ils existent deux ou plus composés dans un mélange qu'ont des points d'ébullition relativement proches, c'est-à-dire, volatilité relative mineure à 1 et qu'il forme un mélange n'idéal il est nécessaire envisager autres alternatives mais economicas à la distillation conventionnelle, comme sont:
- Distillation extractiva
- Distillation réactive
Ces techniciennes ne sont pas avantageuses en tous les cas et les règles d'analyses et création peuvent n'être généralisées pour tous les systèmes, par ce que chaque mélange il doit être analysée soigneusement pour trouver les meilleures conditions d'opération.
Voyez-vous aussi
Tu raccordes externes
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