Co je destilace, kde se používá, popis procesu

Co je destilace? To je

Aplikace a historie

Destilace se používá k oddělení kapaliny od netěkavých pevných látek, jako během destilace lihu kvašením, nebo k oddělení dvou nebo více kapalin s různou teplotou varu, jako při výrobě benzinu, petroleje a mazacích olejů ze surové ropy. Jiné průmyslové aplikace zahrnují zpracování chemických produktů, jako je formaldehyd a fenol, odsolení mořské vody.

Proces destilace byl pravděpodobně použit starými experimentátory. Aristotle (384-322 př.nl) uvedl, že čistá voda může být získána odpařením moře. Plinius starší (23-79. N. E. a) popisuje způsob kondenzace primitivní, kde olej je možno získat zahříváním kalafuny se zachytí na vlny umístěné v horní části destilačního zařízení.

Jednoduchá destilace

Většina destilačních metod používaných v průmyslu a laboratorních studiích jsou varianty jednoduché destilace. Tato základní technologie používá koks nebo retort, ve kterých se kapalina zahřívá, kondenzátor pro chlazení par a kontejner pro sběr destilátu. Když se směs látek zahřívá, nejvíce volatilní z nich nebo ten, jehož bod varu je minimální a ostatní jsou destilovány nebo nejsou zcela destilovány. Takové jednoduché zařízení je dokonale vhodné pro čištění kapaliny obsahující neprchavé složky a je dostatečně účinné k oddělení látek s různými teplotami varu. Pro laboratorní použití jsou části přístroje obvykle vyrobeny ze skla a jsou spojeny zátkami, pryžovými hadicemi nebo skleněnými trubkami. V průmyslovém měřítku je zařízení vyrobeno z kovu nebo keramiky.

Frakční destilace

Technika, nazvaný frakční nebo diferenciál, destilací, byl vyvinut pro rafinaci následujících důvodů jednoduché destilace pro separaci kapalin, které mají teplotu varu, která se liší jen málo účinné. V tomto případě se pára opakovaně kondenzuje a odpaří v izolované vertikální nádobě. Zvláštní roli zde hraje parního bubnu, frakcionační kolony a kondenzátorů, vám umožní vrátit část kondenzátu zpět do krychle. Cílem je, aby se dosáhlo dokonalého styku mezi různými fázemi směsi zvýší na pouze na nejvíce těkavých podílů ve formě páry se dostávají na přijímač, a zbytek se vrátil jako kapalina na straně kostky. Purifikace těkavých složek v důsledku kontaktu mezi takovými protiproudy se nazývá náprava nebo obohacení.

Vícenásobná destilace

Tato metoda se také nazývá vícestupňové odpařování blesku. Jedná se o jiný typ jednoduché destilace. Například pomocí vody se destiluje velké komerční odsolení. Přeměna kapaliny na páru nevyžaduje zahřívání. Jednoduše pochází z kontejneru s vysokým atmosférickým tlakem do kontejneru s nižším tlakem. To vede k rychlému odpařování s kondenzací páry do kapaliny.

Vákuová destilace

V jedné z verzí procesu se sníženým tlakem se používá vakuové čerpadlo k vytvoření vakua. Tato metoda, nazývaná "vakuová destilace", se někdy používá při práci s látkami, které obvykle varí při vysokých teplotách nebo se při normálních podmínkách rozkládají při vaření.

Vakuová čerpadla vytvářejí tlak ve sloupci, což je mnohem nižší než atmosférický tlak. Kromě nich se používají vakuové regulátory. Pečlivé sledování parametrů je velmi důležité, protože účinnost separace závisí na rozdílu relativní těkavosti při dané teplotě a tlaku. Změna tohoto parametru může nepříznivě ovlivnit průběh procesu.

Co je destilace ve vakuu, je dobře známa v ropných rafinériích. Obvyklé metody destilace oddělují lehké uhlovodíky a nečistoty z těžkých uhlovodíků. Zbylý produkt se podrobí vakuové destilaci. To umožňuje, aby se vysokovroucí uhlovodíky, jako jsou oleje a vosky, oddělily při nízkých teplotách. Tato metoda se také používá k oddělení organických chemických sloučenin citlivých na teplo a ke snížení organická rozpouštědla.

Co je parní destilace?

Parní destilace je alternativní metoda destilace při teplotách pod normálem bod varu. Používá se, když není destilovaná látka smíchána a chemicky nereaguje s vodou. Příklady takových materiálů jsou mastné kyseliny a sójový olej. Během destilace je pára přiváděna do kapaliny, která ji ohřívá a způsobuje odpařování.

Destilace v naplněném sloupci

Ačkoli se nejčastěji používají na absorpci balené kolony, používají se také k destilaci směsí páry a kapaliny. Tento návrh poskytuje velkou plochu kontaktního povrchu, což zvyšuje účinnost systému. Dalším názvem tohoto návrhu je rectifikační sloupec.

Princip činnosti je následující. Surová směs složek s různou těkavostí se přivádí do středu sloupce. Tekutina proudí dolů tryskou a pára se pohybuje nahoru. Směs na dně nádrže se dostane do ohřívače a opouští ji spolu s parou. Plyn plyne tryskou, zvedá nejcitlivější složky kapaliny, opouští sloupec a vstupuje do kondenzátoru. Po zkapalnění se produkt vrací do sběru refluxu, kde se rozdělí do destilátu a frakce se používá k zavlažování.

Jiná koncentrace vede k tomu, že méně těkavé složky procházejí z plynné fáze do kapalné fáze. Tryska zvyšuje trvání a oblast styku, což zvyšuje účinnost oddělení. Na výpusti obsahuje pára maximální množství těkavých složek, zatímco v kapalině je jejich koncentrace minimální.

Trysky jsou naplněny hromadně a zabaleny. Tvar plniva může být buď náhodný nebo geometricky strukturovaný. Je vyroben z inertní materiál, jako je hlína, porcelán, plast, keramika, kov nebo grafit. Plnidlo má zpravidla rozměry od 3 do 75 mm a má velký povrch v kontaktu se směsí pára a kapaliny. Výhodou plnění objemu je velká kapacita průtoku, odolnost proti vysokým tlakům a nízká cena.

Kovové plniva mají vysokou pevnost a dobrou smáčivost. Keramické výrobky mají ještě vyšší smáčivost, ale nejsou tak silné. Plasty jsou dostatečně silné, ale špatně navlhčené při nízkých průtokových rychlostech. Vzhledem k tomu, že keramická plniva jsou odolná proti korozi, používají se při zvýšených teplotách, které nemohou odolat plasty.

Dávkovací trysky jsou strukturované sítě, jejichž rozměry odpovídají průměru sloupce. Zajistěte přítomnost dlouhých kanálů pro proudění tekutin a par. Jsou dražší, ale mohou snížit tlakové ztráty. Dávkové připevnění je výhodné při nízkých průtokových rychlostech a při nízkých tlacích. Jsou obvykle vyrobeny z dřeva, plechu nebo tkaných sítí.

Používají se k regeneraci rozpouštědel a petrochemického průmyslu.

Destilace v destilační koloně

Nejčastěji používané sloupce jsou typ desky. Počet desek závisí na požadované čistotě a složitosti separace. To ovlivňuje výšku destilační kolony.

Princip práce je následující. Směs se přivádí uprostřed výšky sloupce. Rozdíl v koncentraci vede k tomu, že méně těkavé složky procházejí z proudu páry do toku kapaliny. Plyn, který opouští kondenzátor, obsahuje nejméně těkavé látky, zatímco méně odpařované plyny vystupují z ohřívače do proudu kapaliny.

Geometrie desek ve sloupci ovlivňuje stupeň a typ styku mezi různými fázovými stavy směsi. Konstrukčně jsou prováděny síto, ventil, kloboučkové, síto, a kaskádový t. D. perforovaných desek, které mají otvory pro vodní páru, se používají k zajištění vysokého výkonu při nízkých nákladech. Levnější ventilové zásobníky, ve kterých jsou otvory jsou opatřeny otvorem a uzavírací ventily jsou náchylné k ucpávání v důsledku hromadění materiálu na nich. Uzávěry jsou opatřeny čepičkami, které umožňují parám procházet kapalinou malými otvory. Jedná se o nejvyspělejší a nejdražší technologii, účinnou při nízkých průtokových rychlostech. Kapalina proudí z jedné desky do druhé na odtokových svislých potrubích.

Belleville sloupy se často používají k obnově rozpouštědel z odpadu z procesu. Používají se také k obnově methanolu během sušení. Jako kapalný produkt vytéká voda a těkavý organický odpad prochází do plynné fáze. To je destilace v destilační koloně.

Kryogenní destilace

Kryogenická destilace spočívá v aplikaci obecných destilačních metod na plyny ochlazené na kapalný stav. Systém pracuje při teplotách pod -150 ° C. Za tím účelem se používají výměníky a cívky. Celá struktura se nazývá kryogenní blok. Zkapalněné plyny vstupují do bloku a destilují za velmi nízkých teplot. Sloupce kryogenní destilace lze zabalit a zabalit. Konstrukce šarží je výhodnější, protože sypký materiál je při nízkých teplotách méně účinný.

Jedním z hlavních aplikací kryogenní destilace je oddělení vzduchu do jeho složek.

Extrakční destilace

Při extrakční rektifikaci se používají další sloučeniny, které působí jako rozpouštědlo pro změnu relativní těkavosti jedné ze složek směsi. Do extrakční kolony se přidává rozpouštědlo k látkám, které se mají oddělit. Komponenta přívodního proudu, který má být získána, se spojí s rozpouštědlem a vyjde v kapalné fázi. Druhá složka se odpařuje a vede k destilátu. Druhá destilace v druhém sloupci umožňuje, aby byla látka oddělena od rozpouštědla, která se pak vrátí do předchozího kroku a opakuje cyklus.

Extrakční rektifikace se používá k oddělení sloučenin s podobnými teplotami varu a azeotropními směsmi. Extractive rectification není v průmyslu tak rozšířená jako konvenční destilace, kvůli složitosti konstrukce. Příkladem je způsob získání celulózy. Organické rozpouštědlo odděluje celulózu od ligninu a získá se druhá destilace čistá látka.