Fraktionerad destillation Definition och exempel

Fraktionerad destillation är en process genom vilken komponenter i en kemikalie blandning separeras i olika delar (kallade fraktioner) beroende på deras olika kokpunkter. Fraktionerad destillation används för att rena kemikalier och för att separera blandningar för att erhålla deras komponenter.

Tekniken används i laboratorier och i industrin, där processen har stor kommersiell betydelse. Kemikalie- och petroleumsindustrin är beroende av fraktionerad destillation.

ångor från en kokande lösningen passeras längs en hög kolonn, kallad en fraktioneringskolonn. Kolonnen är packad med plast- eller glaspärlor för att förbättra separationen genom att ge mer ytarea för kondensation och indunstning. Kolonnens temperatur sjunker gradvis längs dess längd. Komponenter med högre kokpunkt kondenseras på kolonnen och återgår till lösning; komponenter med lägre kokpunkt (mer flyktig) passera genom kolumnen och samlas nära toppen.

Teoretiskt, genom att ha fler pärlor eller plattor förbättrar separationen, men att lägga till plattor ökar också tiden och energin som krävs för att slutföra en destillation.

Bensin och många andra kemikalier produceras av råolja med fraktionerad destillation. Råolja värms tills den förångas. Olika fraktioner kondenserar vid vissa temperaturintervall. Kemikalierna i en viss fraktion är kolväten med jämförbart antal kolatomer. Från hett till kallt (största kolväten till minsta) kan fraktionerna vara rester (används för att göra bitumen), eldningsolja, diesel, fotogen, nafta, bensin och raffinaderi.

Fraktionerad destillation kan inte helt separera komponenterna i en blandning av etanol och vatten trots de olika kokpunkterna för de två kemikalierna. Vatten kokar på 100 grader Celcius medan etanol kokar vid 78,4 grader Celcius. Om en alkohol-vattenblandning kokas kommer etanolen att koncentreras i ångan, men bara upp till en punkt, eftersom alkohol och vatten bildar en azeotrop. När blandningen når den punkt där den består av 96% etanol och 4% vatten, är blandningen mer flyktig (kokar vid 78,2 grader Celcius) än etanolen.

Fraktionerad destillation skiljer sig från enkel destillering eftersom fraktioneringskolonnen separerar naturligtvis föreningar baserade på deras kokpunkter. Det är möjligt att isolera kemikalier med enkel destillation, men det kräver noggrann kontroll av temperaturen eftersom bara en "fraktion" kan isoleras åt gången.

Hur vet du om du ska använda enkel destillation eller fraktionerad destillation för att separera en blandning? Enkel destillation är snabbare, enklare och använder mindre energi, men det är egentligen bara användbart när det är där är en stor skillnad mellan kokpunkter för de önskade fraktionerna (mer än 70 grader) Celcius). Om det bara finns en liten temperaturskillnad mellan fraktionerna är fraktionerad destillation din bästa satsning.

Här är en fördelning av skillnaderna mellan enkel och fraktionerad destillation: