Frakčná destilácia je proces, ktorým sa zložky v chemikáliách zmes sú rozdelené do rôznych častí (nazývaných frakcie) podľa ich rôznych body varu. Frakčná destilácia sa používa na čistenie chemikálií a na oddelenie zmesí na získanie ich zložiek.
Táto technika sa používa v laboratóriách av priemysle, kde má tento proces obrovský komerčný význam. Chemický a ropný priemysel sa spolieha na frakčnú destiláciu.
Ako to funguje
pary z a vriaci Roztok sa vedie cez vysoký stĺpec, ktorý sa nazýva frakcionačný stĺpec. Kolóna je naplnená plastovými alebo sklenenými guľôčkami na zlepšenie separácie poskytnutím väčšieho povrchu na kondenzáciu a odparenie. Teplota kolóny sa po svojej dĺžke postupne znižuje. Komponenty s vyšším bodom varu kondenzujú na kolóne a vracajú sa do Riešenie; komponenty s nižším bodom varu (viac prchavý) prechádzajú stĺpcom a zhromažďujú sa blízko vrchu.
Teoreticky má viac guľôčok alebo doštičiek zlepšenie separácie, ale pridanie doštičiek tiež zvyšuje čas a energiu potrebnú na dokončenie destilácie.
Surový olej
Benzín a mnoho ďalších chemikálií sa vyrába zo surovej ropy frakčnou destiláciou. Surový olej sa zahrieva, až kým sa neodparí. Rôzne frakcie kondenzujú v určitých teplotných rozsahoch. Chemikálie v určitej frakcii sú uhľovodíky s porovnateľným počtom atómov uhlíka. Od horúceho po studené (najväčšie uhľovodíky až po najmenšie) môžu byť frakcie zvyšky (používané na výrobu bitúmenu), vykurovací olej, nafta, petrolej, nafta, benzín a rafinérsky plyn.
etanol
Frakčná destilácia nemôže úplne oddeliť zložky zmesi etanolu a vody napriek rozdielnym bodom varu týchto dvoch chemikálií. Voda vrie pri 100 ° C, zatiaľ čo etanol vrie pri 78,4 ° C. Ak sa zmes alkoholu a vody povarí, etanol sa sústredí v pare, ale len do tej miery, pretože alkohol a voda tvoria azeotropická zmes. Keď zmes dosiahne bod, v ktorom pozostáva z 96% etanolu a 4% vody, zmes je prchavejšia (vrie pri 78,2 stupňov Celzia) ako etanol.
Jednoduché vs. Frakčná destilácia
Frakčná destilácia sa líši od jednoduchej destilácia pretože frakcionačná kolóna prirodzene oddeľuje zlúčeniny na základe ich teplôt varu. Chemikálie je možné izolovať pomocou jednoduchej destilácie, vyžaduje si však starostlivú kontrolu teploty, pretože naraz je možné izolovať iba jednu „frakciu“.
Ako viete, či na oddelenie zmesi použiť jednoduchú destiláciu alebo frakčnú destiláciu? Jednoduchá destilácia je rýchlejšia, jednoduchšia a vyžaduje menej energie, ale je to skutočne užitočné iba vtedy, keď tam je je veľký rozdiel medzi bodmi varu požadovaných frakcií (viac ako 70 stupňov Celzia). Ak je medzi frakciami iba malý teplotný rozdiel, vaša najlepšia stávka je frakčná destilácia.
Tu je rozpis rozdielov medzi jednoduchou a frakčnou destiláciou:
| Jednoduchá destilácia | Frakčná destilácia | |
| použitie | Oddeľovanie relatívne čistých kvapalín, ktoré majú veľké rozdiely v teplotách varu. Tiež sa oddeľujú kvapaliny od pevných nečistôt. | Izolácia komponentov komplexných zmesí s malými rozdielmi teplôt varu. |
| výhody |
rýchlejší Vyžaduje menej energie Jednoduchšie a lacnejšie vybavenie |
Lepšie oddelenie tekutín Lepšie je čistenie kvapalín obsahujúcich veľa rôznych zložiek |
| nevýhody |
Užitočné iba pre relatívne čisté kvapaliny Vyžaduje si veľký rozdiel medzi bodmi varu Nerozdeľuje frakcie tak čisto |
pomalší Vyžaduje viac energie Zložitejšie a drahšie nastavenie |