- Procés de destil·lació fraccionada
- Equip de destil·lació fraccionada
- aplicacions
- exemples
- Destil·lació fraccionada de l'petroli
- referències
La destil·lació fraccionada és un procés físic que emula la tècnica de destil·lació simple, prenent com a base el punt d'ebullició de les espècies i emprant-se per separar mescles de tipus homogeni de diverses substàncies que es troben en fase líquida o mescles heterogènies de tipus líquid-sòlid no volàtil.
En aquest sentit, el mètode de destil·lació fraccionada involucra l'evaporació de les espècies líquides, la condensació de les espècies més volàtils en ordre creixent del seu punt d'ebullició i la posterior recol·lecció de la substància que es desitjava obtenir inicialment.
És un mètode usat des de fa segles a les civilitzacions humanes de manera rudimentària. L'eficiència de la destil·lació permet que segueixi usant-actualment tant en l'àmbit industrial com als laboratoris.
El principi d'aquesta tècnica s'empra en una gran quantitat d'aplicacions en diferents camps de la ciència o la indústria.
Procés de destil·lació fraccionada
La destil·lació fraccionada consisteix en la separació d'una solució en els seus constituents que es troben en estat líquid, basant-se en la diferència entre els seus punts d'ebullició i aplicant quan aquesta diferència és menor a 25 ° C aproximadament.
D'aquesta manera, quan es col·loca en escalfament una barreja els punts d'ebullició difereixen de manera considerable, a l'arribar a la temperatura d'ebullició de l'component més volàtil s'anirà formant una fase de vapor, la qual majorment contindrà aquesta substància a del principi.
Després, a l'seguir augmentant la temperatura i amb el transcórrer de el temps, succeeixen contínuament múltiples cicles d'evaporació i condensació (cada cicle és conegut com "plat teòric"), fins que emergeix en primer lloc el constituent de menor punt d'ebullició.
A cada cicle la constitució de la fase vapor que es troba a la columna acumula una quantitat més gran de l'component de major volatilitat, per la qual cosa aquesta substància es troba essencialment en estat pur quan arriba a la part superior de la columna de fraccionament.
Equip de destil·lació fraccionada
En els laboratoris s'utilitza un equip que consta en primer lloc d'un matràs o pilota de destil·lació fet de vidre, en el qual es col·loca la solució que se situa directament en escalfament. Dins d'aquest pilota es col·loquen unes poques pedres d'ebullició per controlar aquest procés.
Aquest matràs s'acobla a una columna de fraccionament per mitjà d'un connector de tres boques, on la longitud de la columna determina què tan completa serà la destil·lació.
És a dir, com més llarga sigui la columna, més efectiva serà la separació. A més, es precisa d'un termòmetre per registrar la temperatura mentre transcorre el temps, perquè sigui possible tenir sota control el procés de destil·lació.
Així mateix, l'estructura interna de la columna està dissenyada per simular diverses destil·lacions simples successives, la qual cosa passa perquè el vapor ascendeix gradualment per la columna, es condensa de manera temporal a la part superior i torna a ascendir de forma reiterada.
Seguidament, la sortida d'aquesta columna es connecta a un condensador que ocasiona el refredament de vapor de la substància separada i purificada.
Aquesta és emmagatzemada en un recipient específic per recol·lectar, incrementant novament la temperatura fins a arribar al punt d'ebullició de el següent component, el segon més volàtil, repetint el procés descrit, en el qual cada component s'emmagatzema en un recipient específic per a aquest.
aplicacions
A l'ésser un dels mètodes més importants i majorment utilitzats en la separació de mescles líquides, aquesta tècnica de separació física presenta molts beneficis que s'observen en la gran quantitat d'aplicacions que se li han donat tant a la indústria com al laboratori.
- Començant pels usos a escala industrial de la destil·lació fraccionada, a les instal·lacions de refinació de petroli és emprada en la separació de l'petroli cru en les fraccions que el componen.
En aquest sentit, s'utilitza per a l'obtenció i processament de el gas natural que s'extreu en aquests processos industrials. A més, s'usa en les plantes químiques i procediments petroquímics per al processament de substàncies com el fenol o el formaldehid.
- S'utilitza en les plantes criogèniques de separació d'aire per descompondre l'aire de l'atmosfera en els seus constituents principals.
- S'utilitza la destil·lació fraccionada és per a la dessalinització d'aigua de mar.
- A escala de laboratori, s'empra en la purificació de reactius i productes, com en l'obtenció de ciclopentadieno a través de la destil·lació de diciclopentadieno comercial.
- S'usa per reciclar solvents que ja van ser utilitzats, mitjançant la purificació a través d'aquesta tècnica.
exemples
Destil·lació fraccionada de l'petroli
En el cas de l'petroli, la destil·lació fraccionada es porta a terme en equips d'enormes dimensions, denominats torres de destil·lació, que emulen les columnes de fraccionament i estan dissenyades específicament per a la separació de l'petroli cru en diferents talls o corrents d'acord amb el seu rang d'ebullició.
Aquest rang d'ebullició es refereix a l'interval dels punts d'ebullició de cada fracció separada, pel fet que són barreges d'hidrocarburs amb diferents components i, per tant, posseeixen punts d'ebullició diferents.
Abans d'ingressar a la torre de destil·lació, el petroli cru és escalfat a una temperatura d'aproximadament 400 ° C, per vaporitzar aquesta substància i que sigui separada a la columna en ordre creixent del seu rang d'ebullició.
D'aquesta manera, els talls més volàtils com gasos (propà, butà…), gasolina i nafta estan a la part superior de la columna, ia mesura que es descendeix es troben els corrents més "pesades", com lubricants o components residuals.
Algunes fraccions extretes de la torre (com la gasolina) són aditivades i millorades per a la posterior comercialització; altres talls com el gasoil són utilitzats com alimentació o combustible per a altres processos dins de la indústria.
Altres corrents com les substàncies residuals són introduïdes en altres processos que tornen a separar-les en els seus constituents ia donar-los altres usos, o s'augmenta el seu valor comercial.
referències
- Wikipedia. (Sf). Fractional distillation. Recuperat de en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemistry, Ninth edition. Mèxic: McGraw-Hill.
- Britannica, I. (sf). Distillation. Obtingut de britannica.com
- LibreTexts. (Sf). Fractional distillation. Recuperat de chem.libretexts.org
- Kelter, PB, Mosher, MD, i Scott, A. (2008). Chemistry: The Practical Science. Obtingut de books.google.co.ve
- BBC. (Sf). Fractional distillation. Recuperat de bbc.co.uk