CHƯNG CẤT PHÂN ĐOẠN: QUY TRÌNH, ỨNG DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Các phương pháp chưng cất phân đoạn là một quá trình vật lý mô phỏng các phương pháp chưng cất kỹ thuật đơn giản dựa trên điểm sôi của các loài được sử dụng để hỗn hợp riêng biệt của loại đồng nhất của các chất khác nhau trình bày ở dạng lỏng hoặc hỗn hợp pha không đồng nhất loại lỏng-rắn không dễ bay hơi.

Theo nghĩa này, phương pháp chưng cất phân đoạn liên quan đến sự bay hơi của các loại chất lỏng, sự ngưng tụ của các loại dễ bay hơi nhất theo thứ tự tăng dần của điểm sôi của chúng và tiếp theo là thu nhận chất mà ban đầu mong muốn thu được.

Nó là một phương pháp được sử dụng trong nhiều thế kỷ trong các nền văn minh của loài người một cách thô sơ. Hiệu quả của quá trình chưng cất cho phép nó tiếp tục được sử dụng ngày nay trong cả môi trường công nghiệp và phòng thí nghiệm.

Nguyên tắc của kỹ thuật này được sử dụng trong một số lượng lớn các ứng dụng trong các lĩnh vực khoa học hoặc công nghiệp khác nhau.

Quá trình chưng cất phân đoạn

Chưng cất phân đoạn bao gồm việc tách dung dịch thành các thành phần của nó ở trạng thái lỏng, dựa trên sự khác biệt giữa các điểm sôi của chúng và được áp dụng khi chênh lệch này nhỏ hơn khoảng 25 ° C.

Vì vậy, khi một hỗn hợp có nhiệt độ sôi khác nhau đáng kể được đặt dưới quá trình đun nóng, khi đạt đến nhiệt độ sôi của thành phần dễ bay hơi nhất, một pha hơi sẽ hình thành, mà phần lớn sẽ chứa chất này lúc đầu.

Sau đó, khi nhiệt độ tiếp tục tăng và thời gian trôi qua, nhiều chu kỳ bay hơi và ngưng tụ liên tục xảy ra (mỗi chu kỳ được gọi là "đĩa lý thuyết"), cho đến khi cấu tử có nhiệt độ sôi thấp nhất xuất hiện trước.

Trong mỗi chu kỳ, thành phần của pha hơi được tìm thấy trong cột tích lũy một lượng lớn hơn của thành phần có độ bay hơi cao nhất, đó là lý do tại sao chất này về cơ bản ở trạng thái tinh khiết khi nó đạt đến đỉnh của cột phân đoạn.

Thiết bị chưng cất phân đoạn

Trong các phòng thí nghiệm, thiết bị được sử dụng mà ngay từ đầu là một bình cầu hoặc bình chưng cất làm bằng thủy tinh, trong đó dung dịch được đặt, được đặt trực tiếp dưới nhiệt. Một vài viên đá sôi được đặt bên trong quả bóng bay này để kiểm soát quá trình này.

Bình này được gắn vào cột chưng cất thông qua một đầu nối ba cổ, ở đó chiều dài của cột xác định mức độ hoàn thành của quá trình chưng cất.

Tức là cột càng dài thì hiệu quả phân tách càng cao. Ngoài ra, cần phải có nhiệt kế để ghi lại nhiệt độ theo thời gian, để có thể kiểm soát được quá trình chưng cất.

Tương tự như vậy, cấu trúc bên trong của cột được thiết kế để mô phỏng một số lần chưng cất đơn giản liên tiếp, điều này xảy ra do hơi nước bốc lên dần dần trong cột, ngưng tụ tạm thời ở đỉnh và bốc lên nhiều lần.

Tiếp theo, đầu ra của cột này được nối với một bình ngưng làm cho hơi của chất được tách và tinh khiết nguội đi.

Điều này được lưu trữ trong một thùng chứa cụ thể để thu thập nó, tăng nhiệt độ một lần nữa cho đến khi đạt đến điểm sôi của thành phần tiếp theo, dễ bay hơi thứ hai, lặp lại quá trình được mô tả, trong đó mỗi thành phần được lưu trữ trong một thùng chứa cụ thể cho nó.

Các ứng dụng

Là một trong những phương pháp quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong việc tách hỗn hợp lỏng, kỹ thuật tách vật lý này có nhiều lợi ích được quan sát thấy trong một số lượng lớn các ứng dụng đã được đưa ra cả trong công nghiệp và phòng thí nghiệm.

- Bắt đầu từ việc sử dụng phương pháp chưng cất phân đoạn ở quy mô công nghiệp, trong các cơ sở lọc dầu, người ta sử dụng phương pháp này để tách dầu thô thành các phân đoạn thành phần của nó.

Theo nghĩa này, nó được sử dụng để thu nhận và xử lý khí tự nhiên được chiết xuất trong các quy trình công nghiệp này. Ngoài ra, nó được sử dụng trong các nhà máy hóa chất và các quy trình hóa dầu để xử lý các chất như phenol hoặc formaldehyde.

- Nó được sử dụng trong các nhà máy tách khí đông lạnh để phân hủy không khí trong khí quyển thành các thành phần chính của nó.

- Chưng cất phân đoạn được sử dụng để khử muối trong nước biển.

- Ở quy mô phòng thí nghiệm, nó được sử dụng để tinh chế thuốc thử và sản phẩm, chẳng hạn như để thu được xyclopentadiene thông qua việc chưng cất dicyclopentadiene thương mại.

- Nó được sử dụng để tái chế dung môi đã được sử dụng, thông qua tinh chế thông qua kỹ thuật này.

Ví dụ

Chưng cất phân đoạn dầu mỏ

Trong trường hợp dầu, quá trình chưng cất phân đoạn được thực hiện trong thiết bị có kích thước khổng lồ, được gọi là tháp chưng cất, mô phỏng các cột phân đoạn và được thiết kế đặc biệt để tách dầu thô thành các đoạn hoặc dòng khác nhau tùy theo phạm vi của nó. sôi.

Phạm vi sôi này đề cập đến phạm vi điểm sôi của mỗi phần được tách biệt, vì chúng là hỗn hợp của các hydrocacbon với các thành phần khác nhau và do đó, có các điểm sôi khác nhau.

Trước khi vào tháp chưng cất, dầu thô được đun nóng đến nhiệt độ xấp xỉ 400 ° C, để hóa hơi chất này và nó được tách ra trong cột theo thứ tự tăng dần của khoảng sôi.

Bằng cách này, các vết cắt dễ bay hơi nhất như khí (propan, butan…), xăng và naphtha nằm ở phần trên của cột và khi nó đi xuống, các dòng “nặng hơn” được tìm thấy, chẳng hạn như chất bôi trơn hoặc các thành phần dư.

Một số phân đoạn chiết xuất từ ​​tháp (như xăng) được thêm vào và cải tiến để thương mại hóa sau này; các loại cắt giảm khác như dầu diesel được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi hoặc nhiên liệu cho các quá trình khác trong ngành.

Các dòng điện khác như các chất dư được đưa vào trong các quá trình khác tách chúng thành các thành phần của chúng và cung cấp cho chúng các mục đích sử dụng khác, hoặc giá trị thương mại của chúng được tăng lên.

Người giới thiệu

1. Wikipedia. (sf). Chưng cất phân đoạn. Khôi phục từ en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Hóa học, ấn bản lần thứ chín. Mexico: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Chưng cất. Lấy từ britannica.com
4. LibreTexts. (sf). Chưng cất phân đoạn. Đã khôi phục từ chem.libretexts.org
5. Kelter, PB, Mosher, MD và Scott, A. (2008). Hóa học: Khoa học thực hành. Lấy từ books.google.co.ve
6. Đài BBC. (sf). Chưng cất phân đoạn. Đã khôi phục từ bbc.co.uk