Зміст
Перегонка - це процес відокремлення двох або більше рідин на основі відмінностей у точках їх кипіння. Однак, коли точки кипіння рідин дуже схожі, однак поділ звичайною дистиляцією стає неефективним або неможливим. Фракційна дистиляція - це модифікований процес дистиляції, який дозволяє виділяти рідини з подібними температурами кипіння.
Окуляри
Температура кипіння рідини - це температура, при якій вона перетворюється на пари. Рідини зберігають свою характерну температуру кипіння навіть при змішуванні з іншими рідинами. Це являє собою основний принцип дистиляції - те, що рідини можна відокремити, перетворивши рідину з найнижчою температурою кипіння у пари, а потім перетворити цю пару назад у рідкий стан після перенесення її в окрему ємність.
Вигонка
У процесі перегонки рідку суміш поміщають у киплячу колбу, яка з'єднується з охолоджувальною колоною, що називається конденсатором, протилежний кінець якої з'єднаний з приймальною колбою. Конденсатор сидить горизонтально з невеликим нахилом вниз, так що пари, які досягають конденсатора і перетворюються назад в рідину, можуть збиратися в приймальній колбі. Відділ хімії в Wake Forest College надає схему налаштування. Після закінчення перегонки найнижча кипляча рідина закінчується в приймальній колбі (і називається "дистилятом"), а вища кипляча рідина залишається в окропі.
Дробова дистиляція
Установка дробової дистиляції включає додатковий стовпчик, який розташовується вертикально вгорі киплячої колби і до якого підключений конденсатор. Його мета - збільшити відстань, яку пари повинні пройти, щоб досягти конденсатора. Колони, як правило, набиті скляними намистинами або шматочками кераміки, щоб збільшити площу поверхні, з якою пари повинні стикатися під час транспортування до конденсатора.
Під час звичайної дистиляції значна кількість рідини з більш високим кипінням також випарується і транспортується до колби для збору, по суті перетворюючись на домішку в дистильованому продукті. Це особливо проблематично, коли рідини, що відокремлюються, мають однакові температури кипіння. Чим більше площа поверхні, чим більше киплячої рідини контактує по дорозі, тим більша ймовірність конденсації назад до рідини та повернення до колби з кипінням. Дробова дистиляція використовує цю збільшену поверхню для підвищення ефективності дистиляції.
Використання
Двома основними напрямами фракційної дистиляції є рафінування сирої нафти та виробництво спиртних напоїв (алкогольних напоїв).
Сира нафта містить безліч різних хімічних речовин, багато з яких мають подібні температури кипіння. НПЗ відокремлюють ці хімікати шляхом кипіння на різні продукти. Фракції нижчого кипіння стають нафтовим газом або бензином, фракції проміжного кипіння стають мазутом, дизельним паливом або гасом, а фракції найвищого кипіння стають парафіновим воском або асфальтом.
Ферментація цукрів в алкоголі припиняється, коли вміст алкоголю наближається до 13 відсотків, оскільки дріжджі не можуть вижити при більшій концентрації алкоголю. Точки кипіння алкоголю (78,5 градусів Цельсія) та води (100 градусів Цельсія) досить схожі, що спиртзаводи повинні використовувати фракційну дистиляцію, щоб сконцентрувати алкоголь приблизно до 50 відсотків (що тоді називається "спиртними напоями").
Смішний факт
Процес перегонки на нафтопереробному заводі споживає 2 барелів енергії на кожні 100 барелів рафінованої нафти.