Chưng cất phân đoạn là gì? Định nghĩa, phân loại và so sánh

Định nghĩa chưng cất phân đoạn

Chưng cất phân đoạn là một quá trình trong đó các thành phần trong hỗn hợp hóa học được tách thành các phần khác nhau (được gọi là phân số) theo các điểm sôi khác nhau của chúng . Chưng cất phân đoạn được sử dụng để tinh chế hóa chất và cũng để tách hỗn hợp để thu được các thành phần của chúng. Nó được sử dụng như một kỹ thuật phòng thí nghiệm và trong công nghiệp, nơi quá trình này có ý nghĩa thương mại rộng lớn. Các ngành công nghiệp hóa chất và dầu khí dựa trên chưng cất phân đoạn.

Nguyên lý hoạt động của chưng cất phân đoạn

Hơi từ dung dịch sôi được truyền dọc theo cột cao, được gọi là cột phân đoạn. Cột được đóng gói bằng hạt nhựa hoặc thủy tinh để cải thiện sự phân tách bằng cách cung cấp thêm diện tích bề mặt để ngưng tụ và bay hơi. Nhiệt độ của cột giảm dần dọc theo chiều dài của nó. Các thành phần có điểm ngưng tụ cao hơn trên cột và trở về dung dịch ; các thành phần có điểm sôi thấp hơn ( dễ bay hơi hơn ) đi qua cột và được thu thập gần đỉnh. Về mặt lý thuyết, có nhiều hạt hoặc tấm cải thiện sự phân tách, nhưng thêm các tấm cũng làm tăng thời gian và năng lượng cần thiết để hoàn thành quá trình chưng cất.

Chưng cất dầu thô

Xăng và nhiều hóa chất khác được sản xuất từ ​​dầu thô sử dụng phương pháp chưng cất phân đoạn. Dầu thô được làm nóng cho đến khi nó bay hơi. Chất khác nhau ngưng tụ ở khoảng nhiệt độ nhất định. Các hóa chất trong một phần nhất định là hydrocacbon với số lượng nguyên tử carbon tương đương. Từ nóng đến lạnh (hydrocacbon lớn nhất đến nhỏ nhất), các phân số có thể là cặn (được sử dụng để tạo ra bitum), dầu nhiên liệu, dầu diesel, dầu hỏa, naphta, xăng và khí nhà máy.

Chưng cất phân đoạn Ethanol

Chưng cất phân đoạn không thể tách hoàn toàn các thành phần của hỗn hợp ethanol và nước, mặc dù các điểm sôi khác nhau của hai hóa chất. Nước sôi ở 100 ° C trong khi ethanol sôi ở 78,4 ° C. Nếu hỗn hợp rượu-nước được đun sôi, etanol sẽ tập trung trong hơi, nhưng chỉ đến một điểm vì rượu và nước tạo thành azeotrope . Khi hỗn hợp đạt đến điểm bao gồm 96% ethanol và 4% nước, hỗn hợp này dễ bay hơi hơn (sôi ở 78,2 ° C) so với ethanol.

Chưng cất đơn giản so với phân đoạn

Chưng cất phân đoạn khác với chưng cất đơn giản vì cột phân đoạn tự nhiên tách các hợp chất dựa trên điểm sôi. Có thể cách ly hóa chất bằng cách chưng cất đơn giản, nhưng nó đòi hỏi phải kiểm soát nhiệt độ cẩn thận vì mỗi lần chỉ có thể tách được một “phần”. Làm thế nào để bạn biết nên sử dụng chưng cất đơn giản hoặc chưng cất phân đoạn để tách một hỗn hợp? Chưng cất đơn giản nhanh hơn, đơn giản hơn và sử dụng ít năng lượng hơn, nhưng nó thực sự chỉ hữu ích khi có sự khác biệt lớn giữa các điểm sôi của các phân số mong muốn (hơn 70 độ C). Nếu chỉ có chênh lệch nhiệt độ nhỏ giữa phân số, chưng cất phân đoạn là đặt cược tốt nhất của bạn.

Phân loạiChưng cất đơn giản
Chưng cất phân đoạn
Công dụngĐược sử dụng để tách các chất lỏng tương đối tinh khiết có chênh lệch điểm sôi lớn.Cũng hữu ích để tách chất lỏng từ các tạp chất rắn.Được sử dụng để cô lập các thành phần của hỗn hợp phức tạp với chênh lệch điểm sôi nhỏ.
Ưu điểmnhanh hơnđòi hỏi ít năng lượng đầu vàothiết bị đơn giản, ít tốn kémdẫn đến sự phân tách chất lỏng tốt hơntốt hơn trong việc làm sạch chất lỏng chứa nhiều thành phần khác nhau
Nhược điểmchỉ hữu ích cho chất lỏng tương đối tinh khiếtyêu cầu chênh lệch điểm sôi lớn giữa các thành phầnkhông phân tách một cách sạch sẽchậm hơnđòi hỏi nhiều năng lượng hơnthiết lập phức tạp và tốn kém hơn

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở công tỷ, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu!

Related Articles

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker