Sadržaj
Destilacija je postupak odvajanja dvije ili više tekućina na temelju razlika u njihovim vrelištima. Međutim, kad su vrelišta tekućine vrlo slična, odvajanje normalnom destilacijom postaje neučinkovito ili nemoguće. Frakcijska destilacija je modificirani postupak destilacije koji omogućava odvajanje tekućina sa sličnim vrelištima.
Vrelišta
Točka vrelišta tekućine je temperatura pri kojoj se pretvara u paru. Tekućine zadržavaju svoju karakterističnu točku ključanja čak i kada se miješaju s drugim tekućinama. To predstavlja osnovni princip destilacije - da se tekućine mogu odvojiti pretvaranjem tekućine s najnižom tačkom ključanja u paru, a zatim pretvorbom te pare u tekuće stanje nakon što je prebačena u zasebni spremnik.
Destilacija
U procesu destilacije, tekuća smjesa se stavi u kipuću tikvicu koja je spojena na rashladni stup zvan kondenzator, čiji je suprotni kraj povezan sa prihvatnom tikvicom. Kondenzator sjedi vodoravno s laganim nagibom prema dolje tako da se para koja dosegne do kondenzatora i pretvori natrag u tekućinu može skupiti u prihvatnu tikvicu. Kemijski odjel na Wake Forest College pruža dijagram postavljanja. Po završetku destilacije, najniža tekućina u kipućem stanju završava u tikvici za primanje (i naziva se „destilat“), a viša vrela tekućina ostaje u tikvici za ključanje.
Frakcijska destilacija
Frakcijska instalacija za destilaciju uključuje dodatni stupac koji okomito sjedi na tikvici za ključanje i na koji je spojen kondenzator. Njegova je svrha povećati udaljenost koju para mora prijeći da bi došla do kondenzatora. Stupovi su obično prepuni staklenih kuglica ili komada keramike da bi povećali površinu s kojom para mora doći u kontakt dok se transportira do kondenzatora.
Tijekom normalne destilacije, značajna količina tekućine s višim vrelištima također će isparavati i transportirati u tikvicu za sakupljanje, u osnovi postajući nečistoća u destiliranom proizvodu. To je posebno problematično kada tekućine koje se odvajaju imaju slična vrelišta. Što je veća površina površine tekućine s većim vretkom, veća je vjerojatnost da će se ona ponovo kondenzirati u tekućinu i vratiti u tikvicu za vrenje. Frakcijska destilacija koristi ovu povećanu površinu za poboljšanje učinkovitosti destilacije.
koristi
Dvije glavne primjene frakcijske destilacije su rafiniranje sirove nafte i proizvodnja alkoholnih pića (alkoholnih pića).
Sirova nafta sadrži brojne različite kemikalije od kojih mnoge imaju slična vrelišta. Rafinerije razdvajaju ove kemikalije vrelom u različite proizvode. Frakcije s nižim vrelišta postaju naftni plin ili benzin, frakcije sa srednjim vretom postaju lož ulje, dizelsko gorivo ili kerozin, a frakcije s najgorim vrelom postaju parafinski vosak ili asfalt.
Fermentacija šećera u alkohol prestaje kada se udio alkohola približi 13 posto jer kvasac ne može preživjeti u većim koncentracijama alkohola. Vrelišta alkohola (78,5 Celzijevih stupnjeva) i vode (100 stupnjeva Celzija) dovoljno su slična da destilerije moraju koristiti frakcijsku destilaciju da bi alkohol koncentrirali na oko 50 posto (što se tada naziva "alkoholno piće").
Zabavna činjenica
Proces destilacije u rafineriji nafte troši 2 barela nafte na svakih 100 barela rafinirane nafte.