DISTILLAZIONE FRAZIONATA: PROCESSO, APPLICAZIONI - CHIMICA - 2025

La distillazione frazionata è un processo fisico che emula la tecnica della distillazione semplice basata sul punto di ebollizione della specie utilizzata per separare miscele di tipo omogeneo di varie sostanze presenti in fase liquida o miscele di fase eterogenea di tipo liquido-solido non volatile.

In questo senso, il metodo della distillazione frazionata prevede l'evaporazione delle specie liquide, la condensazione delle specie più volatili in ordine crescente del loro punto di ebollizione e la successiva raccolta della sostanza che inizialmente si desiderava ottenere.

È un metodo utilizzato da secoli nelle civiltà umane in modo rudimentale. L'efficienza della distillazione gli consente di continuare ad essere utilizzato oggi sia in ambito industriale che di laboratorio.

Il principio di questa tecnica è utilizzato in un gran numero di applicazioni in diversi campi della scienza o dell'industria.

Processo di distillazione frazionata

La distillazione frazionata consiste nella separazione di una soluzione nei suoi costituenti che si trovano allo stato liquido, in base alla differenza tra i loro punti di ebollizione e applicati quando questa differenza è inferiore a circa 25 ° C.

Pertanto, quando una miscela i cui punti di ebollizione differiscono notevolmente viene posta sotto riscaldamento, quando viene raggiunta la temperatura di ebollizione del componente più volatile, si formerà una fase vapore, che conterrà principalmente questa sostanza all'inizio.

Quindi, man mano che la temperatura continua a salire e con il passare del tempo, si verificano continuamente più cicli di evaporazione e condensazione (ogni ciclo è noto come "piatto teorico"), finché non emerge per primo il componente con il punto di ebollizione più basso.

In ogni ciclo, la costituzione della fase vapore che si trova nella colonna accumula una maggiore quantità del componente con la più alta volatilità, motivo per cui questa sostanza è essenzialmente allo stato puro quando raggiunge la sommità della colonna di frazionamento.

Attrezzatura per distillazione frazionata

Nei laboratori viene utilizzata un'attrezzatura che consiste in primo luogo in un pallone o pallone da distillazione in vetro, in cui viene posta la soluzione, che viene posta direttamente sotto riscaldamento. Alcune pietre bollenti sono poste all'interno di questo palloncino per controllare questo processo.

Questo pallone è collegato a una colonna di frazionamento tramite un connettore a tre colli, dove la lunghezza della colonna determina quanto sarà completa la distillazione.

Cioè, più lunga è la colonna, più efficace sarà la separazione. Inoltre, è necessario un termometro per registrare la temperatura nel tempo, in modo che il processo di distillazione possa essere controllato.

Allo stesso modo, la struttura interna della colonna è progettata per simulare diverse distillazioni semplici successive, il che avviene perché il vapore sale gradualmente lungo la colonna, si condensa temporaneamente in alto e sale ripetutamente.

Successivamente, l'uscita di questa colonna è collegata a un condensatore che fa raffreddare il vapore della sostanza separata e purificata.

Questa viene immagazzinata in un apposito contenitore per raccoglierla, aumentando nuovamente la temperatura fino a raggiungere il punto di ebollizione del componente successivo, il secondo più volatile, ripetendo il processo descritto, in cui ogni componente viene immagazzinato in un apposito contenitore per esso.

applicazioni

Essendo uno dei metodi più importanti e ampiamente utilizzati nella separazione di miscele liquide, questa tecnica di separazione fisica ha molti vantaggi che si osservano nel gran numero di applicazioni che sono state fornite sia nell'industria che in laboratorio.

- A partire dagli usi su scala industriale della distillazione frazionata, negli impianti di raffinazione del petrolio viene utilizzato per separare il petrolio greggio nelle sue frazioni componenti.

In questo senso, viene utilizzato per ottenere e trattare il gas naturale che viene estratto in questi processi industriali. Inoltre, viene utilizzato negli impianti chimici e nei processi petrolchimici per la lavorazione di sostanze come fenolo o formaldeide.

- Viene utilizzato negli impianti criogenici di frazionamento dell'aria per decomporre l'aria dell'atmosfera nei suoi principali costituenti.

- La distillazione frazionata viene utilizzata per la desalinizzazione dell'acqua di mare.

- Su scala di laboratorio, viene utilizzato nella purificazione di reagenti e prodotti, come nell'ottenimento del ciclopentadiene attraverso la distillazione del diciclopentadiene commerciale.

- Viene utilizzato per riciclare solventi già utilizzati, mediante purificazione tramite questa tecnica.

Esempi

Distillazione frazionata del petrolio

Nel caso del petrolio, la distillazione frazionata viene effettuata in apparecchiature di enormi dimensioni, chiamate torri di distillazione, che emulano colonne di frazionamento e sono specificamente progettate per la separazione del petrolio greggio in diversi tagli o flussi a seconda del suo range. bollente.

Questo intervallo di ebollizione si riferisce all'intervallo dei punti di ebollizione di ciascuna frazione separata, poiché sono miscele di idrocarburi con componenti diversi e, quindi, hanno punti di ebollizione diversi.

Prima di entrare nella torre di distillazione, il petrolio grezzo viene riscaldato ad una temperatura di circa 400 ° C, per vaporizzare questa sostanza e viene separato nella colonna in ordine crescente del suo intervallo di ebollizione.

In questo modo i tagli più volatili come i gas (propano, butano…), la benzina e la nafta si trovano nella parte superiore della colonna, e man mano che questa scende si trovano le correnti più “pesanti”, come lubrificanti o componenti residui.

Alcune frazioni estratte dalla torre (come la benzina) vengono aggiunte e migliorate per una successiva commercializzazione; altri tagli come il diesel vengono utilizzati come mangime o carburante per altri processi all'interno dell'industria.

Altri flussi come le sostanze residue vengono introdotti in altri processi che li separano nei loro costituenti e danno loro altri usi, oppure il loro valore commerciale viene aumentato.

Riferimenti

1. Wikipedia. (Sf). Distillazione frazionata. Estratto da en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chimica, nona edizione. Messico: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Distillazione. Estratto da britannica.com
4. LibreTexts. (Sf). Distillazione frazionata. Recupero da chem.libretexts.org
5. Kelter, PB, Mosher, MD e Scott, A. (2008). Chimica: la scienza pratica. Ottenuto da books.google.co.ve
6. BBC. (Sf). Distillazione frazionata. Recuperato da bbc.co.uk