Определение и примеры фракционной перегонки

Фракционная перегонка – это процесс, при котором компоненты химической смеси разделяются на разные части (называемые фракциями) в соответствии с их разными температурами кипения. Фракционная перегонка используется для очистки химикатов и разделения смесей для получения их компонентов.

Этот метод используется в лабораториях и в промышленности, где этот процесс имеет широкое коммерческое применение. значимость. Химическая и нефтяная промышленность полагаются на фракционную перегонку.

Как это работает

Пары кипящего раствора проходят по высокой столбец, называемый фракционирующим столбцом. Колонка набита пластиковыми или стеклянными шариками для улучшения разделения за счет увеличения площади поверхности для конденсации и испарения. Температура колонки постепенно снижается по длине. Компоненты с более высокой точкой кипения конденсируются на колонке и возвращаются в раствор; компоненты с более низкой температурой кипения (более летучие) проходят через колонку и собираются в верхней части.

Теоретически, наличие большего количества шариков или пластин улучшает разделение, но добавление пластин также увеличивает время и энергию, необходимые для завершения дистилляции.

Сырая нефть

Бензин и многие другие химические вещества являются производится из сырой нефти фракционной перегонкой. Сырая нефть нагревается до испарения. Различные фракции конденсируются при определенных диапазонах температур. Химические вещества в определенной фракции представляют собой углеводороды со сравнимым количеством атомов углерода. От горячих до холодных (от самых крупных углеводородов до самых мелких) фракции могут быть остатками (используются для производства битума), мазутом, дизельным топливом, керосином, нафтой, бензином и нефтеперерабатывающим газом.

Этанол

Фракционная перегонка не может полностью разделить компоненты смеси этанола и воды, несмотря на разные точки кипения двух химических веществ. Вода закипает при 100 градусах Цельсия, а этанол – при 78,4 градусах Цельсия. Если водно-спиртовую смесь кипятить, этанол будет концентрироваться в паре, но только до определенного предела, потому что спирт и вода образуют азеотроп. Когда смесь достигает точки, в которой она состоит из 96% этанола и 4% воды, смесь становится более летучей (кипит при 78,2 градуса Цельсия), чем этанол.

Простая и фракционная перегонка

Фракционная перегонка отличается от простой перегонки, поскольку фракционная колонна естественным образом разделяет соединения в зависимости от их точек кипения. Можно выделить химические вещества с помощью простой перегонки, но при этом требуется тщательный контроль температуры, потому что за один раз можно выделить только одну «фракцию»..

Как узнать, использовать ли простую или фракционную перегонку для разделения смеси? Простая дистилляция быстрее, проще и требует меньше энергии, но действительно полезна только тогда, когда существует большая разница между точками кипения желаемых фракций (более 70 градусов по Цельсию). Если разница температур между фракциями небольшая, лучше всего подходит фракционная перегонка.

Вот разбивка различий между простой и фракционной перегонкой: