Sisu
Destilleerimine on kahe või enama vedeliku eraldamine nende keemistemperatuuri erinevuste põhjal. Kui vedelike keemistemperatuurid on väga sarnased, muutub eraldamine tavalise destilleerimisega ebaefektiivseks või võimatuks. Fraktsiooniline destilleerimine on modifitseeritud destilleerimisprotsess, mis võimaldab eraldada sarnaste keemistemperatuuridega vedelikke.
Keemispunktid
Vedeliku keemistemperatuur on temperatuur, mille jooksul see muutub auruks. Vedelikud säilitavad oma iseloomuliku keemistemperatuuri ka teiste vedelikega segamisel. See kujutab destilleerimise aluspõhimõtet - vedelikke saab eraldada, muundades madalaima keemistemperatuuriga vedeliku auruks, muundades selle auru seejärel vedelasse olekusse pärast selle üleviimist eraldi mahutisse.
Destilleerimine
Destilleerimise käigus pannakse vedel segu keevasse kolbi, mis on ühendatud jahutussambaga, mida nimetatakse kondensaatoriks, mille vastaskülg on ühendatud vastuvõtukolbiga. Kondensaator asetseb kerge alumise kaldega horisontaalselt, nii et kondensaatorisse jõudvat ja vedelikuks muundatud auru saab koguneda vastuvõtukolbi. Wake Forest College'i keemiaosakond pakub seadistuse skeemi. Destilleerimise lõppedes jõuab madalaimasse keemiseni jõudv vedelik vastuvõtukolbi (ja seda nimetatakse “destillaadiks”) ning kõrgema keemistemperatuuriga vedelik jääb keedukolbi.
Fraktsiooniline destilleerimine
Fraktsionaalse destilleerimise seade sisaldab täiendavat kolonni, mis asub vertikaalselt keedukolbi peal ja millega on ühendatud jahuti. Selle eesmärk on suurendada vahemaad, mida aur peab kondensaatorini jõudmiseks läbima. Kolonnid on tavaliselt pakitud klaaskuulide või keraamiliste tükkidega, et suurendada pinna pinda, millega aur peab kondensaatorisse transportimisel kokku puutuma.
Normaalse destilleerimise ajal aurustub ka oluline kogus kõrgema keemistemperatuuriga vedelikku ja transpordib kogumiskolbi, muutudes destilleeritud toote lisandiks. See on eriti problemaatiline, kui eraldatavate vedelike keemistemperatuur on sarnane. Mida suurema pinnaga puutub kokku kõrgema keemistemperatuuriga vedelik, seda tõenäolisem on, et see kondenseerub tagasi vedelikuks ja naaseb keedukolbi. Fraktsionaalsel destilleerimisel kasutatakse destilleerimise efektiivsuse suurendamiseks seda suurenenud pindala.
Kasutab
Fraktsionaalse destilleerimise kaks peamist rakendust on toornafta rafineerimine ja kangete alkohoolsete jookide tootmine.
Toorõli sisaldab arvukalt erinevaid kemikaale, millest paljudel on sarnased keemispunktid. Rafineerimistehased eraldavad need kemikaalid keemistemperatuuri järgi erinevateks toodeteks. Madalama keemistemperatuuriga fraktsioonidest saab naftagaasi või bensiini, keskmise keemistemperatuuriga fraktsioonidest kütteõli, diislikütus või petrooleum ning kõrgeima keemistemperatuuriga fraktsioonidest saab parafiin või asfalt.
Suhkrute kääritamine alkoholiks peatub, kui alkoholisisaldus läheneb 13 protsendile, kuna pärm ei suuda suurema alkoholi kontsentratsiooni korral ellu jääda. Alkoholi (78,5 kraadi) ja vee (100 kraadi) keemistemperatuurid on piisavalt sarnased, et piiritusetehased peavad alkoholi kontsentreerimiseks umbes 50 protsendini (mida seejärel nimetatakse piiritusjoogiks) kasutama fraktsionaalset destilleerimist.
Naljakas fakt
Naftatöötlemistehase destilleerimisprotsess kulutab 2 barrelit õli iga 100 barreli rafineeritud õli kohta.