Procédé de distillation fractionnée, applications

Le distillation fractionnée est un procédé physique qui émule la technique de distillation simple, basée sur le point d'ébullition de l'espèce et qui permet de séparer des mélanges homogènes de plusieurs substances en phase liquide ou des mélanges hétérogènes de type non volatil liquide-solide.

En ce sens, la méthode de distillation fractionnée implique l'évaporation de l'espèce liquide, la condensation des espèces les plus volatiles dans l'ordre croissant de leur point d'ébullition et la collecte ultérieure de la substance que l'on souhaitait initialement obtenir.

C'est une méthode utilisée depuis des siècles dans les civilisations humaines de manière rudimentaire. L'efficacité de la distillation lui permet de continuer à être utilisée aujourd'hui aussi bien dans le domaine industriel que dans les laboratoires.

Le principe de cette technique est utilisé dans un grand nombre d'applications dans différents domaines de la science ou de l'industrie.

Index

• 1 processus
  • 1.1 Équipement de distillation fractionnée
• 2 applications
• 3 distillation d'huile fractionnée
• 4 références

Processus

Comme indiqué ci-dessus, la distillation fractionnée consiste en la séparation d'une solution dans ses constituants à l'état liquide, basée sur la différence entre leurs points d'ébullition et appliquée lorsque cette différence est inférieure à environ 25 ° C.

Ainsi, lorsqu'un mélange est placé en chauffant, dont les points d'ébullition diffèrent considérablement, une phase vapeur se forme à l'atteinte de la température d'ébullition du composant le plus volatil, qui contiendra principalement cette substance au début.

Alors que la température continue d'augmenter et que le temps passe, plusieurs cycles d'évaporation et de condensation se produisent continuellement (chaque cycle est appelé "plateau théorique") jusqu'à ce que le constituant ayant le point d'ébullition le plus bas émerge en premier.

A chaque cycle, la constitution de la phase vapeur présente dans la colonne accumule une plus grande quantité du composant à plus forte volatilité, de sorte que cette substance est essentiellement à l'état pur lorsqu'elle atteint le sommet de la colonne de fractionnement.

Equipement de distillation fractionnée

Dans les laboratoires, on utilise un appareil qui consiste d'abord en une boule de distillation en verre ou en flacon dans laquelle est placée la solution placée directement en chauffage. Dans ce ballon, quelques pierres en ébullition sont placées pour contrôler ce processus.

Ce flacon est couplé à une colonne de fractionnement au moyen d'un connecteur à trois voies, où la longueur de la colonne détermine la complétude de la distillation.

Autrement dit, plus la colonne est longue, plus la séparation sera efficace. De plus, un thermomètre est nécessaire pour enregistrer la température pendant que le temps est en marche, de sorte qu'il est possible de contrôler le processus de distillation.

En outre, la structure interne de la colonne est conçue pour simuler plusieurs distillations simples successives, ce qui se produit parce que la vapeur monte progressivement dans la colonne, se condense temporairement dans la partie supérieure et augmente de manière répétée.

Ensuite, la sortie de cette colonne est connectée à un condenseur qui provoque le refroidissement de la vapeur de la substance séparée et purifiée.

Celui-ci est stocké dans un conteneur spécifique pour le collecter, augmentant la température jusqu'à ce qu'il atteigne le point d'ébullition du composant suivant, le deuxième étant le plus volatil, répétant le processus décrit, dans lequel chaque composant est stocké dans un conteneur spécifique.

Applications

Étant donné qu’elle est l’une des méthodes les plus importantes et les plus largement utilisées pour séparer les mélanges liquides, cette technique de séparation physique présente de nombreux avantages que l’on peut observer dans le grand nombre d’applications qui lui ont été données dans l’industrie et en laboratoire.

- En commençant par les utilisations industrielles de la distillation fractionnée, dans les installations de raffinage du pétrole, il est utilisé pour séparer le pétrole brut dans les fractions qui le composent.

En ce sens, il est utilisé pour obtenir et traiter le gaz naturel extrait dans ces processus industriels. En outre, il est utilisé dans les usines chimiques et les procédés pétrochimiques pour le traitement de substances telles que le phénol ou le formaldéhyde.

- Il est utilisé dans les installations cryogéniques de séparation de l’air pour décomposer l’air de l’atmosphère dans ses principaux constituants.

- La distillation fractionnée est utilisée pour le dessalement de l’eau de mer.

- À l'échelle du laboratoire, il est utilisé dans la purification de réactifs et de produits, notamment dans la production de cyclopentadiène par distillation du dicyclopentadiène commercial.

- Il est utilisé pour recycler les solvants déjà utilisés, grâce à cette technique.

Distillation fractionnée du pétrole

Dans le cas du pétrole, la distillation fractionnée est réalisée dans des équipements gigantesques, appelés tours de distillation, qui émulent les colonnes de fractionnement et sont conçus spécifiquement pour la séparation du pétrole brut en différentes coupes ou courants selon leur gamme. d'ébullition.

Cette plage d'ébullition fait référence à la plage des points d'ébullition de chaque fraction séparée, car ce sont des mélanges d'hydrocarbures avec des composants différents et, par conséquent, ont des points d'ébullition différents.

Avant d'entrer dans la tour de distillation, le pétrole brut est chauffé à une température d'environ 400 ° C pour vaporiser cette substance et être séparé dans la colonne en ordre croissant de son intervalle d'ébullition.

De cette façon, les coupes les plus volatiles telles que les gaz (propane, butane ...), l’essence et le naphta se trouvent dans la partie supérieure de la colonne.

Certaines fractions extraites de la tour (telles que l'essence) sont ajoutées et améliorées pour une commercialisation ultérieure; d'autres coupes telles que le diesel sont utilisées comme carburant ou aliment pour d'autres procédés au sein de l'industrie.

D'autres courants, tels que les substances résiduelles, sont introduits dans d'autres processus qui les séparent en leurs constituants et leur donnent d'autres utilisations ou augmentent leur valeur commerciale.

Références

1. Wikipedia. (s.f.) Distillation fractionnée. Récupéré de en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chimie, neuvième édition. Mexique: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (s.f.). La distillation Récupéré de britannica.com
4. LibreTexts. (s.f.) Distillation fractionnée. Récupéré de chem.libretexts.org
5. Kelter, P. B., Mosher, M. D. et Scott, A. (2008). Chimie: La science pratique. Récupéré de books.google.co.ve
6. BBC (s.f.) Distillation fractionnée. Récupéré de bbc.co.uk