Destilação fracionada: processo, equipamento, aplicações, exemplos - Ciência - 2023

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o destilação fraccionada É um processo físico que emula a técnica de destilação simples, tomando por base o ponto de ebulição da espécie e sendo utilizado para separar misturas homogêneas de várias substâncias que se encontram na fase líquida ou misturas heterogêneas não voláteis líquido-sólido.

Nesse sentido, o método da destilação fracionada envolve a evaporação das espécies líquidas, a condensação das espécies mais voláteis em ordem crescente de seu ponto de ebulição e a posterior coleta da substância inicialmente desejada.

É um método usado por séculos nas civilizações humanas de forma rudimentar. A eficiência da destilação permite que ela continue a ser usada hoje em dia, tanto em ambientes industriais como de laboratório.

O princípio desta técnica é usado em um grande número de aplicações em diferentes campos da ciência ou da indústria.

Processo de destilação fracionada

Aquecimento

A destilação fracionada consiste na separação de uma solução em seus constituintes que se encontram no estado líquido, a partir da diferença entre seus pontos de ebulição e sendo aplicada quando essa diferença for menor que aproximadamente 25 ° C.

Primeiro líquido a ferver

Assim, quando uma mistura cujos pontos de ebulição diferem consideravelmente é colocada sob aquecimento, ao atingir a temperatura de ebulição do componente mais volátil, formar-se-á uma fase de vapor, que conterá principalmente essa substância no início.

Segundo líquido fervendo

Então, à medida que a temperatura continua a subir e ao longo do tempo, múltiplos ciclos de evaporação e condensação ocorrem continuamente (cada ciclo é conhecido como um "prato teórico"), até que o constituinte com o ponto de ebulição mais baixo surja primeiro.

A cada ciclo, a constituição da fase de vapor encontrada na coluna acumula uma quantidade maior do componente de maior volatilidade, razão pela qual essa substância está essencialmente no seu estado puro quando atinge o topo da coluna de fracionamento.

Equipamento de destilação fracionada

Frasco

Em laboratórios, utiliza-se equipamento que consiste, em primeiro lugar, em um frasco ou frasco de destilação de vidro, no qual é colocada a solução, que é colocada diretamente sob aquecimento. Dentro desse balão, algumas pedras ferventes são colocadas para controlar esse processo.

Termômetro

Além disso, um termômetro é necessário para registrar a temperatura ao longo do tempo, para que o processo de destilação possa ser controlado.

Coluna de fracionamento

O frasco é preso a uma coluna de fracionamento por meio de um conector de três gargalos, onde o comprimento da coluna determina o quão completa será a destilação. Ou seja, quanto mais longa a coluna, mais eficaz será a separação.

Além disso, a estrutura interna da coluna é projetada para simular várias destilações simples sucessivas, o que acontece porque o vapor sobe gradualmente na coluna, condensa temporariamente no topo e sobe repetidamente.

Condensador

Em seguida, a saída dessa coluna é conectada a um condensador que faz com que o vapor da substância separada e purificada resfrie.

Este é armazenado em um recipiente específico para coleta, aumentando novamente a temperatura até atingir o ponto de ebulição do próximo componente, o segundo mais volátil, repetindo o processo descrito, no qual cada componente é armazenado em um recipiente específico para este.

Formulários

Sendo um dos métodos mais importantes e amplamente utilizados na separação de misturas líquidas, esta técnica de separação física tem muitos benefícios que são observados no grande número de aplicações que têm sido dadas tanto na indústria como no laboratório.

- Começando com os usos em escala industrial da destilação fracionada, em instalações de refino de petróleo é usado para separar o petróleo bruto em suas frações componentes.

Nesse sentido, ele é utilizado para obter e processar o gás natural que é extraído nesses processos industriais. Além disso, é utilizado em fábricas de produtos químicos e processos petroquímicos para o processamento de substâncias como o fenol ou o formaldeído.

- É usado em plantas de separação de ar criogênica para decompor o ar da atmosfera em seus principais constituintes.

- A destilação fracionada é usada para a dessalinização da água do mar.

- Em escala laboratorial, é utilizado na purificação de reagentes e produtos, como na obtenção do ciclopentadieno por destilação do diciclopentadieno comercial.

- É utilizado para reciclar solventes já utilizados, através da purificação por meio desta técnica.

Exemplos

Destilação fracionada de petróleo

No caso do petróleo, a destilação fracionada é realizada em equipamentos de enormes dimensões, denominados torres de destilação, que simulam colunas de fracionamento e são projetadas especificamente para a separação do petróleo bruto em diferentes cortes ou fluxos de acordo com sua faixa. ebulição.

Essa faixa de ebulição se refere à faixa de pontos de ebulição de cada fração separada, visto que são misturas de hidrocarbonetos com diferentes componentes e, portanto, possuem diferentes pontos de ebulição.

Antes de entrar na torre de destilação, o óleo cru é aquecido a uma temperatura de aproximadamente 400 ° C, para vaporizar essa substância e é separado na coluna em ordem crescente de sua faixa de ebulição.

Dessa forma, os cortes mais voláteis como gases (propano, butano ...), gasolina e nafta ficam na parte superior da coluna e, à medida que ela desce, encontram-se as correntes “mais pesadas”, como lubrificantes ou componentes residuais.

Algumas frações extraídas da torre (como a gasolina) são adicionadas e melhoradas para posterior comercialização; outros cortes, como diesel, são usados como ração ou combustível para outros processos dentro da indústria.

Outras correntes, como substâncias residuais, são introduzidas em outros processos que os separam em seus constituintes e lhes dão outros usos, ou seu valor comercial é aumentado.

Destilação fracionada de GLP

Quando o gás liquefeito de petróleo (GLP) é associado ao gás natural, o processo mais comum para sua extração é a destilação fracionada.

Isso porque o GLP, estando no estado gasoso, se comporta como um componente com menor pressão de vapor e, portanto, possui maiores pontos de ebulição.

Isso facilita o processo por meio de destilação fracionada para separar o gás natural seco do GLP, bem como os demais hidrocarbonetos ou líquidos a ele associados.

Referências

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