La destilación fraccionada es una técnica utilizada en operaciones discontinuas y continuas que se basa en una columna de destilación que contiene un “material de empaque” o placas perforadas y un reflujo continuo de destilado purificado para ayudar a separar los productos químicos con puntos de ebullición que están demasiado juntos para permitir la separación por simple destilación.
Si miras una luz de luna aún, es un simple esfuerzo de destilación. Los congéneres más ligeros o de bajo punto de ebullición, como el metanol, se destilan primero junto con un porcentaje del etanol deseado. No es un corte preciso y habrá muchos otros componentes de punto de ebullición variable al mismo tiempo. La mayor parte del etanol junto con otros componentes de varios ésteres y aldehídos y otros compuestos que dan sabor y color al cuerpo destilan junto con el etanol y el agua que está presente como un azeótropo (nunca se puede obtener un alcohol de prueba 190 (95%) sin usar presión especial, agentes de secado o un aditivo ternario para romperlo). El corte principal tiene un amplio rango de temperatura que disminuye lentamente en el contenido de alcohol durante el lote, ya que no hay forma de controlar finamente la temperatura del destilado.
En la destilación fraccionada hay un reflujo de líquido caliente y purificado constantemente extraído del condensador y goteado nuevamente en la olla fija, generalmente a través de una columna llena con el material de empaque mencionado anteriormente. Este flujo descendente constante de líquido purificado se distribuye a través del material de empaque de una manera que maximiza el contacto vapor-líquido entre el líquido descendente y el vapor ascendente del recipiente inmóvil. (Y existe una gran cantidad de tecnología y cálculos para maximizar el contacto vapor-líquido en las industrias química y petroquímica para aumentar la eficiencia).
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La mezcla de líquido purificado que entra en contacto con una corriente de vapor menos pura ayuda a fraccionar los componentes permitiendo que el material de bajo punto de ebullición pero purificado siga subiendo por la columna como vapor mientras mantiene los componentes de mayor punto de ebullición más bajo en la columna para volver a la olla inmóvil. rebobinado
Este proceso es mucho más eficiente que usar mi luz de luna aún. Si tuviera que poner una columna de destilación en la parte superior de mi luz de la luna todavía podría hacer un poco de whisky de maíz bastante decente, incoloro y bastante puro. Los Moonshiners emulan esto un poco al extraer la corriente de vapor a través de un “barril de golpe” lleno de líquido antes de pasar por el condensador. Un fraccionamiento de placa única ocurre en esta etapa con una corriente de vapor más purificada que sale de esa etapa que sin ella.
En una planta petroquímica en lugar de empacar, la columna de destilación puede contener una serie de placas perforadas que permiten que un cierto nivel de líquido se acumule en la parte superior con agujeros perforados para hacer que el vapor pase a través del líquido para hacer lo mismo que el material de empaque. .
En una operación por lotes, al igual que nuestra luz de la luna todavía hay una cantidad finita de líquido en la olla y la operación se ejecuta hasta que se obtiene el corte deseado. La olla destilada se llena con la cantidad total de materia prima y el aparato se ajusta al 100% de reflujo hasta que todo el sistema se caliente por completo. Luego, se elimina una corriente de destilado a través de un condensador y se conduce a una olla de despegue. La temperatura justo en la parte superior de la columna se mide en la unión donde se encuentra el despegue.
El primer corte de material de ebullición más baja se descarta y el material restante de ebullición más alta se deja en la maceta inmóvil. Por lo general, hay un rango de punto de ebullición deseado que contiene el producto. Depende de si está disparando para obtener la máxima pureza o el máximo rendimiento del destilado deseado en cuanto al ancho del rango de punto de ebullición que tome.
En una operación continua, la olla fija se alimenta continuamente de la corriente de materia prima. Hay un drenaje de despegue en el fondo de la maceta inmóvil para eliminar continuamente el residuo (que aún puede contener cantidades significativas del producto deseado) para mantener un nivel y temperatura constantes en la maceta inmóvil. Después del arranque, nuevamente el sistema se pone en reflujo total hasta que se alcanza el estado estacionario.
La diferencia de una operación por lotes y una operación continua es que tiene una extracción continua del destilado deseado. De hecho, puede colocar puntos de extracción en diferentes lugares de su columna de destilación porque, dado que el sistema está en un estado estable térmicamente, puede elegir la temperatura exacta del destilado moviendo hacia arriba o hacia abajo la columna de fraccionamiento y colocando una válvula de extracción allí y solo sigue sacando tu producto deseado en ese punto.
El producto más liviano y de bajo punto de ebullición sigue subiendo por la columna y el material más pesado y de mayor ebullición permanece más bajo. Por supuesto, debe colocar válvulas adicionales cada vez más altas para extraer esos materiales, de modo que la columna no se llene excesivamente con materiales indeseables o puede hacer lo que hace la industria petroquímica y colocar puntos de extracción a lo largo de la columna para recoger un Número de diferentes fracciones deseables al mismo tiempo.
Esta es una explicación muy simple y sé que he pasado por alto partes, pero así es como funciona. Otro aspecto es que puede cambiar la presión y destilar lo que normalmente serían gases o incluso sólidos a presión atmosférica.
