ザ 分別蒸留 少なくとも 2 つの混和性液体によって形成される均質な混合物を分離するために使用されるプロセスです。 この方法による分離は、混合物の成分の異なる沸点に基づいています。
このタイプの分離は、一般に、沸点差が約 25 °C の成分を含む混合物に適用されます。
プロセスの主な装置は、 分留カラム、蒸留塔とも呼ばれ、混合物のすべての成分が同時に揮発するのを防ぐために内部に一連の障害物があります。
基本的には、沸点の最も低い成分の物理的状態が変化するまで、混合物を蒸留フラスコ内で加熱します。 次に、蒸気はフラクションカラムを通過し、フラクションを分離した後、凝縮器で物質を液体に戻し、回収容器に送られます。
分別蒸留は、産業や研究所で広く使用されており、商業的に大きな意義があります。 用途例としては、浄水、石油成分の分離、液化空気の分離などがあります。
たとえば、石油は、ブタン (PE 20 °C)、ガソリン (PE 150 °C)、灯油 (PE 300 °C) などの炭化水素の混合物です。 したがって、分別蒸留における成分の分離の順序は、沸点の低い方からブタン、ガソリン、灯油となります。
分別蒸留装置
分別蒸留では、次の部品で構成されるシステムが使用されます。
- 混合物を含む蒸留フラスコ (1)。
- 混合物に熱を与える加熱ブランケット (2)。
- 温度に応じて分離できる蒸留塔 (3)。
- 温度計 (4)、温度変化を追跡します。
- 凝縮器 (5)、蒸発した成分を冷却します。
- ビーカー（６）は、分離された成分を液体状態で回収する。
分別蒸留における分離プロセス
最初に、混合物を衝突防止顆粒と一緒に蒸留フラスコに入れ、急速な蒸発を防ぎます。
分留塔は蒸留フラスコに接続されています。 混合物が加熱されると、蒸気がカラムに上昇します。カラムの内部には、通常はガラスまたは磁器のビーズでできた「障害物」が並んでいます。
カラム内の流体との接触により、混合物の物質は装置を通過する際に熱を失い、沸点の最も低い成分のみがカラムの上部に移動します。
凝縮器に到達した蒸気は、液化するまで冷却されます。つまり、液体の状態に戻り、受けフラスコに集められます。
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石油の分別蒸留
油は有機化合物の複雑な混合物であり、蒸留プロセスで分離されたさまざまな成分は留分と呼ばれます。 石油の留分は、ガソリン、ディーゼル、灯油、瀝青などの炭化水素によって形成されます。
分数は 蒸留塔、オイルの通過のための「障害物」を持つトレイで満たされた鋼鉄の柱。
まず、油を炉で加熱し、加熱した混合物を蒸留塔の底に送り込みます。 塔の温度は、重い成分が軽い成分と一緒に蒸発するのを防ぐために、下部が高く、上部が低くなります。
より長い炭素鎖の炭化水素は凝縮され、塔の底で除去されます。 これらの画分は暗く、粘性があり、蒸発するのがより困難です。 一方、単鎖のものは沸点が低いため、塔の上部に近い温度で凝縮し、そこで収集されます。
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単蒸留と分別蒸留の違い
単蒸留は、液体に溶けている固体を分離したいときに適用されます。 このために、溶媒が蒸発するまで混合物を加熱します。 このプロセスは、分別蒸留よりも高速で、必要なエネルギーも少なくて済みます。
単純な蒸留によって分離できる混合物の例は、水と塩です。 食塩よりもはるかに沸点が低い水は、加熱すると蒸発し、凝縮器を通過した後、別の容器に集められます。
分別蒸留は、水とアセトンなど、互いに混和する液体の分離に適用されます。
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参考文献
ブラウン、T. L.; LEMAY JR., H. と。; バーストン、B. と。; バージ、J. R. 化学はコア科学です。 第9版。 ピアソン プレンティス ホール ド ブラジル、2008 年。
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ラッセル J B. 一般化学。 巻。 1. マクロン、1996年。
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