Fractional Distillation: มันคืออะไร กระบวนการ และตัวอย่าง

เธ การกลั่นแบบเศษส่วน เป็นกระบวนการที่ใช้ในการแยกของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันที่เกิดจากของเหลวที่ผสมกันอย่างน้อยสองชนิด การแยกสารด้วยวิธีนี้จะขึ้นอยู่กับจุดเดือดต่างๆ ของส่วนประกอบต่างๆ ของส่วนผสม

การแยกประเภทนี้มักใช้กับของผสมที่มีส่วนประกอบที่จุดเดือดต่างกันประมาณ 25 °C

เครื่องมือหลักสำหรับกระบวนการคือ คอลัมน์เศษส่วนเรียกอีกอย่างว่าคอลัมน์กลั่นซึ่งมีชุดสิ่งกีดขวางอยู่ภายในเพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนประกอบทั้งหมดของส่วนผสมระเหยไปพร้อมกัน

โดยพื้นฐานแล้ว ส่วนผสมจะถูกให้ความร้อนในขวดกลั่นจนกว่าสถานะทางกายภาพของส่วนประกอบที่มีจุดเดือดต่ำสุดจะเปลี่ยนไป จากนั้นไอน้ำจะผ่านคอลัมน์เศษส่วนซึ่งแยกเศษส่วนและหลังจากนั้นคอนเดนเซอร์จะทำให้สารกลับสู่สถานะของเหลวเพื่อนำไปยังภาชนะเก็บสะสม

การกลั่นแบบเศษส่วนใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ ซึ่งมีความสำคัญทางการค้าอย่างมาก ตัวอย่างการใช้งาน ได้แก่ การทำน้ำให้บริสุทธิ์ การแยกส่วนประกอบปิโตรเลียมและการแยกอากาศเหลว

ตัวอย่างเช่น ปิโตรเลียมเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน เช่น บิวเทน (PE 20 °C) น้ำมันเบนซิน (PE 150 °C) และน้ำมันก๊าด (PE 300 °C) ดังนั้น ลำดับการแยกส่วนประกอบในการกลั่นแบบเศษส่วนจากจุดเดือดต่ำสุดไปยังจุดเดือดสูงสุดคือ: บิวเทน น้ำมันเบนซิน และน้ำมันก๊าด

instagram story viewer

อุปกรณ์กลั่นเศษส่วน

ในการกลั่นแบบเศษส่วน จะใช้ระบบที่ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ต่อไปนี้:

ขวดกลั่น (1) ซึ่งมีส่วนผสมของ
ผ้าห่มทำความร้อน (2) ซึ่งให้ความร้อนกับส่วนผสม
คอลัมน์กลั่น (3) ซึ่งช่วยให้แยกตามอุณหภูมิ
เครื่องวัดอุณหภูมิ (4) เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ;
คอนเดนเซอร์ (5) เพื่อทำให้ส่วนประกอบระเหยเย็นลง
บีกเกอร์ (6) เพื่อรวบรวมส่วนประกอบที่แยกจากกันในสถานะของเหลว

กระบวนการแยกในการกลั่นแบบเศษส่วน

ขั้นแรก ให้ผสมส่วนผสมลงในขวดกลั่นพร้อมกับแกรนูลป้องกันการชนกันเพื่อป้องกันการระเหยอย่างรวดเร็ว

คอลัมน์แยกส่วนเชื่อมต่อกับขวดกลั่น เมื่อส่วนผสมถูกทำให้ร้อน ไอน้ำจะพุ่งเข้ามาในคอลัมน์ ซึ่งภายในนั้นเต็มไปด้วย "สิ่งกีดขวาง" ซึ่งมักจะทำด้วยลูกปัดแก้วหรือพอร์ซเลน

การสัมผัสของของเหลวภายในคอลัมน์ทำให้สารของส่วนผสมสูญเสียความร้อนเมื่อผ่านอุปกรณ์และเฉพาะส่วนประกอบที่มีจุดเดือดต่ำสุดเท่านั้นที่จะไปที่ด้านบนของคอลัมน์

จากนั้นไอที่ไปถึงคอนเดนเซอร์จะถูกทำให้เย็นลงจนกลายเป็นของเหลว นั่นคือจะกลับสู่สถานะของเหลวและถูกรวบรวมในขวดรับ

อ่านด้วย: การกลั่นคืออะไร?

การกลั่นปิโตรเลียมแบบเศษส่วน

น้ำมันเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารประกอบอินทรีย์ และส่วนประกอบต่างๆ ที่แยกจากกันในกระบวนการกลั่นเรียกว่าเศษส่วน เศษส่วนของปิโตรเลียมประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอน เช่น น้ำมันเบนซิน ดีเซล น้ำมันก๊าด และน้ำมันดิน

เศษส่วนจะถูกคั่นด้วย หอกลั่น, เสาเหล็กที่เต็มไปด้วยถาดที่มี "สิ่งกีดขวาง" ในการผ่านของน้ำมัน

ในขั้นต้น น้ำมันจะถูกทำให้ร้อนในเตาหลอม และส่วนผสมที่ให้ความร้อนจะถูกป้อนลงไปที่ด้านล่างของหอกลั่น อุณหภูมิหอคอยสูงขึ้นที่ด้านล่างและต่ำกว่าที่ด้านบนเพื่อป้องกันไม่ให้เศษส่วนที่หนักกว่าระเหยไปกับส่วนประกอบที่เบากว่า

ไฮโดรคาร์บอนของสายโซ่คาร์บอนที่ยาวขึ้นจะถูกควบแน่นและดึงออกที่ด้านล่างของหอคอย เศษส่วนเหล่านี้มีสีเข้ม หนืด และระเหยได้ยากกว่า ในทางกลับกัน สายโซ่เดียวมีจุดเดือดที่ต่ำกว่า ดังนั้นจึงควบแน่นที่อุณหภูมิใกล้กับยอดหอคอยซึ่งจะถูกเก็บรวบรวม

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ การกลั่นน้ำมัน.

ความแตกต่างระหว่างการกลั่นแบบง่ายและแบบเศษส่วน

ใช้การกลั่นอย่างง่ายเมื่อเราต้องการแยกของแข็งที่ละลายในของเหลว สำหรับสิ่งนี้ เราอุ่นส่วนผสมจนตัวทำละลายระเหย กระบวนการนี้เร็วกว่าและใช้พลังงานน้อยกว่าการกลั่นแบบเศษส่วน

ตัวอย่างของส่วนผสมที่สามารถแยกออกได้โดยการกลั่นอย่างง่ายคือน้ำและเกลือ น้ำที่มีจุดเดือดต่ำกว่าเกลือแกงมากจะระเหยเมื่อส่วนผสมถูกทำให้ร้อนและหลังจากผ่านคอนเดนเซอร์แล้วจะถูกรวบรวมในภาชนะอื่น

การกลั่นแบบเศษส่วนใช้กับการแยกของเหลวที่ผสมกันได้ เช่น น้ำและอะซิโตน

ได้รับความรู้เพิ่มเติมด้วยเนื้อหา: