Destylacja azeotropowa

W chemii , azeotropowej destylacji jest zestaw technik złamać azeotrop do destylacji . W inżynierii chemicznej destylacja azeotropowa zwykle obejmuje dodanie innego składnika w celu wytworzenia nowego, heterogenicznego niskowrzącego azeotropu , jak na poniższym przykładzie z dodatkiem benzenu do mieszaniny wody i etanolu .

Typową destylacją azeotropową jest destylacja roztworu woda / etanol. W przypadku zwykłych metod destylacji etanol można oczyścić tylko do około 96% (stąd 96% stężenie dostępnego w handlu alkoholu) ze względu na obecność azeotropu w mieszaninie woda / etanol przy tym stężeniu (pod ciśnieniem atmosferycznym).

Po części 96% etanolu / 4% woda został osiągnięty gazów uzyskana w wyniku wrzenia również kompozycję 96% / 4%. Dlatego destylacja nie ma już żadnego efektu. Niektóre zastosowania wymagają wyższego stopnia czystości alkoholu, na przykład jako dodatek do oleju napędowego . Dlatego azeotrop musi zostać „rozbity”, aby uzyskać lepsze rozdrobnienie.

Jedną z metod jest dodanie środka rozdzielającego. Dodanie benzenu do roztworu zmienia interakcje molekularne i usuwa („przerywa”) azeotrop. Wadą jest to, że w celu usunięcia benzenu konieczne będzie ponowne oddzielenie.

Inna metoda, destylacja równoważąca ciśnienie , polega na fakcie, że azeotropia jest zależna od ciśnienia. Wykorzystuje również fakt, że azeotropia nie jest stężeniem, powyżej którego nie można już destylować, ale punktem, w którym krzyżują się współczynniki aktywności. Jeśli punkt azeotropowy zostanie „pominięty”, destylacja może być kontynuowana, z tym wyjątkiem, że będziemy ekstrahować wodę z etanolu zamiast robić odwrotnie, ponieważ miniemy punkt przecięcia współczynników aktywności. Aby „przeskoczyć” punkt azeotropowy, można go przesunąć poprzez modyfikację ciśnienia . Można go zbliżyć do stężenia 100%, na przykład 97%. Następnie można destylować etanol do 96,5%. Roztwór jest następnie przesyłany do kolumny destylacyjnej o różnym ciśnieniu, co przywróci punkt azeotropowy do 96%. Minęliśmy teraz azeotrop, więc nie utknęliśmy już w destylacji.

Do destylacji etanolu przeznaczonego do dodawania do oleju napędowego najpowszechniej stosowaną metodą jest perwaporacja . Po destylacji w 96% etanol przechodzi przez filtr molekularny, który zatrzymuje wodę. Gdy stężenie przekroczy 96%, destylacja jest kontynuowana. Filtr jest podgrzewany w celu usunięcia wody i jest ponownie używany.

Destylacja azeotropowa

Zobacz też