Was ist mehrkomponente Destillation?

Multikomponentendestillation ist ein chemisches Verfahren, bei dem sich eine Mischung von flüchtigen Verbindungen basierend auf ihren Siedepunkten trennt.Der Prozess tritt in einer Destillationssäule auf, eine vertikale Stapelung von Tabletts oder Stadien, auf denen Komponenten in ihren Flüssigkeits- und Dampfphasen zusammen existieren.Wenn sich die Mischung in die Säule bewegt, konzentrieren sich hohe kochende Verbindungen auf untere Stadien, während sich niedrige Kochenverbindungen auf höhere Stadien konzentrieren.

Destillationssäulen verwenden Grundprinzipien von Flüssigkeits-Dampf-Gleichgewichtsmischungen.Wenn die Wärme auf eine Flüssigkeit aufgetragen wird, steigt die Temperatur der Flüssigkeit, bis er den Siedepunkt (BP) erreicht.Bei der BP verursacht zusätzliche Energie keine Temperaturerhöhung.Vielmehr verwenden die Moleküle es, um der flüssigen Phase zu entkommen und zu einem Gas zu werden.

Die vom neue Gasmolekül absorbierte Energie ist nicht mehr verfügbar, um das nächste flüssige Molekül zu erwärmen.Wenn die Flüssigkeit kocht, kühlt sie auch von der Abwesenheit der Energie, die die Gasmoleküle in einer Gasphase hält.Diese Kühlung führt dazu, dass einige der Gasmoleküle wieder in Flüssigkeit kondensiert und die Energie der Verdampfung freigesetzt werden.Die freigesetzte Energie kann die Flüssigkeit aufwärmen.Bei Gleichgewichtsbedingungen entspricht die Verdampfungsrate der Kondensationsrate.Es gibt eine konstante Quelle für neue Energie, die am Boden der Säule geliefert wird.Diese Wärme bewirkt, dass einige der Gasphasenmoleküle der flüchtigsten Verbindung auf jeder Stufe, der mit dem niedrigsten Blutdruck, in die nächste Stufe steigt.In dieser höheren Phase wird die Mischung versuchen, wieder ins Gleichgewicht zu kommen.Die von unten stehenden Moleküle haben möglicherweise zu hohe BP, um sich in dieser Phase zu verdampfen, so dass sie sich in der flüssigen Phase ansammeln.

Schließlich konzentriert sich die Flüssigkeit in jeder Stufe in einem oder mehreren der Komponenten.Seitenströme können in einer oder mehreren Phasen abgenommen werden.Die Flüssigkeitsströme werden in einer oder mehreren Komponenten konzentriert, und es können zusätzliche Destillationsschritte erforderlich sein.

Petroleum wird typischerweise über mehrkomponente Destillation in Brüche destilliert.Eine Fraktion ist ein Bereich ähnlicher Verbindungen mit enger Blutdruck, die als einzelne Verbindung behandelt werden können.Benzin ist ein Beispiel.Ein niedriges BP -Gas kann von der Oberseite der Säule abgenommen werden und erfordert keine weitere Verarbeitung.

Die Konstruktion einer Mehrkomponentendestillation erfordert komplexe Berechnungen.Die Säulenkonstruktionsparameter umfassen die Angabe der Anzahl der Stufen, die Einspannungsstufe des Rohstoffs, die Stufen, in denen Produktströme entfernt werden, und die Wärme, die für die Fahrt der Säule benötigt wird.Spezialisierte Multikomponenten -Destillation Computerprogramme führen diese Berechnungen durch, aber Ingenieure lernen immer noch grafische Lösungsmethoden, um den Prozess zu verstehen.