Τι είναι η εξορυκτική απόσταξη;

Η κλασματική απόσταξη, που συνήθως αναφέρεται ως απόσταξη ή απλή απόσταξη, είναι μια κοινή μέθοδος για τον διαχωρισμό πτητικών ενώσεων που βασίζονται σε σημεία βρασμού (BP).Ορισμένα μείγματα δεν είναι διαχωρίσιμα με απόσταξη.Σε πολλές από αυτές τις περιπτώσεις, χρησιμοποιείται εξορυκτική απόσταξη.Σε αυτή τη διαδικασία, προστίθεται ένας διαλύτης υψηλής βρασμού στην τροφοδοσία, αλλάζοντας τη σχετική μεταβλητότητα των ενώσεων μείγματος τροφοδοσίας.Ο διαλύτης στη συνέχεια ανακτάται σε ξεχωριστή στήλη απόσταξης και ανακυκλώνεται.

μεταβλητότητα ή η ευκολία μετατροπής ενός υγρού σε αέριο, είναι συνάρτηση του σημείου βρασμού.Εάν μια ουσία βράζει σε υψηλότερη θερμοκρασία από μια άλλη, τότε η χαμηλότερη ουσία σημείου βρασμού θα τείνει να εξατμίζεται πρώτα και να συμπυκνωθεί σε ένα υψηλότερο σημείο της στήλης.Η κλασματική απόσταξη δεν θα διαχωρίσει μείγματα των οποίων οι ενώσεις έχουν παρόμοια ΒΡ, ιδιαίτερα εάν οι χημικές τους δομές είναι παρόμοιες.

Ορισμένες υγρές ενώσεις σχηματίζουν ένα ειδικό μείγμα που ονομάζεται αζεοτροπικό όταν υπάρχουν σε ορισμένες αναλογίες.Τα αζεοτροπία είναι μείγματα συνήθως δύο, αλλά μερικές φορές τρεις, ξεχωριστές ενώσεις που συμπεριφέρονται σαν να ήταν μία ενιαία ένωση με ένα μόνο σημείο βρασμού.Τα αζεοτροπία δεν μπορούν να διαχωριστούν στα συστατικά τους με κλασματική απόσταξη.

Στις περιπτώσεις παρόμοιων μεταβλητότητας των ενώσεων ή των αζεοτροπικών μίξεων, η εξορυκτική απόσταξη συχνά γίνεται μια οικονομική και αποτελεσματική επιλογή της διαδικασίας.Σε μια εξορυκτική απόσταξη, ένας διαλύτης εισέρχεται στη στήλη απόσταξης πάνω από το σημείο τροφοδοσίας.Ο χρησιμοποιούμενος διαλύτης είναι λιγότερο πτητικός από μία από τις ενώσεις που πρέπει να διαχωριστούν.

Ο σχεδιασμός μιας στήλης εξορυκτικής απόσταξης είναι συχνά απλός.Ο διαλύτης πρέπει να έχει υψηλότερο σημείο βρασμού από την ελάχιστη πτητική ουσία.Η συγκέντρωση διαλύτη σε όλη τη στήλη πρέπει να είναι αρκετά υψηλή ώστε να έχει ευρέως διαχωρισμένες μεταβλητότητες, αλλά αρκετά χαμηλή ώστε να μην σχηματίζονται δύο φάσεις.Δύο φάσεις έχουν ως αποτέλεσμα δύο στρώματα υγρών, όπως το πετρέλαιο και το νερό, τα οποία δεν θα διαλύονται μεταξύ τους.Ο διαλύτης μπορεί να εισαχθεί στη στήλη ως ατμός για να αποφευχθεί μια ξαφνική μεταβολή συγκέντρωσης διαλύτη στο σημείο τροφοδοσίας.

Παραδείγματα εξορυκτικής απόσταξης περιλαμβάνουν τον διαχωρισμό του τολουολίου (ΒΡ 110,8 ^o C) από το ισο-οκτανικό (BP 99,3 ^o C) Χρησιμοποιώντας φαινόλη (BP 181,4 ^O C) ως διαλύτη.Ο ατμός από την κορυφή της στήλης συμπυκνώνεται ως σχετικά καθαρό ισο-οκτανιοί.Το μίγμα τολουολίου-φαινόλης από το κάτω μέρος της στήλης διαχωρίζεται με απλή απόσταξη.Η φαινόλη επιστρέφει στην πρώτη στήλη και το τολουόλιο συλλέγεται ως προϊόν.Η φαινόλη, που ήταν λιγότερο πτητική, ενίσχυσε την αστάθεια του ισο-οκτανίου.