Qu'est-ce que la distillation extractive?
La distillation fractionnée, communément appelée distillation ou distillation simple, est une méthode courante pour séparer les composés volatils basés sur les points d'ébullition (BP).Certains mélanges ne sont pas séparables par distillation.Dans bon nombre de ces cas, une distillation extractive est utilisée.Dans ce processus, un solvant à haut débit est ajouté à l'alimentation, modifiant les volatilités relatives des composés du mélange d'alimentation.Le solvant est ensuite récupéré dans une colonne de distillation séparée et recyclé.
La volatilité, ou la facilité de conversion d'un liquide en gaz, est fonction du point d'ébullition.Si une substance bout à une température plus élevée que une autre, la substance à point d'ébullition inférieur aura tendance à se vaporiser d'abord et à se condenser à un point plus élevé de la colonne.La distillation fractionnaire ne séparera pas les mélanges dont les composés ont un BPS similaire, en particulier si leurs structures chimiques sont similaires.
Certains composés liquides forment un mélange spécial appelé azéotrope lorsqu'ils sont présents dans certains rapports.Les azéotropes sont des mélanges de deux, mais parfois trois composés séparés qui se comportent comme s'ils étaient un seul composé avec un seul point d'ébullition.Les azéotropes ne peuvent pas être séparés en leurs constituants par distillation fractionnée.
Dans les cas de volatilités similaires de composés ou de mélanges azéotropes, la distillation extractive devient souvent un choix de processus économique et efficace.Dans une distillation extractive, un solvant entre dans la colonne de distillation au-dessus du point d'alimentation.Le solvant utilisé est moins volatil que l'un ou l'autre des composés à séparer.
La conception d'une colonne de distillation extractive est souvent simple.Le solvant doit avoir un point d'ébullition plus élevé que la substance la moins volatile.La concentration de solvant dans toute la colonne doit être suffisamment élevée pour avoir des volatilités largement séparées mais suffisamment faibles pour que deux phases ne soient pas formées.Deux phases se traduisent par deux couches de liquides, comme l'huile et l'eau, qui ne se dissoudront pas l'une dans l'autre.Le solvant peut être introduit dans la colonne sous forme de vapeur pour éviter un changement soudain de concentration de solvant au point d'alimentation.
Les exemples de distillation extractive comprennent la séparation du toluène (BP 110,8 O C) de l'iso-octane (BP 99.3 O C) en utilisant du phénol (BP 181,4 O
C) comme solvant.La vapeur du haut de la colonne se condense sous forme d'iso-octane relativement pur.Le mélange toluène-phénol du bas de la colonne se sépare par une simple distillation;Le phénol revient à la première colonne et le toluène est collecté en tant que produit.Le phénol, moins volatil, a amélioré la volatilité de l'iso-octane.