Cos'è la distillazione estrattiva?
La distillazione frazionaria, comunemente definita distillazione o semplice distillazione, è un metodo comune per separare i composti volatili basati su punti di ebollizione (BP).Alcune miscele non sono separabili per distillazione.In molti di questi casi, viene impiegata una distillazione estrattiva.In questo processo, viene aggiunto un solvente ad alto livello all'alimentazione, cambiando le volatilità relative dei composti della miscela di alimentazione.Il solvente viene quindi recuperato in una colonna di distillazione separata e riciclato.
La volatilità o la facilità di conversione di un liquido in un gas, è una funzione del punto di ebollizione.Se una sostanza bolle a una temperatura più elevata di un'altra, la sostanza di punto di ebollizione inferiore tenderà a vaporizzare prima e condenserà in un punto più alto nella colonna.La distillazione frazionaria non separerà le miscele i cui composti hanno BP simili, in particolare se le loro strutture chimiche sono simili.
Alcuni composti liquidi formano una miscela speciale chiamata azeotrope quando sono presenti in alcuni rapporti.Gli azeotropi sono miscele di solito due, ma a volte tre composti separati che si comportano come se fossero un singolo composto con un singolo punto di ebollizione.Gli azeotropi non possono essere separati nei loro componenti mediante distillazione frazionaria.
Nei casi di volatilità simili di composti o miscele azeotropiche, la distillazione estrattiva spesso diventa una scelta economica ed efficace del processo.In una distillazione estrattiva, un solvente entra nella colonna di distillazione sopra il punto di alimentazione.Il solvente utilizzato è meno volatile di uno dei composti da separare.
La progettazione di una colonna di distillazione estrattiva è spesso semplice.Il solvente deve avere un punto di ebollizione più elevato rispetto alla sostanza meno volatile.La concentrazione di solvente in tutta la colonna deve essere abbastanza alta da avere volatilità ampiamente separate ma abbastanza bassa da non formare due fasi.Due fasi provocano due strati di liquidi, come olio e acqua, che non si dissolveranno l'uno nell'altro.Il solvente può essere introdotto nella colonna come vapore per evitare un improvviso cambiamento di concentrazione di solvente nel punto di alimentazione.
Esempi di distillazione estrattiva includono la separazione del toluene (bp 110,8 o c) dall'iso-ottano (BP 99.3 o c) usando il fenolo (bp 181,4 o c) come solvente.Il vapore dalla parte superiore della colonna si condensa come iso-ottano relativamente puro.La miscela toluene-fenolo dalla parte inferiore della colonna si separa per semplice distillazione;Il fenolo ritorna alla prima colonna e il toluene viene raccolto come prodotto.Il fenolo, essendo meno volatile, ha migliorato la volatilità dell'iso-ottano.