Vad är multikomponentdestillation?

Multikomponentdestillation är en kemisk process där en blandning av flyktiga föreningar separeras baserat på deras kokpunkter.Processen förekommer i en destillationskolonn, en vertikal stapling av brickor eller steg på vilka komponenter i deras vätska och ångfaser samexisterar.När blandningen rör sig upp i kolonnen koncentrerar höga kokande föreningar på lägre steg, medan låga kokande föreningar koncentrerar sig på högre steg.

Destillationskolonner använder grundläggande principer för jämviktsblandningar av vätskevätskor.När värmen appliceras på en vätska stiger vätskans temperatur tills den når kokpunkten (BP).Vid BP orsakar ytterligare energi inte en temperaturökning;Snarare använder molekylerna den för att undkomma vätskefasen och bli en gas.

Den energi som absorberas av den nya gasmolekylen är inte längre tillgänglig för att värma nästa vätskemolekyl.När vätskan kokar kyls den också från frånvaron av energin som håller gasmolekylerna i en gasfas.Denna kylning kommer att få en del av gasmolekylerna att kondensera i vätska igen och frigöra förångningsenergin.Den frigjorda energin kan värma vätskan.Vid jämviktsförhållanden är förångningshastigheten lika med kondensationsgraden.

I en multikomponentdestillationskolonn upprättas en jämviktsblandning på varje steg.Det finns en konstant källa till ny energi som levereras till botten av kolonnen.Denna värme får några av gasfasmolekylerna för den mest flyktiga föreningen på varje steg, den med den lägsta BP, stiger till nästa steg.I detta högre stadium kommer blandningen att försöka komma till jämvikt igen.Molekylerna som kommer underifrån kan ha en för hög BP för att förångas på detta steg, så de ackumuleras i vätskefasen.

Så småningom blir vätskan i varje steg koncentrerad i en eller flera av komponenterna.Sidströmmar kan tas av i ett eller flera steg.Vätskeströmmarna kommer att koncentreras i en eller flera komponenter och ytterligare destillationer kan vara nödvändiga.

Petroleum destilleras vanligtvis till fraktioner via multikomponentdestillation.En fraktion är en rad liknande föreningar med nära BP som kan behandlas som en enda förening.Bensin är ett exempel.En låg BP -gas kan tas av toppen av kolonnen och inte kräva ytterligare bearbetning.

Utformningen av en multikomponentdestillation kräver komplexa beräkningar.Kolumndesignparametrarna inkluderar att ange antalet steg, råmaterialets matningssteg, stegen vid vilka produktströmmar tas bort och värmen behövs för att driva kolumnen.Specialiserade multikomponentdestillationsdatorprogram utför dessa beräkningar, men ingenjörer lär sig fortfarande grafiska lösningsmetoder för att förstå processen.