التقطير التجزيئي: العملية ، التطبيقات
التقطير التجزيئي هو عملية فيزيائية تحاكي تقنية التقطير البسيطة ، استنادًا إلى نقطة غليان الأنواع وتستخدم لفصل المخاليط المتجانسة للعديد من المواد الموجودة في الطور السائل أو المخاليط غير المتجانسة من النوع الصلب السائل لا متقلبة
في هذا المعنى ، تشتمل طريقة التقطير التجزيئي على تبخر الأنواع السائلة ، وتكثيف أكثر الأنواع تقلبًا بترتيب متزايد لنقطة الغليان ، والجمع اللاحق للمادة التي تم الحصول عليها مبدئيًا.
إنها طريقة تستخدم لقرون في الحضارات الإنسانية بطريقة بدائية. كفاءة التقطير تسمح له بالاستمرار في استخدامه في الوقت الحاضر سواء في المجال الصناعي أو في المختبرات.
يستخدم مبدأ هذه التقنية في عدد كبير من التطبيقات في مجالات مختلفة من العلوم أو الصناعة.
عملية
كما هو موضح أعلاه ، يتكون التقطير التجزيئي في فصل محلول في مكوناته التي تكون في حالة سائلة ، استنادًا إلى الفرق بين نقاط الغليان الخاصة بهم والتي يتم تطبيقها عندما يكون هذا الفرق أقل من حوالي 25 درجة مئوية.
وبهذه الطريقة ، عندما يتم وضع خليط في التدفئة التي تختلف نقاط الغليان فيها بشكل كبير ، عند الوصول إلى درجة حرارة الغليان للمكون الأكثر تقلبًا ، سيتم تشكيل مرحلة بخار ، والتي سوف تحتوي في الغالب على هذه المادة في البداية.
بعد ذلك ، مع استمرار ارتفاع درجة الحرارة ومع مرور الوقت ، تحدث دورات متعددة من التبخر والتكثف بشكل مستمر (تُعرف كل دورة باسم "اللوحة النظرية") ، حتى تظهر المكونات ذات أدنى نقطة غليان أولاً.
في كل دورة ، يتراكم تكوين طور البخار الموجود في العمود بكمية أكبر من مكون التقلب العالي ، حيث تكون هذه المادة في حالتها النقية عندما تصل إلى قمة عمود التكسير.
معدات التقطير التجزيئي
في المختبرات ، يتم استخدام الجهاز ، والذي يتكون أولاً من قارورة أو كرة التقطير الزجاجي ، حيث يتم وضع المحلول مباشرة في التدفئة. داخل هذا البالون يتم وضع بعض الحجارة المغلية للسيطرة على هذه العملية.
يقترن هذا القارورة بعمود تجزئة عن طريق موصل ثلاثي الاتجاهات ، حيث يحدد طول العمود مدى اكتمال عملية التقطير.
وهذا هو ، كلما كان العمود أطول ، كلما كان الفصل أكثر فاعلية. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى مقياس حرارة لتسجيل درجة الحرارة أثناء تشغيل الوقت ، بحيث يمكن التحكم في عملية التقطير.
أيضًا ، تم تصميم الهيكل الداخلي للعمود لمحاكاة العديد من عمليات التقطير البسيطة المتعاقبة ، والتي تحدث لأن البخار يرتفع تدريجياً من خلال العمود ، ويتكثف مؤقتًا في الجزء العلوي ويزيد مرة أخرى بطريقة متكررة.
بعد ذلك ، يتم توصيل مخرج هذا العمود بمكثف يؤدي إلى تبريد بخار المادة المنفصلة والمنقحة.
يتم تخزين هذا في حاوية معينة لتجميعها ، مما يزيد درجة الحرارة مرة أخرى حتى تصل إلى نقطة الغليان للمكون التالي ، وهو ثاني أكثرها تقلبًا ، مما يكرر العملية الموصوفة ، حيث يتم تخزين كل مكون في حاوية محددة لها.
تطبيقات
لكونه أحد أهم الطرق وأكثرها استخدامًا في فصل الخلائط السائلة ، فإن تقنية الفصل المادي هذه لها العديد من الفوائد التي لوحظت في العدد الكبير من التطبيقات التي تم تقديمها في الصناعة وفي المختبر على حد سواء.
- بدءًا من الاستخدامات الصناعية للتقطير التجزيئي ، في منشآت تكرير البترول ، يتم استخدامه في فصل الزيت الخام في الكسور التي يتكون منها.
في هذا المعنى ، يتم استخدامه للحصول على ومعالجة الغاز الطبيعي المستخرج في هذه العمليات الصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في المصانع الكيميائية والعمليات البتروكيماوية لمعالجة المواد مثل الفينول أو الفورمالديهايد.
- يستخدم في محطات فصل الهواء المبردة لتحلل الهواء من الجو في مكوناته الرئيسية.
- يستخدم التقطير التجزيئي لتحلية مياه البحر.
- على نطاق المختبر ، يتم استخدامه في تنقية الكواشف والمنتجات ، كما هو الحال في إنتاج السيكلوبنتاديين من خلال تقطير الدايكلوبنتاديين التجاري.
- يتم استخدامه لإعادة تدوير المذيبات التي تم استخدامها بالفعل ، من خلال التنقية من خلال هذه التقنية.
التقطير التجزيئي للنفط
في حالة النفط ، يتم التقطير التجزيئي في معدات ضخمة ، تسمى أبراج التقطير ، والتي تحاكي أعمدة التكسير ومصممة خصيصًا لفصل الزيت الخام في عمليات قطع أو تيارات مختلفة وفقًا لمداها. من الغليان.
يشير نطاق الغليان هذا إلى نطاق نقاط الغليان لكل جزء منفصل ، لأنها مزيج من الهيدروكربونات بمكونات مختلفة ، وبالتالي لها نقاط غليان مختلفة.
قبل الدخول إلى برج التقطير ، يتم تسخين الزيت الخام إلى درجة حرارة حوالي 400 درجة مئوية ، لتبخير هذه المادة وفصلها في العمود بترتيب متزايد لمجال الغليان.
وبهذه الطريقة ، فإن أكثر عمليات القطع تقلبًا مثل الغازات (البروبان ، والبيوتان ...) والبنزين والنفتا في الجزء العلوي من العمود ، وكلما نزلت ستجد أكثر التيارات "الثقيلة" ، مثل زيوت التشحيم أو المكونات المتبقية.
تتم إضافة بعض الكسور المستخرجة من البرج (مثل البنزين) وتحسينها للتسويق لاحقًا ؛ يتم استخدام تخفيضات أخرى مثل الديزل كوقود أو تغذية لعمليات أخرى داخل الصناعة.
يتم إدخال التيارات الأخرى مثل المواد المتبقية في عمليات أخرى تعيد فصلها في مكوناتها وتعطيها استخدامات أخرى ، أو تزيد قيمتها التجارية.
