Çfarë është distilimi? Ky është procesi i shndërrimit të një lëngu në avull, i cili më pas kondensohet përsëri në formë të lëngshme. Shembulli më i thjeshtë është distilimi i ujit, ku avulli nga një kazan depozitohet si pika në një sipërfaqe të ftohtë.
Aplikimi dhe historia
Distilimi përdoret për të ndarë lëngjet nga lëndët e ngurta jo të avullueshme, si në distilimin e pijeve alkoolike nga materialet e fermentuara, ose për të ndarë dy ose më shumë lëngje me pika të ndryshme vlimi, si në prodhimin e benzinës, vajgurit dhe lubrifikantëve. nga nafta. Aplikime të tjera industriale përfshijnë përpunimin e kimikateve si formaldehidi dhe fenoli dhe shkripëzimi i ujit të detit.
Procesi i distilimit është përdorur ndoshta nga eksperimentuesit e lashtë. Aristoteli (384-322 p.e.s.) përmendi se uji i pastër mund të merret duke avulluar ujin e detit. Plini Plaku (23-79 pas Krishtit) përshkroi një metodë primitive të kondensimit në të cilën vaji i marrë nga ngrohja e kolofonit mblidhet mbi leshin e vendosur sipëralembic.
Distilim i thjeshtë
Shumica e metodave të distilimit të përdorura në industri dhe kërkime laboratorike janë variacione në distilimin e thjeshtë. Kjo teknologji bazë përdor një kub ose retort në të cilin lëngu nxehet, një kondensator për të ftohur avujt dhe një enë për të mbledhur distilimin. Kur nxehet një përzierje substancash, fillimisht distilohet pjesa më e paqëndrueshme prej tyre ose ajo me pikën më të ulët të vlimit dhe më pas distilohen të tjerat ose nuk distilohen fare. Një aparat i tillë i thjeshtë është i shkëlqyeshëm për pastrimin e lëngjeve që përmbajnë përbërës jo të paqëndrueshëm dhe është mjaft efektiv për ndarjen e substancave me pika të ndryshme vlimi. Për përdorim laboratorik, pjesët e aparatit zakonisht bëhen prej qelqi dhe lidhen me tapa, çorape gome ose tuba qelqi. Në shkallë industriale, pajisjet janë prej metali ose qeramike.
Distilim i pjesshëm
Një metodë e quajtur distilim fraksional ose diferencial, u zhvillua për rafinimin e naftës, sepse distilimi i thjeshtë për të ndarë lëngjet, pikat e vlimit të të cilëve ndryshojnë pak është joefikas. Në këtë rast, avujt kondensohen dhe avullohen në mënyrë të përsëritur në një enë vertikale të izoluar. Një rol të veçantë këtu luajnë avullorët e thatë, kolonat fraksionale dhe kondensatorët, të cilët lejojnë kthimin e një pjese të kondensatës përsëri në stallë. Qëllimi është që të arrihet kontakt i ngushtë ndërmjet fazave të ndryshme në rritje të përzierjes në mënyrë qëvetëm fraksionet më të paqëndrueshme në formën e një avulli arritën te marrësi, dhe pjesa tjetër u kthye në formën e një lëngu drejt kubit. Pastrimi i komponentëve të paqëndrueshëm si rezultat i kontaktit midis këtyre kundërrrymave quhet korrigjimi, ose pasurimi.
Distilim i shumëfishtë
Kjo metodë quhet gjithashtu avullimi i ndezjes me shumë faza. Ky është një lloj tjetër distilimi i thjeshtë. Përdoret, për shembull, për të distiluar ujin në impiantet e mëdha të shkripëzimit komercial. Shndërrimi i lëngut në avull nuk kërkon ngrohje. Ai thjesht rrjedh nga një enë me presion të lartë atmosferik në një enë me presion më të ulët. Kjo çon në avullim të shpejtë, të shoqëruar nga kondensimi i avullit në lëng.
Distilim me vakum
Një variacion i procesit të presionit të reduktuar përdor një pompë vakumi për të krijuar një vakum. Kjo metodë, e quajtur "distilim me vakum", përdoret ndonjëherë me substanca që normalisht ziejnë në temperatura të larta ose dekompozohen kur zihen në kushte normale.
Pompat me vakum krijojnë presion në kolonë, i cili është shumë më i ulët se presioni atmosferik. Përveç tyre, përdoren rregullatorët e vakumit. Kontrolli i kujdesshëm i parametrave është shumë i rëndësishëm sepse efikasiteti i ndarjes varet nga ndryshimi në paqëndrueshmërinë relative në një temperaturë dhe presion të caktuar. Ndryshimi i këtij cilësimi mund të ndikojë negativisht në ecurinë e procesit.
Distilim me vakum është i mirënjohur në rafineri. Metodat konvencionale të distilimit janë të ndarahidrokarburet e lehta dhe papastërtitë nga hidrokarburet e rënda. Produkti i mbetur i nënshtrohet distilimit me vakum. Kjo bën të mundur ndarjen e hidrokarbureve me vlim të lartë si vajrat dhe dyllët në temperatura të ulëta. Metoda përdoret gjithashtu në ndarjen e kimikateve organike të ndjeshme ndaj nxehtësisë dhe në rikuperimin e tretësve organikë.
Çfarë është distilimi me avull?
Distilim me avull është një metodë alternative distilimi në temperatura nën pikën normale të vlimit. Përdoret kur substanca e distiluar është e papërziershme dhe nuk reagon kimikisht me ujin. Shembuj të materialeve të tilla janë acidet yndyrore dhe vaji i sojës. Gjatë distilimit, avulli futet në lëng, i cili e ngroh atë dhe shkakton avullim.
Distilim në një kolonë të mbushur
Megjithëse kolonat e mbushura përdoren më shpesh për thithje, ato përdoren gjithashtu për distilimin e përzierjeve avull-lëng. Ky dizajn siguron një sipërfaqe të madhe kontakti, e cila rrit efikasitetin e sistemit. Një emër tjetër për një strukturë të tillë është një kolonë distilimi.
Parimi i funksionimit është si më poshtë. Përzierja e papërpunuar e komponentëve me paqëndrueshmëri të ndryshme futet në qendër të kolonës. Lëngu rrjedh poshtë përmes grykës dhe avulli lëviz lart. Përzierja në fund të rezervuarit hyn në parangrohës dhe del me avull. Gazi nxiton përmes paketimit, duke marrë përbërësit më të paqëndrueshëm të lëngut, del nga kolona dhe hyn në kondensator. Pas lëngëzimit, produkti hynnë kolektorin e gëlbazës, ku ndahet në një distilim dhe një fraksion që përdoret për ujitje.
Përqendrimet e ndryshme bëjnë që komponentët më pak të paqëndrueshëm të kalojnë nga faza e avullit në fazën e lëngshme. Gryka rrit kohëzgjatjen dhe zonën e kontaktit, gjë që rrit efikasitetin e ndarjes. Në dalje, avulli përmban sasinë maksimale të përbërësve të avullueshëm, ndërsa përqendrimi i tyre në lëng është minimal.
Grykat mbushen me shumicë dhe paketa. Forma e mbushësit mund të jetë ose e rastësishme ose e strukturuar gjeometrikisht. Është bërë nga një material inert si argjila, porcelani, plastika, qeramika, metali ose grafiti. Mbushësi zakonisht ka përmasa nga 3 deri në 75 mm dhe ka një sipërfaqe të madhe në kontakt me përzierjen avull-lëng. Mbushja me shumicë ka avantazhin e xhiros së lartë, rezistencës ndaj presionit të lartë dhe kostos së ulët.
Mbutëset metalikë kanë forcë të lartë dhe lagshmëri të mirë. Qeramikat kanë lagështi edhe më të lartë, por nuk janë aq të forta. Ato plastike janë mjaft të forta, por nuk lagen mirë me shpejtësi të ulët rrjedhjeje. Meqenëse mbushësit qeramikë janë rezistent ndaj korrozionit, ato përdoren në temperatura të larta që plastika nuk mund t'i rezistojë.
Grykët e paketimit janë një rrjetë e strukturuar, dimensionet e së cilës korrespondojnë me diametrin e kolonës. Ofron kanale të gjata për rrjedhjen e lëngjeve dhe avullit. Ato janë më të shtrenjta, por ju lejojnë të reduktoni rëniet e presionit. Grykat e paketave preferohen me prurje të ulëta dhe në kushte presioni të ulët. Ato janë bërë zakonisht nga druri, llamarina ose rrjetë e endur.
Përdoret në rikuperimin e tretësve dhe industritë petrokimike.
Distilimi në kolonën e distilimit
Lloji më i përdorur i kolonës. Numri i pllakave varet nga pastërtia e dëshiruar dhe kompleksiteti i ndarjes. Ndikon në lartësinë e kolonës së distilimit.
Parimi i funksionimit të tij është si më poshtë. Përzierja ushqehet në mes të lartësisë së kolonës. Dallimi në përqendrim bën që përbërësit më pak të paqëndrueshëm të kalojnë nga rryma e avullit në rrjedhën e lëngshme. Gazi që del nga kondensatori përmban substancat më të paqëndrueshme, ndërsa substancat më pak të paqëndrueshme dalin përmes ngrohësit në rrjedhën e lëngshme.
Gjeometria e pllakave në kolonë ndikon në shkallën dhe llojin e kontaktit ndërmjet gjendjeve të ndryshme fazore të përzierjes. Strukturisht ato janë sitë, valvula, kapak, grilë, kaskadë etj. Sitë, të cilat kanë vrima për avull, përdoren për të ofruar performancë të lartë me kosto të ulët. Tabakat më të lira të valvulave, në të cilat hapjet janë të pajisura me valvula hapëse dhe mbyllëse, janë të prirur të bllokohen për shkak të grumbullimit të materialit. Kapakët janë të pajisur me kapakë që lejojnë avujt të kalojnë përmes lëngut përmes vrimave të vogla. Kjo është teknologjia më e avancuar dhe e shtrenjtë, efektive me ritme të ulëta rrjedhjeje. Lëngu rrjedh nga një tabaka në tjetrën nëpër tubat vertikal të kullimit.
Kollonat e tabelave përdoren shpesh për të rikuperuar tretësit nga mbetjet e procesit. Ato përdoren gjithashtu për të rikuperuar metanolin në një operacion tharjeje. Uji del si një produkt i lëngshëm dhe mbetjet organike të paqëndrueshme shkojnë në fazën e avullit. Kjo është ajo që është distilimi në një kolonë distilimi.
Distilim kriogjenik
Distilim kriogjenik është aplikimi i metodave të përgjithshme të distilimit për gazrat e ftohur në gjendje të lëngët. Sistemi funksionon në temperatura nën -150 °C. Për këtë, përdoren shkëmbyesit e nxehtësisë dhe mbështjelljet. E gjithë struktura quhet bllok kriogjenik. Gazrat e lëngshëm hyjnë në njësi dhe distilohen në temperatura shumë të ulëta. Kolonat e distilimit kriogjenik mund të paketohen dhe paketohen. Dizajni i grupit preferohet pasi materiali me shumicë është më pak efektiv në temperatura të ulëta.
Një nga aplikimet kryesore të distilimit kriogjen është ndarja e ajrit në gazrat përbërës të tij.
Distilim ekstraktues
Distilim ekstraktues përdor komponime shtesë që veprojnë si tretës për të ndryshuar paqëndrueshmërinë relative të njërit prej përbërësve të përzierjes. Në kolonën nxjerrëse, substancave që do të ndahen u shtohet një tretës. Komponenti i rrjedhës së ushqimit që do të rikuperohet kombinohet me tretësin dhe del në fazën e lëngshme. Komponenti tjetër avullon dhe shkon në distilim. Vrapimi i dytë nënjë kolonë tjetër lejon që substanca të ndahet nga tretësi, i cili më pas kthehet në fazën e mëparshme për të përsëritur ciklin.
Distilim ekstraktues përdoret për të ndarë përbërjet me pika të afërta vlimi dhe përzierjet azeotropike. Distilimi ekstraktues nuk është aq i përhapur në industri sa distilimi konvencional për shkak të kompleksitetit të dizajnit. Një shembull është procesi i marrjes së celulozës. Tretësi organik ndan celulozën nga linjina dhe një distilim i dytë prodhon një substancë të pastër.
