Cum se separă țițeiul

Rafinarea petrolului, purificarea apei și producția de băuturi alcoolice sunt câteva utilizări importante ale distilării în industrie. Distilarea este un proces fizic, cunoscut din cele mai vechi timpuri, care extrage substanțe pure dorite dintr-o sursă originală prin încălzire și alte mijloace. În sine, nu implică reacții chimice; separă substanțele, dar nu le modifică. Distilarea este importantă pentru multe operațiuni comerciale, atât mari, cât și mici.

care

TL; DR (prea mult; nu a citit)

Distilarea este un proces fizic utilizat pe scară largă pentru rafinarea petrolului și purificarea apei, precum și pentru fabricarea de biocombustibili și băuturi alcoolice.

Substanțe pure și amestecuri chimice

În chimie, un amestec este o combinație de două sau mai multe substanțe pure, cum ar fi sarea și apa. În natură, găsiți frecvent substanțe dorite amestecate cu altele care pot fi utile și altele care nu. Pentru a obține substanțele dorite, trebuie să le eliminați pe cele pe care nu le doriți. Distilarea oferă modalități de separare a amestecurilor naturale în substanțe pure valoroase.

Care este procesul de distilare?

Cele mai multe forme de distilare au trei etape de bază: încălzire, evaporare și condensare. Încălzirea atentă a amestecului sursă ridică temperatura până când fierbe una sau mai multe dintre substanțele componente. Pe măsură ce fierbe, substanța dorită se transformă în vapori, apoi trece prin țevi către o cameră de răcire. Acolo, se condensează de la vapori înapoi la un lichid unde se colectează într-un recipient separat. Prin repetarea procesului prin mai mulți pași, distilarea poate reduce un amestec original complex până la orice număr de substanțe pure diferite, atâta timp cât acestea erau prezente în original.

Tipuri de distilare

Multe forme de distilare au intrat în uz de-a lungul a sute de ani de cercetare chimică. Fiecare oferă avantaje de eficiență sau un mod de operare specializat adaptat anumitor substanțe. Următoarele exemple reprezintă câteva metode de distilare.

A distilare simplă aparatul separă diferite lichide prin temperaturile lor de fierbere. Această metodă funcționează numai dacă punctele de fierbere ale fiecărei substanțe sunt distinct diferite; în caz contrar, ar fi nevoie de un alt proces pentru a le separa.

Când punctele de fierbere a două lichide sunt apropiate, distilație fracțională face o treabă mai bună de a le separa decât distilarea simplă. Aparatul este similar, dar vaporii trec într-o coloană de distilare fracționată; conține un material cu o suprafață mare care face condensul mai eficient.

Pentru majoritatea lichidelor, reducerea presiunii scade și punctul de fierbere. Distilarea sub vid apare la presiune aproape zero; lichidele fierb la temperaturi mai scăzute decât cele normale. Acest lucru îmbunătățește eficiența procesului de distilare; o căldură mai mică poate însemna economii de energie. Pentru lichidele care se descompun prin căldură, distilarea sub vid evită temperaturile ridicate și permite prelucrarea mai eficientă a acestor substanțe.

Uscare la rece este o tehnică strâns legată de distilarea în vid. O substanță este dizolvată în apă sau în alt solvent, apoi congelată. Un vid transformă gheața în vapori fără încălzire sau topire, lăsând în urmă o substanță solidă uscată. Utilizările includ procesarea alimentelor și ambalarea microbilor și a altor materiale biologice.

Scara echipamentelor de distilare

Nu este nevoie de mult echipament pentru a efectua distilarea simplă; o puteți face cu ușurință pe o masă sau în bucătăria de acasă. Funcționează la fel de bine în rafinăriile mari de petrol sau în companiile de băuturi artizanale de dimensiuni de depozit. Cu comenzile electronice moderne și compacte, o configurație mai mică poate avea o mare parte din sofisticarea unuia mare. Principalele diferențe între operațiunile mari și cele mici sunt costul și volumul producției lor.

Combustibili petrochimici și produse conexe

Producția de benzină, motorină și alți combustibili și substanțe chimice este o aplicație industrială foarte importantă a distilării, în valoare de miliarde de dolari în proces de procesare anuală. Procesul alimentează țiței, o combinație de multe substanțe, într-un capăt al unei rafinării. Fiecare etapă de distilare elimină substanțele mai ușoare, cum ar fi kerosen, benzină și ulei de lubrifiere, lăsând materiale mai grele, cum ar fi gudronul.

Producția de metanol și alți biocombustibili

Pe lângă faptul că este un pas cheie în fabricarea benzinei și motorinei din țiței, distilarea este esențială și pentru producția de biocombustibili. În acest caz, căldura eliberează metanolul din porumb și alte materiale organice. Spre deosebire de rafinarea petrolului, care începe cu un lichid, sursele de biocombustibili sunt solidele organice, care conțin și apă, zaharuri și alte substanțe. Distilarea este un pas în proces; alte etape generează chimic lichidele combustibile dorite și distilează extracte și le purifică.

Distilarea și fabricarea medicamentelor

În fabricarea medicamentelor, puritatea substanțelor chimice este de o importanță crucială. În același timp, producătorii de medicamente doresc produse care să aibă o calitate consistentă și care să poată fi fabricate în cantități industriale din punct de vedere economic. Distilarea este un proces care oferă companiilor farmaceutice un control strict asupra purității și consistenței și poate produce cantități mari de substanțe dorite.

Reciclarea uleiului și a solvenților

Unii compuși organici precum uleiul de lubrifiere și solvenții sunt aruncați cu mult înainte ca durata lor de viață utilă să se termine. Problema principală nu este defalcarea chimică, ci contaminarea cu murdărie, apă și alte substanțe nedorite. Distilarea fierbe uleiul sau solventul, care este purificat și recuperat atunci când se condensează și se răcește. Contaminanții sunt lăsați în urmă și pot fi eliminați.

Parfumuri și uleiuri esențiale

Distilarea sub vid este utilă pentru extragerea parfumurilor din plante și alte materiale biologice. Aceste substanțe sunt fragile și se pot descompune la temperaturi ridicate; distilarea sub vid este potrivită pentru obținerea lor din surse naturale. Uleiurile parfumate își găsesc drumul în săpun, odorizante și alte produse de uz casnic și de îngrijire personală.

Distilarea produselor de canabis

Distilarea se află în spatele multor succese ale industriei de canabis nou-înfloritoare și a gamei largi de produse care au devenit disponibile. Diferite procese de distilare extrag tetrahidrocanabinolul (THC) și canabidiolul (CBD) în formă pură din plantă; aceste substanțe sunt apoi vândute ca atare sau adăugate la ceaiuri, bomboane și alte consumabile.

Prelucrarea lichidelor criogenice

Lichidele ultra-reci precum azotul, oxigenul și argonul pot fi distilate din aer, care conține toate aceste gaze la temperatura camerei. Deoarece fiecare dintre aceste elemente fierbe la o temperatură diferită, distilarea le poate separa de amestecul original. Spre deosebire de alte forme de distilare, aerul este comprimat și răcit în loc să fie încălzit.

Apă potabilă pură

Unele părți ale lumii nu au acces ușor la apă curată; s-ar putea să fie nevoiți să se bazeze pe procesarea apei sărate de mare, astfel încât oamenii să o poată bea. O instalație mare de distilare poate furniza mii de galoane de apă pentru băut, prepararea alimentelor și consumul uman general. Deși apa potabilă distilată costă bani, asigură o sănătate mai bună și un nivel de trai mai ridicat în regiunile deșertice.

Whisky și alte băuturi spirtoase

Etanolul sau alcoolul etilic este un ingredient principal în vodca, bourbonul și alte băuturi alcoolice; alte substanțe prezente adaugă culoare și aromă băuturii. Un proces tradițional de fabricare a berii combină apa și drojdia cu cartofi, cereale sau fructe de pădure. Într-o etapă ulterioară a procesului, distilarea crește concentrația de alcool, conferind băuturii o potență mai mare, precum și schimbând aroma.