Яке використання дистиляції в промисловості?

Як відокремити сиру нафту

Переробка нафти, очищення води та виробництво алкогольних напоїв є декількома важливими способами перегонки в промисловості. Дистиляція - це фізичний процес, відомий з давніх часів, який витягує бажані чисті речовини з вихідного джерела шляхом нагрівання та іншими способами. Сам по собі він не включає хімічних реакцій; він відокремлює речовини, але не змінює їх. Дистиляція важлива для багатьох господарських операцій, як великих, так і малих.

TL; DR (занадто довгий; не читав)

Дистиляція - це фізичний процес, який широко використовується для переробки нафти та очищення води, а також для виробництва біопалива та алкогольних напоїв.

Чисті речовини та хімічні суміші

У хімії суміш - це поєднання двох або більше чистих речовин, таких як сіль і вода. У природі ви часто зустрічаєте бажані речовини, змішані з іншими, які можуть бути корисними, та інші, які ні. Щоб отримати потрібні речовини, ви повинні видалити ті, яких немає. Дистиляція пропонує способи розділення природних сумішей на цінні чисті речовини.

Що таке процес дистиляції?

Більшість форм дистиляції мають три основні етапи: нагрівання, випаровування та конденсацію. Ретельне нагрівання вихідної суміші підвищує температуру, поки не закипить одна або кілька компонентів. У міру закипання бажана речовина перетворюється на пару, а потім проходить по трубах до охолоджувальної камери. Там він конденсується з пари назад до рідини, де збирається в окремому контейнері. Повторюючи процес у кілька етапів, дистиляція може зменшити складну вихідну суміш до будь-якої кількості різних чистих речовин, якщо вони були в оригіналі.

Види дистиляції

За сотні років хімічних досліджень було використано багато форм дистиляції. Кожен з них пропонує переваги в ефективності або спеціалізований режим роботи з урахуванням конкретних речовин. Наступні приклади представляють кілька методів дистиляції.

A проста перегонка апарат відокремлює різні рідини за температурою температури кипіння. Цей метод працює лише в тому випадку, якщо точки кипіння кожної речовини суттєво різні; інакше для їх відокремлення знадобився б якийсь інший процес.

Коли точки кипіння двох рідин близькі, фракційна дистиляція робить краще відділення їх, ніж проста перегонка. Апарат подібний, але пари переходять у фракційну дистиляційну колону; він містить матеріал з великою площею поверхні, що робить конденсацію більш ефективною.

Для більшості рідин зниження тиску також знижує температуру кипіння. Вакуумна дистиляція виникає при майже нульовому тиску; рідини киплять при температурі нижчій за нормальну. Це підвищує ефективність процесу дистиляції; менше тепла може означати економію енергії. Для рідин, які руйнуються з нагріванням, вакуумна дистиляція дозволяє уникнути високих температур і дозволяє більш ефективно обробляти ці речовини.

Сублімаційна сушка - це техніка, тісно пов’язана з вакуумною дистиляцією. Речовина розчиняється у воді або іншому розчиннику, потім заморожується. Вакуум перетворює лід на пару, не нагріваючись і не плавлячись, залишаючи тверду суху речовину позаду. Використання включає мікроби для переробки харчових продуктів та упаковки та інші біологічні матеріали.

Вага дистиляційного обладнання

Для простої перегонки не потрібно багато обладнання; Ви можете легко зробити це на стільниці або домашній кухні. Це так само добре працює на великих нафтопереробних заводах, що розростаються, або на підприємствах, що займаються виготовленням спиртних напоїв, розміром на склад. Завдяки компактним сучасним електронним органам управління, менша установка може надати більшу вишуканість великій. Основні відмінності між великими та малими операціями - це їх вартість та обсяг виробництва.

Нафтохімічне паливо та супутні товари

Виробництво бензину, дизельного та інших видів палива та хімічних речовин є дуже важливим промисловим застосуванням дистиляції, що переробляє щорічно на багато мільярдів доларів. Процес подає сиру нафту, поєднання багатьох речовин, в один кінець НПЗ. Кожна стадія перегонки видаляє більш легкі речовини, такі як гас, бензин та мастило, залишаючи більш важкі матеріали, такі як смола.

Виробництво метанолу та іншого біопалива

Окрім того, що дистиляція є ключовим кроком у виробництві бензину та дизельного палива із сирої нафти, дистиляція також є важливою для виробництва біопалива. У цьому випадку тепло виділяє метанол з кукурудзи та інших органічних матеріалів. На відміну від переробки нафти, яка починається з рідини, джерелами біопалива є органічні тверді речовини, які також містять воду, цукри та інші речовини. Дистиляція - це один крок у процесі; інші дії хімічно генерують необхідні паливні рідини, а дистиляційні екстракти та очищають їх.

Дистиляція та виробництво ліків

При виробництві ліків чистота хімічних речовин має вирішальне значення. У той же час, виробники ліків хочуть продуктів, які відповідають якості та які можуть бути виготовлені в промислових кількостях економічно. Дистиляція - це один із способів, що забезпечує фармацевтичним компаніям жорсткий контроль за чистотою та консистенцією, і може виробляти велику кількість бажаних речовин.

Переробка олії та розчинників

Деякі органічні сполуки, такі як мастило та розчинники, викидаються задовго до закінчення терміну їх корисного використання. Основною проблемою є не хімічний розпад, а забруднення брудом, водою та іншими небажаними речовинами. Дистиляція википає олію або розчинник, які очищаються та регенеруються при конденсації та охолодженні. Забруднення залишаються позаду і можуть бути утилізовані.

Ароматизатори та ефірні олії

Вакуумна дистиляція корисна для вилучення ароматів з рослин та інших біологічних матеріалів. Ці речовини тендітні і можуть руйнуватися при високій температурі; вакуумна дистиляція добре підходить для їх отримання з природних джерел. Ароматичні олії потрапляють у мило, освіжувачі повітря та інші засоби побутової та особистої гігієни.

Перегонка продуктів з конопель

Дистиляція стоїть за великою частиною успіху нової індустрії конопель та широкого асортименту продуктів, які стали доступними. Різні дистиляційні процеси витягують із рослини тетрагідроканабінол (ТГК) та каннабідіол (КБР) у чистому вигляді; ці речовини потім продаються як є або додаються у чаї, цукерки та інші витратні матеріали.

Переробка кріогенних рідин

Ультрахолодні рідини, такі як азот, кисень та аргон, можуть переганятися з повітря, яке містить усі ці гази при кімнатній температурі. Оскільки кожен з цих елементів кипить при різній температурі, дистиляція може відокремити їх від вихідної суміші. На відміну від інших форм дистиляції, повітря стискається і охолоджується замість нагрітого.

Чиста питна вода

Деякі частини світу не мають легкого доступу до чистої води; їм, можливо, доведеться розраховувати на переробку солоної морської води, щоб люди могли її пити. Велика дистиляційна установка може забезпечити тисячі галонів води для пиття, приготування їжі та загального споживання людиною. Хоча дистильована питна вода коштує грошей, вона забезпечує краще здоров'я та вищий рівень життя в пустельних регіонах.

Віскі та інші алкогольні напої

Етанол, або етиловий спирт, є основним інгредієнтом горілки, бурбону та інших алкогольних напоїв; інші присутні речовини додають напою колір і смак. Традиційний процес пивоваріння поєднує воду та дріжджі з картоплею, зернами або ягодами. На більш пізньому етапі процесу дистиляція збільшує концентрацію алкоголю, надаючи напою більшу ефективність, а також змінюючи смак.