В момента алкохолните напитки се използват доста често в нашия живот. Но силните напитки носят удоволствие само ако са с високо качество. Това може да се постигне чрез използване на правилните начини за получаването му. В тази връзка е важно да се знаят основните методи за дестилация на алкохол: дестилация на алкохол и неговата ректификация.

Дестилация на алкохол

Самата дума "дестилация" е от латински произход и означава "изпускане". Обикновено този метод се използва в много области на живота за разделяне на течности на компоненти, които се различават по състав. Не се прилага, ако фракциите, включени в течността, се различават по точка на кипене.

Дестилацията се използва в нефтопреработвателната промишленост за производство на бензин, керосин и смазочни масла. Процесът на обезсоляване на морска вода също се основава на този метод.

Но ние се интересуваме от този метод с цел изолиране на етилов алкохол от течности, съдържащи алкохол.

Дестилацията или дестилацията на алкохол е явление, което води до изпаряване на летливи съединения от ферментирала смес. Тези компоненти, утаявайки се под формата на кондензат, образуват луна. За създаване на лунна светлина се използва специален апарат - дестилатор, който е дестилационен куб.

Самият процес на дестилация е прост и се състои от две стъпки:

• Превръщане на дестилирана течност в пара.
• Парата кондензира, като по този начин връща веществото в течна форма чрез охлаждане.

В същото време точката на кипене на алкохола, който трябва да извлечем е +78C, докато тази на водата е +100C, което води до бързо изпаряване на алкохола. По време на процеса на охлаждане алкохолът кондензира. Дестилатът може да се дестилира повече от веднъж, за да се увеличи концентрацията на алкохол.

Полученият в началото лунен лъч се отличава както със силна сила, така и с високо съдържание на вредни вещества в него: естери и алдехиди. В тази връзка той е категорично неподходящ за поглъщане като алкохол, по-добре е да го излеете или да му намерите друго приложение, например да запалите огън с него.

Процес на дестилация

Също така не се препоръчва използването на така наречените „опашки“, съдържащи фузелни алкохоли и метанол. Те могат да бъдат разпознати по неприятната им миризма. Те се появяват, след като силата на лунната светлина спадне до 40%, но за разлика от първите неизползваеми капки, „опашките“ могат да се използват за повторна дестилация.

Завършването на дестилацията обикновено се определя по следния начин: абсорбиращата течност се запалва. Ако започне да гори, спрете дестилацията.

Дестилацията на алкохол според класификацията се разделя на следните видове:

• проста - извършва се на един етап;
• фракционен - ​​извършва се на няколко етапа;
• коригиране.

Простата дестилация на алкохол е началният етап на втория тип дестилация.

Проста дестилация

Схема на процеса на дестилация

Този метод е бил използван още в Древен Египет за производство на боя от развалено грозде. За това бяха използвани медни кубове, чийто дизайн включваше дестилационен резервоар, кондензатор и изходна тръба за изпарение. Първоначално тези единици се използват в производството на бои и парфюми, а след известно време започват да се използват за създаване на силни алкохолни напитки.

В момента простата дестилация е технология за дестилиране на алкохол, която не премахва напълно вредните примеси. Дори повтарянето на този процес няма да почисти напълно напитката. Изходната му сила е 25-30% об.

Дестилацията на алкохол се извършва на няколко етапа:

• Приготвяне на каша. Има много методи за производството му. Най-простият от тях е да разтворите маята във вода с температура 30 ° С и да добавите предварително приготвен захарен сироп. След това трябва плътно да затворите съда с капак и да го поставите на топло място за една седмица.

Крайният продукт има аромата и вкуса на продуктите, използвани за кашата, поради което се подлага на ароматизиране. Например, ром и коняк се вливат в дъбови бъчви, а бадеми или борова есенция се добавят към джина.

По-сложен метод включва използването на картофи, които, когато са смачкани, трябва да се напълнят с вода и да се нагреят. Нишестето, съдържащо се в картофите, се превръща в захари. След това добавете маята и поставете на топло място.

• В края на ферментацията кашата се филтрира, след което се излива в дестилационната единица.
• Кашата се изпарява.
• През изходната тръба получената пара се озовава в хладилника, където, кондензирайки, се превръща в дестилат.

Освен това, за да се отървете от неприятните миризми, продуктът често се подлага на химическа обработка, което може да повлияе негативно на човешкото здраве.

Фракционна дестилация

Този метод се нарича още фракционен, тъй като се извършва на няколко етапа. Изисква повече внимание и търпение.

Фракционната дестилация се основава на разликата в точката на кипене на компонентите, които изграждат течността. Същността на метода е разделянето на алкохола на фракции по време на дестилацията, последвано от тяхното разпределяне в различни контейнери.

Дестилацията на етанол не включва използването на "глави" или първата фракция, поради тяхната неприятна миризма и повишено ниво на вредност. Събраният на този етап кондензат е опасен не само за поглъщане, но и за външна употреба. Ако такава фракция попадне върху кожата, може да настъпи увреждане, например кожата ще се отлепи. "Главите" се използват предимно за осветяване на дърво. След завършване на отделянето на тази фракция е необходимо приемният контейнер да се смени.

Средната фракция (лунно тяло) няма цвят и остра миризма. На този етап се избира висококачествен лунен лук. Изборът на тази част от лунната светлина става по време на горене при температури до 95 ° С, докато силата варира от 35 до 45%. В диапазона от 78 до 83С се отделят най-чистите водно-алкохолни маси, които не съдържат вредни за човешкото здраве примеси.

Крайната фракция или „опашки“ се характеризира със силна, остра миризма поради съдържанието на фузелни масла и тежки примеси. Необходимо е също така да се предотврати попадането им в основната част от фракцията, за това на този етап е необходимо да смените приемния контейнер. „Опашките“ обикновено са неподходящи за поглъщане поради тяхната миризма и влошаване на качеството на основната част от лунната светлина. Но те могат да се използват за повторна дестилация, да се добавят към нова каша или да се добавят към лунна светлина за любителите на този вкус.

За да се подобри качеството на алкохола, се препоръчва да се извърши повторно пречистване с въглен, да се разреди с чиста вода или да се дестилира отново, като се извърши този процес по-бавно от първия път. Повтарящата се дестилация може да доведе до образуването на азеотропна смес, чийто състав не се променя по време на следващите дестилации.

Поради факта, че е невъзможно да се произведе алкохол с високо ниво на пречистване чрез дестилация, дори фракционна, поради наличието на аромат и вкус, се използва ректификация.

Самият процес на ректификация е разделяне на смес, което се основава на процеса на топлообмен между пара и течност.

Много хора погрешно смятат ректификацията на алкохол за повторна дестилация, но тези две понятия не трябва да се бъркат.

Този метод включва използването на дестилационна колона, която е апарат, който разделя течността на компоненти. В този случай резултатът е чист алкохол, който няма остри миризми, вкусове или вредни вещества. Ректификацията без използването на това устройство произвежда алкохол с по-ниско съдържание.

При нагряване на съд с лунна светлина течността започва да кипи, което води до образуване на пара. Той се издига през дестилационни колони до върха, завършвайки в единица, където парата кондензира и се нарича обратен хладник. Това устройство се охлажда с вода. Когато парата удари охладена повърхност, тя кондензира, което води до образуване на храчки. Храчките се стичат в контейнера. Парата, която се издига нагоре, и обратният хладник, който тече надолу, взаимодействат помежду си, образувайки процес на топлообмен. Ректификацията включва постоянно взаимодействие между пара и течност. В резултат на това веществата с по-ниска точка на кипене се намират отгоре, те се превръщат в кондензат и се вливат в контейнера.

Този метод на дестилация се използва за получаване на чист етилов алкохол. Този алкохол е в основата на водката. Ректификацията е и най-безопасната, тъй като ви позволява да правите силни алкохолни напитки, елиминирайки наличието на големи количества примеси и отравяне с химикали при консумация.

Кой метод е по-добър?

За да определите най-добрия метод за дестилиране на алкохол, трябва да решите кое е по-важно за вас: финият вкус и аромат на алкохол или чист алкохол.

По време на различни методи на дестилация на изхода се образуват различни напитки: дестилацията се използва за производство на лунна светлина, коняк, уиски, текила, джин; чистият алкохол е продукт на ректификация.

Освен това трябва да разберете, че след дестилация, дори фракционна, крайната напитка има аромата и вкуса на оригиналната суровина, докато в процеса на ректификация вкусовите и ароматните свойства се унищожават.

Следователно не може да се каже, че един или друг метод е по-добър, тъй като те дават различни резултати.

Дестилацията е метод за разделяне и рафиниране на различни вещества чрез дестилация и изпаряване. Най-често вещества, състоящи се от два компонента, се поддават на този процес. Добре известни примери: отделяне на масло,дестилация на алкохол, създаване на парфюми. Учените разграничават дестилацията, при която се получават течни и твърди продукти - остатък или кондензат. До 10-ти век са били дестилирани само етерични масла.

Какво представлява дестилацията на алкохол?

Дестилацията се използва в промишлеността за разделяне на различни течности. Алкохолната дестилация е отделяне на етилов алкохол от алкохол-съдържащи продукти. Този процес изпарява летливите съединения от сместа, която е преминала през процеса на ферментация.

Основният процес се изгражда на два етапа:

1. Течността се превръща в пара чрез процеса на дестилация.
2. Получената пара кондензира. След процеса на охлаждане отново става течност.

Алкохолът има тенденция да се изпарява бързо, което се дължи на температурата му на кипене от +78C. Водата се изпарява по-бавно, защото кипи при 100C. След изпаряване настъпва процесът на кондензация.

Всъщност дестилацията може да се направи и у дома. С прости думи това се нарича „дестилация“. И на изхода на устройството идва лунна светлина. Има много хора, които го правят и използват. Това обаче не е препоръчително. Преди това не се използва за консумация в тялото, а е създаден като запалимо вещество.

внимание! Moonshine е силна напитка, която съдържа вещества и смоли, които са вредни за човешкото тяло, въпреки че се счита за висококачествен продукт.

Ракия, текила и абсент са по същество една и съща луна. След процеса на дестилация те бяха надарени с аромат и вкус. За да направите тази напитка, можете да използвате не само каша от мая. Като суровини могат да се използват плодове, зърнени култури (елда, ориз), кестени, дори доматено пюре и картофи!

У дома можете да направите не само лунна светлина, но дори и абсент

Въпреки факта, че лунната светлина е опасна за здравето, в Русия производството му отдавна е прищявка на аристократите. А първата рецепта датира от 6 век!

Днес всеки от нас има възможност да направи лунна светлина у дома, тъй като устройството за неговото производство е много просто и се състои от три части:

• контейнер за суровини. Суровият продукт се изсипва в съд с форма на колба. Процесът започва с нагряването му, за което отдолу е разположен нагревателен елемент. За да контролирате процеса, трябва да знаете температурата. На колбата е монтиран термометър, чиито показания трябва да се следят;
• втората част е тръба, която свързва първия контейнер с втория. За да се осъществи процесът на охлаждане, той е насочен надолу. Така парата тече в течно състояние в друг контейнер.
• алкохолът се утаява в третото отделение на устройството. Тази колба е по-малка по размер от първата и е разположена по-ниско.

Процесът трябва да бъде спрян в момента, в който алкохолът се изпари и в съда остане само вода.

Видове дестилация

Дестилацията на алкохол е разделена на няколко вида:

• просто;
• фракционен;
• коригиране.

Простата дестилация е първата част от фракционната дестилация. Но последният тип има значителни разлики от първите два, тъй като на изхода се получава продукт, който не само има по-висококачествен състав и сила, но се използва и за приготвяне на други алкохолни напитки.

просто

Простият метод на дестилация не е бил използван преди това за производството на алкохол. Древните египтяни правели боя от развалено грозде и други плодове.

Процесът се състои от няколко етапа:

1. Дестилация на алкохолзапочва с приготвяне на каша. Най-популярната рецепта включва мая и захарен сироп. Разтворената мая (разтворена във вода не повече от 30 ° С) със захарен сироп се влива около 7 дни.
2. След една седмица получената каша се излива в дестилационния апарат.
3. В първия контейнер протича процесът на изпаряване.
4. Парата кондензира и преминава в течно състояние.

Фракционен

Вид дестилация, която включва няколко етапа, се нарича фракционна.

По време на процеса на дестилация алкохолът се разделя на фракции, които след това се бутилират отделно.При дестилация на етанолпървата и третата фракция се изхвърлят.

В първата част на процеса се образува дестилат, който се нарича "глава".

важно! Тази част от получената течност е силно концентрирана и съдържа вредни вещества. Основната характеристика на "главата" е неприятна, остра миризма. Увреждане може да възникне не само при поглъщане на такава течност, но и при попадане върху кожата под формата на химическо изгаряне. Тази течност не се използва дори в ежедневието, трябва да се изхвърли незабавно.

По време на дестилацията алкохолът трябва да бъде разделен на фракции

Втората фракция няма такава миризма, тя се нарича „тяло“. Тъй като продукцията е висококачествена лунна светлина, трябва да бъдете особено внимателни на етапа на пускането му. Работната температура не трябва да е по-висока от 95C. Образува се течност със сила 35-45%, която не съдържа вредни компоненти и не е вредна за здравето.

Всички примеси остават в последната "опашна" фракция. Подобно на главата, има неприятна силна миризма. Ако третата фракция попадне в средната, тогава цялата течност ще бъде неподходяща за консумация. Затова е наложително да следите процеса на дестилация и да бъдете внимателни.

Последната фракция е опасна, но повторението й е разрешено. Но „главата“ се използва максимално за запалване на дърва за огрев.

Предимства на многостепенната дестилация

В процеса на многостепенна дестилация една част от сместа се кондензира, а другата постъпва в друга част на апарата, където процесът на кондензация се извършва частично.

Апарат за многостепенна дестилация - цяла система:

1. Чифт параходи;
2. 4-15 мехурчета.

Многоетапната дестилация е по-сложен процес

Тези части са свързани чрез дестилационен куб и хладилник.

Уредът за мокра пара или барботер е запечатан контейнер с два отвора в капака. Дълга тръба се вкарва в първата и само леко не достига дъното. Втори отвор с по-къса тръба.

Параходът е подобна част. Дължината на двете тръби обаче е еднаква.

Принципът на действие е следният: след нагряване на кашата, нейните пари падат през тръбата на дъното на мокрия параход. Това е мястото, където се получава конденз. Веднага част от алкохола отново се превръща в газ и напуска контейнера през къса тръба.

Подобен процес се извършва в парна баня. Но поради късата тръба алкохолът в газообразно състояние не преминава през течността. Това отнема по-малко време.

От барботера алкохолът в газообразно състояние постъпва в охладителя. Резултатът е 90% лунна светлина.

Много хора погрешно вярват, че този метод помага за производството на същия качествен продукт като ректификацията в производството. Но това мнение е погрешно. Ако процесът не е организиран правилно, на изхода може да се образува по-опасна течност, отколкото при конвенционалната дестилация. Има обаче много поддръжници на многоетапната дестилация и това е оправдано от редица предимства:

• ако се спазват правилата за дестилация, качеството на получения продукт ще бъде значително по-високо от обикновеното луна;
• Силата на продукта от този метод е по-висока.

Какво представлява алкохолната ректификация?

Дестилационна колона

Дестилационните колони са създадени през 1867 г., като основната им цел е да произвеждат 96% алкохол. По-късно започнаха да произвеждат „трапезно вино“, което по-късно беше наречено водка.

Произвежда се при необходимост от по-качествен алкохол. Основната му характеристика еалкохол от този метод на дестилация по-високо качество и се използва при производството на силни напитки.Количество ректифицирани примесипо-малко от това на обикновената лунна светлина.

Основата на процеса е разделянето на сместа чрез топлообмен.

Невъзможно е да се извърши такъв процес у дома, тъй като включва използването на специален апарат. Този метод на дестилация има повече етапи:

• колбата с лунна светлина се нагрява и се довежда до кипене;
• пара се образува и се издига в обратния хладник;
• охлаждането с вода причинява кондензация;
• получената течност се влива в колбата;
• Процесът на топлообмен произвежда пара и течност, които потъват. Те си взаимодействат постоянно.
• В резултат на това веществата отгоре се превръщат в кондензат и се стичат надолу.

Има погрешно схващане, че ректификацията е просто многократна дестилация. Но в действителност това не е така. Важно е да запомните, че кашата не се използва за ректификация. След дестилацията се образува 40% алкохол, който се използва за по-нататъшна ректификация.

Кой метод е по-добър: дестилация или ректификация

Отговорете недвусмислено на въпроса "Кой метод е по-добър?" трудно, защото всеки метод има своите недостатъци и предимства. Изборът на метод за дестилация зависи от това какъв продукт трябва да се получи на изхода.

Разбира се, ректификацията обещава по-висококачествена напитка, която не е толкова опасна за здравето. Но методите за приготвяне на някои алкохолни напитки изискват прибягване до прост метод на дестилация. Това се дължи на особеностите на методите на дестилация.

Ректификацията лишава крайния продукт от миризмата и вкуса на оригиналната му основа. Идеален е за водка. В някои случаи това е неуместно. Така че, ако се произвежда коняк, се използва дестилация, тъй като тази алкохолна напитка трябва да има миризмата на суровините, от които е направена, не може да бъде лишена от своя аромат и вкус.

Също толкова важно е продължителното съхранение на алкохол. Ако е произведен чрез дестилация, той ще оцелее при съхранение в дървена бъчва. Коригирането включва само допълнително разреждане. Продуктите от дестилацията могат да се съхраняват при почти всякакви условия. Това помага при производството на коняк.

Дестилацията чрез дестилация е по-евтина. Първо, това се прави на един етап и не отнема много усилия и време. Докато коригирането включва два процеса, което увеличава потреблението и времето. На второ място, апаратът за проста дестилация има по-опростен дизайн и е по-достъпен. За да завършите процеса на ректификация, трябва да преминете първична дестилация.

Ректификацията и дестилацията са два напълно различни метода за производство на алкохолна течност, въпреки приликите им. Крайният продукт от тези процеси е различен и се използва за различни цели.

Дестилация

Дестилацията или дестилацията се основава на превръщането на течност в пара, последвано от кондензация на парата в течност. Този метод отделя течност от разтворени твърди вещества или по-малко летливи течности. Например с помощта на дестилация естествената вода се пречиства от съдържащите се в нея соли. Резултатът е дестилирана вода, която е лишена от тези соли или ги съдържа само в изключително малки количества.

Дестилационните устройства се използват за дестилиране на малки количества течност в лабораторни условия.

Течността кипи, когато нейното налягане на парите стане равно на външното налягане (обикновено атмосферно). Чистото вещество при постоянно налягане кипи при строго определена температура. Смесите кипят при различни (неопределени) температури. Следователно точката на кипене е характеристика на чистотата на дадено вещество. Колкото по-чисто е веществото, толкова по-малка е разликата между точката на кипене на веществото и температурата, при която се дестилира. (1)

С помощта на дестилационно устройство можете да разделите смеси от течности и да ги получите в чиста форма. Разделянето в този случай се основава на разликата в състава на течната смес и нейните наситени пари. Това ясно се вижда от диаграмата на фиг. 3, която показва зависимостта на точката на кипене на смес от две течности (вещества) А и В от състава на течната смес и състава на парата, с която течната смес е в равновесие. По ординатната ос са показани температурите на кипене при постоянно налягане, а по абсцисната ос е съставът на течната смес или парите. Началната точка на оста x съответства на чистото вещество A (100% вещество A и 0% вещество B), крайната точка на чистото вещество B (100% вещество B и 0% вещество A), междинните точки на различни смеси от вещества А и В, например 50% А и 50% В; 80% A и 20% B и т.н. Удобството на този метод на изображение е очевидно. Диаграмата създава две криви: кривата на течността (долната) изразява състава на кипящата течност, а кривата на парата (горната) изразява състава на парата. Както се вижда, при всички температури парата има различен състав от течността, т.е. тя винаги е по-богата на по-летливия компонент.

От диаграмата следва, че съставът на сместа в точка B при температура на кипене t съответства на състава на парата в точка G *, а съставът на сместа в точка D при температура на кипене t съответства на състава на парата в точка Е, т.е.с увеличаване на съдържанието на течност А в сместа, съдържанието на А в парите се увеличава.Това е установено за първи път от Д. П. Коновалов през 1881 г.: с увеличаване на концентрацията на вещество в течността, съдържанието му в парите се увеличава ( 1-ви закон на Д. П. Коновалов). Следователно, когато се дестилира такава смес от течности, в първите порции дестилатът ще съдържа повече течност с високо налягане на парите (т.е. ниско кипене), отколкото следващите порции. В дестилационната колба количеството на висококипяща течност се увеличава по време на процеса на дестилация.

Такава дестилация, когато дестилатът се взема при различни температурни диапазони и в различни приемници, се нарича фракционна или фракционна дестилация. Течностите в приемниците, взети в определени температурни диапазони, се наричат ​​фракции.

Чрез повтаряне на фракционната дестилация няколко пъти можете почти напълно да разделите смес от течности и да получите компонентите на сместа в чиста форма.

По-пълното и бързо разделяне на смеси от течности чрез фракционна дестилация се улеснява от използването на обратен хладник или дестилационни колони. Парата се кондензира частично в тях, преди да се изхвърли в хладилника, в резултат на което количеството на нискокипящата фракция в дестилираната течност значително се увеличава. Една такава дестилация (т.е. използване на дестилационна колона или обратен хладник) замества няколко последователни дестилации, извършени с помощта на дестилационен апарат.

Дестилацията с обратен хладник, както и други техники за дестилация, като дестилация с пара, дестилация при понижено налягане, се обсъждат в ръководства и семинари по органична химия.

Дестилацията е метод за разделяне или пречистване на вещества въз основа на различни точки на кипене.

В зависимост от свойствата на разделяните компоненти на сместа и разликата в техните точки на кипене се използват различни видове и методи на дестилация. Така че, ако целта на дестилацията е да пречисти вещество от практически нелетливи примеси, те прибягват до проста дестилация. Пример е дестилацията на чешмяна вода за отстраняване на разтворените минерални соли, което води до дестилирана вода. Специален случай на проста дестилация е парната дестилация. Ако при нагряване на смес два или повече компонента се изпарят, трябва да се използва фракционна дестилация за разделянето им. И двата вида дестилация - проста и фракционна - могат да се извършват както при атмосферно, така и при понижено налягане (вакуумна дестилация).

На дестилация могат да бъдат подложени не само течни вещества, но и твърди вещества при стайна температура. В сравнение с прекристализацията, дестилацията обикновено дава по-висок добив на чист продукт за по-малко време.

Използвайки дестилация в лабораторията, с една операция можете например лесно да пречистите до килограм вещество, докато за прекристализиране на същото количество продукт трябва или да го разделите на няколко части, или да използвате обемисто оборудване, което е не винаги удобно. За разлика от прекристализацията, дестилацията може да се използва за пречистване на силно замърсени съединения, включително изолиране на продукти директно от реакционната смес. И накрая, дестилацията не включва изразходване на каквито и да било спомагателни вещества, като адсорбенти или органични разтворители.

От друга страна, дестилацията не е универсален метод за пречистване. Много вещества се разлагат при точка на кипене дори при понижено налягане.

Ако течностите имат сходни точки на кипене, разделянето им в лабораторията е много трудоемко и изисква използването на ефективни дестилационни колони, с които не всяка лаборатория разполага. Въпреки това, дори ако разликата в точките на кипене е голяма, дестилацията винаги осигурява пълно разделяне. Трябва да обърнете специално внимание на това. Начинаещите работници често вярват, че дестилацията автоматично гарантира отстраняването на всички примеси от дадено вещество. Междувременно на практика има неотделно кипящи (азеотропни) смеси. Например етиловият алкохол може да бъде напълно освободен от вода чрез дестилация при атмосферно налягане, въпреки че разликата в техните точки на кипене е повече от 20 °C. Когато се опитвате да дестилирате алкохол от вода, в приемника ще се събере смес, съдържаща 95,6% (тегл.) алкохол и 4,4% вода. Доста често срещано явление, което пречи на дестилацията, е способността на някои високоактивни вещества да дестилират с изпаренията на други вещества. В същото време това свойство се използва за ефективно пречистване на високоефективни вещества, например по време на парна дестилация.

От горното следва, че до дестилация може да се прибегне само след пълно разбиране на природата на възможните примеси и тяхната относителна летливост. В много случаи веществото може да се получи с по-малко труд и в по-чиста форма, ако дестилацията се комбинира с други методи за пречистване. Например техническият етилацетат съдържа етилов алкохол, оцетна киселина и вода като основни примеси. Съответно, един възможен метод за пречистване включва обработка с калциев хлорид за абсорбиране на алкохола и по-голямата част от водата, обработка с безводен поташ за отстраняване на следи от киселина и по-нататъшно изсушаване, излагане върху зеолити за окончателно изсушаване и накрая дестилация за отстраняване на възможни не -летливи примеси.

ДЕСТИЛАЦИЯ (ДЕСТИЛАЦИЯ)

За системи без азеотропна точка и далеч от критичната точка е вярно правилото, че в равновесие с течната фаза парата винаги е обогатена с по-летлив компонент, т.е. такъв, който в чистата си форма има по-ниска точка на кипене и по-високо налягане на парите. Във всеки случай (освен Тир,близо до критичния) В сила е първият закон на Коновалов: парата в равновесие с течната фаза е относително по-богата на този компонент, чието добавяне повишава фазовото равновесно налягане при дадена температура или понижава фазовото равновесно налягане при дадено налягане.

Друго правило, известно като третия закон на Коновалов, гласи: с увеличаване на съдържанието на един от компонентите в течната фаза при постоянна температура или налягане, съдържанието му в равновесната газова фаза се увеличава.(Тоест, y in е нарастваща функция на x in.)

Тези свойства са в основата на метод за разделяне на компонентите на течни смеси, наречен дестилация или дестилация. Нека си представим, че смес от бензен и толуен се нагрява при постоянно налягане до температура, при която фигуративната точка преминава приблизително по средата в областта на двуфазните състояния (точка "а" на фиг. 7.7). Равновесната пара в точка "d" има молна част от бензен y в, която е по-голяма от съдържанието на бензен p v / pв системата. Ако системата е „отворена” и парата се кондензира отделно от течната фаза, тогава резултатът е течност (кондензат), обогатена на бензен в сравнение с първоначалния състав. Кондензатът може да се нагрее отново до равновесие течност-пара, системата може да се отвори и парата, дори по-богата на бензен, може да се кондензира в отделен контейнер. Като повторите процеса няколко пъти, можете да получите почти чист бензен, макар и в по-малки количества, толкова по-чист е той. Подобен процес на разделяне на компонентите може да се извърши при постоянна температура чрез намаляване на налягането за изпаряване, след това отделяне на парата и след това увеличаване на налягането за кондензиране в отделен контейнер. Този метод на разделяне се нарича изотермична дестилация.

Ориз. 7.7.

На практика вместо поетапна кондензация в различни контейнери се използва непрекъснат процес, при който парата и течността се движат вертикално фракционенколона над контейнер, съдържащ течността, която се дестилира. Този тип дестилация се нарича фракционна дестилация. Парата се издига през колона, която има много „рафтове“ за кондензация. Течността се стича по рафтовете в обратна посока. В стационарно състояние, което се постига след известно време на работа на устройството, температурата в колоната се разпределя плавно по височина от високи температури в долната част до по-ниски температури в горната част. Тъй като съставът на течността и парата е функция на температурата, парата с относително високо съдържание на компонента с по-висока точка на кипене се кондензира върху ниски рафтове, докато парата, издигаща се през колоната, е обогатена с компонента с по-ниска точка на кипене. В резултат на последователна кондензация, по пътя си нагоре парата постепенно се обогатява с един компонент и накрая кондензира в отделен контейнер. Фигура 7.8 дава представа как този процес може да се извърши в лабораторията. Фракционната колона в такава инсталация се нарича обратен хладник. Това е куха тръба, обикновено стъклена, с топлоизолираща обвивка около нея и много малки стъклени

Ориз. 7.8. Дестилация с обратен хладник в лабораторията на части вътре (например излети стъклени пръстени или радиални издатини от стъклени стени). Окончателната кондензация се получава в "хладилник" - куха тръба, около която тече студена вода, за да намали рязко температурата на парата.

При дадена разлика в температурите на кипене на чистите компоненти степента на обогатяване на парата с един компонент зависи от дължината и конструкцията на фракционната колона. От тази гледна точка се характеризира процесът брой теоретични табели(плочи, върху които може да се получи последователна кондензация и изпарение на сместа). Това число може да се изчисли с помощта на диаграма течност-пара, ако си представите, че процесите на изпарение и кондензация протичат на етапи и с максимално възможно обогатяване на всеки етап (на всяка плоча). Например, ако в резултат на дестилация смес бензен-толуен се обогатява от xb = 0,20 до xb = 0,81, тогава броят на теоретичните плочи във фазовата диаграма на тази система е три (фиг. 7.9).

Ориз. 7.9.

В индустрията често е необходимо да се раздели смес от много компоненти, някои от които се различават значително по летливост, докато други се различават много малко. За целта първо се извършва предварително, грубо разделяне на фракции чрез обикновена дестилация, след което една или всяка от фракциите се дестилира под обратен хладник до пълно разделяне на компонентите. По-дълбокият етап на разделяне се нарича ректификация. При промишленото производство една дестилационна колона може да бъде с височина до 75 m и да включва хиляди теоретични плочи. Това е необходимо за разделяне на компоненти, които имат много близки точки на кипене.

Ако на диаграмата на системата има азеотропна точка, тогава разделянето на течността на чисти компоненти е невъзможно. За всеки първоначален състав (с изключение на чистите компоненти и самия азеотроп) най-пълното разделяне завършва с две течности: един чист компонент и азеотроп. Например, смес от етанол и вода има азеотропен състав с тегловни фракции от 96% етанол и 4% вода (при нормално налягане). Това съдържание на етанол е максималното, което може да се постигне чрез дестилация на всяка бинарна смес вода - етанол с начално водно съдържание над 4%. От друга страна, наличието на азеотропна точка дава възможност за получаване на двукомпонентни смеси с точно определен и известен състав. Например, концентрирана солна киселина HC1 (воден разтвор) има масова част от HC1, известна с пет значещи цифри, а именно 20,222%, ако е получена чрез дестилация при 101,325 kPa (стандартно налягане). Този индустриален продукт се използва в лаборатории за приготвяне на разтвори на НС1 с точно известни концентрации.

Когато е необходимо да се пречисти разтворител от разтворени вещества, които имат много висока точка на кипене или много ниско налягане на парите при нормална температура (като неорганични соли), не е необходима фракционна дестилация. Достатъчно е да използвате проста дестилация: изпарете течността и я кондензирайте в отделен съд. Такава проста дестилация се използва широко за пречистване на вода от „соли на твърдост“ и железни хидроксиди - често срещани примеси в чешмяната вода в градовете.

Дестилацията често се извършва при атмосферно налягане. Но ако температурата на кипене на дестилираната течност е висока и особено ако веществото се разлага при тази температура, тогава се използва дестилация при понижено налягане и съответно при по-ниска температура. В много случаи не е необходимо да се намалява общото налягане в системата с помпа, достатъчно е да се въведе инертен компонент в нея, който не се смесва с веществото, което се дестилира в течната фаза, а просто намалява частично налягане на наситените пари. За органични вещества, които са практически несмесими с H20 в течна фаза, се използва парна дестилация.

На практика парната дестилация се състои от преминаване на H 2 0 пара през течността, която се дестилира (в която H 2 0 е практически неразтворим), така че смес от наситени пари да е над течността, когато температурата на системата се повиши до общата точка на кипене от вода и течност G A+B. Газовата фаза се кондензира отделно и се получават две течности: вода и пречистен дестилиран продукт.

Ефективността на този процес обикновено се характеризира със съотношението на масата вода/отрова към масата на дестилирания с нея продукт W/IW (разход на пара за 1 kg дестилирано вещество). Тъй като дестилацията се извършва при налягане R,равно на сумата от наляганията на наситените пари на чистите компоненти: Р = r in + r A,може да се напише за масата на един компонент в газовата фаза:

По същия начин за масата на втория компонент:

Като резултат:

Тъй като моларната маса на водата (компонент А) е много по-малка от моларната маса на всяко органично вещество с висока точка на кипене, консумацията на пара обикновено е относително малка.