Destilación

"Destilador" y "Destilería" redirigen aquí. Para otras aplicaciones, vea Destilador (desambiguación) y Destilería (desambiguación).

Para otras aplicaciones, vea Destilación (desambiguación).

Pantalla del laboratorio de la destilación: 1: Una fuente de calor 2: Todavía pote 3: Cabeza todavía 4: Temperatura del punto de ebullición/termómetro 5: Condensador 6: Agua de enfriamiento en 7: Salida de agua de enfriamiento 8: Matraz del destilado y recepción 9: Entrada de vacío/gas 10: Todavía receptor 11: Control de temperatura 12: Control de velocidad del agitador 13: Plato agitador/calor 14: Baño calefacción (arena de aceite) 15: Revolviendo los medios por ejemplo (mostrado), hervir patatas fritas o agitador mecánico 36 x: Baño de enfriamiento.

Destilación es un proceso de separación de las sustancias componentes de un líquido mezcla por selectivo evaporación y condensación de. Destilación puede resultar en la separación prácticamente completa (componentes casi puros), o puede ser una separación parcial que aumenta la concentración de determinados componentes de la mezcla. En cualquier caso el proceso explota las diferencias en la volatilidad de los de los componentes de la mezcla. En Química industrial, la destilación es un funcionamiento de la unidad de importancia prácticamente universal, pero es un proceso de separación física y no una reacción química.

Comercialmente, la destilación tiene muchas aplicaciones. Por ejemplo:

• En la industria de combustibles fósiles, la destilación es una clase importante de funcionamiento en la obtención de materiales de petróleo crudo para combustibles y productos químicos materias primas.
• Destilación permite la separación de aire en sus componentes, en particular oxígeno, nitrógeno, y argón — para uso industrial.
• En el campo de la química industrial, las gamas grandes de crudo productos líquidos de síntesis química se destila para separar, otros productos, o de las impurezas o de los materiales de partida sin reaccionar.
• Destilación de fermentación produce productos bebidas destiladas con un alto contenido de alcohol, o se separa hacia fuera de otros productos de fermentación de valor comercial.

Una instalación para la destilación, especialmente de alcohol, es un destilería. El equipo de destilación es una todavía.

Historia

Vea también: Bebida destilada

Equipo de destilación utilizado por el alquimista griego del siglo III Zosimos de Panopolis, desde el Griego Byzantine manuscrito Parisinus gracias.

Aristóteles escribió sobre el proceso en su Meteorologica e incluso "ordinario vino posee una especie de la exhalación, y es por eso que da hacia fuera una llama". Más adelante pruebas de destilación viene del griego alquimistas trabajo en Alejandría en el primer siglo AD. Agua destilada se ha sabido desde al menos c. 200, cuando Alexander de Aphrodisias se describe el proceso. Destilación en China podría haber comenzado durante este Dinastía de han (1 º – 2 º siglos), pero evidencia arqueológica indica que real destilación de bebidas comenzó en el Hola, y Canción meridional dinastías. Aún fue encontrado en un yacimiento arqueológico en Qinglong, Hebei provincia que data del siglo XII. Bebidas destiladas fueron más frecuentes durante la Dinastía de Yuan. Los árabes aprendieron el proceso de los alejandrinos y utilizado extensivamente en sus experimentos químicos.

Clara evidencia de la destilación del alcohol proviene de la Escuela de Salerno en el siglo XII. Destilación fraccionada fue desarrollado por Tadeo Alderotti en el siglo XIII.

En 1500, Alemán alquimista Hieronymus Brunswick Publicado Liber de arte destillandi (El libro del arte de la destilación) el primer libro dedicado exclusivamente al tema de la destilación, seguido adentro 1512 por una versión mucho ampliada. En 1651, Francés de Juan Publicado El arte de la destilación primer compendio inglés principal de práctica, aunque se ha afirmado mucho de él deriva del trabajo de Brunswick. Esto incluye diagramas con la gente en ellos mostrando la escala industrial en lugar de banco de la operación.

De Hieronymus Brunschwig Liber de arte Distillandi de Compositis (Estrasburgo, 1512) Chemical Heritage Foundation

Una réplica

Destilación

Viejo vodka ucraniano todavía

Destilación simple licor en Timor Oriental

Como Alquimia evolucionado en la ciencia de la química, vasos llamados Replica se utilizó para destilaciones. Ambos alambiques de y réplicas son formas de cristalería con cuellos largos señalando al lado en un ángulo hacia abajo que actuaba como refrigerado por aire condensadores Para condense el destilado y deje gotear hacia abajo para la colección. Más tarde, se inventaron los alambiques de cobre. Juntas remachadas a menudo mantuvieron estrechas mediante el uso de distintas mezclas, por ejemplo una masa hecha de harina de centeno. Estos alambiques a menudo contó con un sistema de enfriamiento alrededor del pico, usando agua fría por ejemplo, que hizo la condensación del alcohol más eficiente. Éstos fueron llamados alambiques de. Hoy en día, las retortas y alambiques han sido suplantados en gran parte por métodos más eficientes de la destilación en procesos industriales más. Sin embargo, el pote todavía sigue siendo ampliamente utilizado para la elaboración de algunos alcoholes finos tales como coñac, Whisky escocés, Tequila y algunos vodkas. Pot stills de varios materiales (madera, arcilla, acero inoxidable) también son utilizados por contrabandistas en varios países. También se venden alambiques pequeños para la producción nacional de agua de flores o aceites esenciales.

Las formas tempranas de destilación eran procesos batch con una vaporización y condensación de un. Mejoró de pureza por destilación posterior del condensado. Mayores volúmenes fueron procesados por simplemente repetir la destilación. Químicos fueron registrados para realizar tanto como 500 a 600 destilaciones para obtener un compuesto puro.

A principios del siglo XIX los fundamentos de las técnicas modernas incluyendo precalentamiento y reflujo fueron desarrollados especialmente por los franceses, luego en 1830 un británico Patente fue emitida a Aeneas Coffey para una columna de destilación de whisky, que trabaja continuamente y puede considerarse como el arquetipo de unidades petroquímicas modernas. En 1877, Ernest Solvay se concedió una patente para una columna de bandeja para amoniaco destilación y los mismos y los años siguientes vieron desarrollos de este tema de aceite y bebidas espirituosas.

Con la aparición de ingeniería química como disciplina a finales del siglo XIX, científicos en lugar de métodos empíricos se podrían aplicar. Los países en desarrollo petróleo industria a principios del siglo XX proporcionó el ímpetu para el desarrollo de métodos de diseño exactos tales como la Método de McCabe-Thiele y de la Ecuación de Fenske. La disponibilidad de ordenadores potentes ha permitido también directa simulación de computadora de columnas de destilación.

Aplicaciones de la destilación

La aplicación de la destilación se puede dividir áspero en cuatro grupos: escala de laboratorio, destilación industrial, destilación de hierbas para la perfumería y medicinales ()destilado de hierbas), y procesamiento de alimentos. Estos dos últimos son distintivamente diferentes de los dos anteriores en que en el procesamiento de bebidas, la destilación no se utiliza como un método de purificación verdadera, sino más bien para transferir todos volátiles de los materiales para el destilado.

La diferencia principal entre la destilación de la escala de laboratorio y la destilación industrial es que destilación de escala de laboratorio se realiza a menudo batch-wise, mientras que la destilación industrial a menudo se produce continuamente. En destilación por lotes, la composición del material, los vapores de los compuestos de destilación y el destilado cambian durante la destilación. En la destilación por lotes, aún está cargada (suministrado) con un lote de la mezcla de alimentación, que se separa en sus fracciones de componentes que se recogen secuencialmente de más volátiles a menos volátil, con los fondos (queda menos o fracción no volátil) quitado en el final. El aún entonces puede ser recargado y repite el proceso.

En destilación continua, el destilado, los materiales y vapores se mantienen en una constante composición cuidadosamente reponiendo el material de fuente y eliminar fracciones de vapor y líquido en el sistema. Esto resulta en un mejor control del proceso de separación.

Modelo idealizado de la destilación

El punto de ebullición de un líquido es la temperatura en la cual el presión de vapor del líquido iguala la presión en el líquido, permitiendo que forma las burbujas sin ser aplastado. Un caso especial es el punto de ebullición normal, donde la presión de vapor del líquido es igual a la ambiente presión atmosférica.

Es una idea falsa común que en una mezcla líquida a una presión dada, cada componente hierve en el punto de ebullición correspondiente a la presión dada y los vapores de cada componente recogerán por separado y puramente. Esto, sin embargo, no ocurre incluso en un sistema idealizado. Modelos idealizados de la destilación esencialmente se rigen por Ley Raoult y Ley de Daltony suponer que equilibrios vapor-líquido se logró.

Ley de Raoult establece que la presión de vapor de una solución depende 1) la vapor pressure de cada componente químico en la solución y 2) la fracción de solución cada componente conforma también conocido como el fracción molar. Esta ley se aplica a soluciones ideales, o que tienen diferentes componentes pero cuyas interacciones moleculares son las mismas que las soluciones o soluciones muy similares a puro.

Ley de Dalton establece que la presión de vapor total es la suma de las presiones de vapor de cada componente individual en la mezcla. Cuando se calienta un líquido varios componente, la presión de vapor de cada componente se levantará, causando así la presión de vapor total a subir. Cuando la presión total del vapor alcanza la presión que rodea el líquido, punto de ebullición se produce y se vuelve líquido a gas a lo largo de la mayor parte del líquido. Note que una mezcla con una determinada composición tiene un punto de ebullición a una presión dada, cuando los componentes son mutuamente solubles.

Una implicación de un punto de ebullición es que más componentes nunca limpio "hervir primero". En el punto de ebullición, hervir todos los componentes volátiles, pero para un componente, su porcentaje en el vapor es igual a su porcentaje de la presión de vapor total. Componentes más ligeros tienen una presión parcial más alta y por lo tanto se concentran en el vapor, pero más pesados componentes volátiles también tienen una presión parcial (menor) y necesariamente se evaporan también, aunque menos concentraron en el vapor. De hecho, fraccionamiento y destilación por lotes tienen éxito variando la composición de la mezcla. En la destilación por lotes, el lote se evapora, que cambia su composición; en fraccionamiento, mayor en la columna de fraccionamiento de líquido contiene más luces y hierve a temperaturas más bajas.

El modelo idealizado es exacto en el caso de líquidos químicamente similares, tales como benceno y tolueno. En otros casos, desviaciones graves de la ley Raoult y ley de Dalton se observan más famoso en la mezcla de etanol y agua. Estos compuestos, cuando se calienta, forma un azeotropo, que es una composición con un punto de ebullición más alto o más bajo que el punto de ebullición de cada uno líquido separado. Prácticamente todos los líquidos, cuando mezclado y calentado, exhibirán comportamiento azeotropic. Aunque hay métodos computacionales puede utilizarse para estimar el comportamiento de una mezcla de componentes arbitrarios, la única manera de obtener exacto equilibrio vapor – líquido datos están por la medida.

No es posible totalmente purificar una mezcla de componentes por destilación, como esto requeriría cada componente en la mezcla para tener un cero presión parcial de. Si productos ultra-puros son la meta, luego más separación química debe ser aplicado. Cuando se evapora una mezcla binaria y el otro componente, por ejemplo, una sal, tiene cero presión parcial para efectos prácticos, el proceso es más simple y se llama evaporación en la ingeniería.

Destilación por lotes

Artículo principal: Destilación por lotes

Un lote sigue mostrando la separación de la A y B.

Calentando una mezcla ideal de dos sustancias volátiles A y B (con una que tiene una mayor volatilidad, o punto de ebullición más bajo) en una instalación de destilación por lotes (por ejemplo, en un aparato representado en la figura de apertura) hasta que la mezcla esté hirviendo resultados en un vapor sobre el líquido que contiene una mezcla de la A y B. La relación entre A y B en el vapor será diferente del cociente en el líquido: el cociente en el líquido será determinado por cómo la mezcla original fue preparada, mientras que el cociente en el vapor será enriquecido en el compuesto más volátil, A (debido a la ley Raoult, vea arriba). El vapor pasa por el condensador y es eliminado del sistema. Esto significa que el cociente de compuestos en el líquido restante ahora es diferente de la relación inicial (es decir, más enriquecido en B que el líquido inicial).

El resultado es que la proporción en la mezcla líquida está cambiando, cada vez más rico en el componente B. Esto hace que el punto de ebullición de la mezcla al alza, que a su vez resulta en un aumento de la temperatura en el vapor, que se traduce en una relación cambiante entre: B en la fase gaseosa (como destilación continúa, hay una proporción creciente de B en la fase de gas). Esto se traduce en una relación poco a poco cambia A: B en el destilado.

Si la diferencia de presión de vapor entre los dos componentes A y B es grande (generalmente expresada como la diferencia en puntos de ebullición), la mezcla en el principio de la destilación es altamente enriquecida en el componente A, y cuando el componente A ha destilado, el líquido hirviendo se enriquece en el componente B.

Destilación continua

Artículo principal: Destilación continua

Destilación continua es una destilación continua en la cual una mezcla líquida es continua (sin interrupción) fed en el proceso y fracciones separadas se quitan continuamente como flujos de salida se producen con el tiempo durante la operación. Destilación continua produce un mínimo de dos fracciones de salida, por lo menos uno de ellos volátil fracción de destilado, que ha hervido y capturado por separado como un vapor y después se condensa a un líquido. Siempre hay un fondos (o residuo) fracción, que es el residuo menos volátil que no se ha capturado por separado como vapor condensado.

Destilación continua difiere de la destilación por lotes en el sentido que las concentraciones no deben cambiar con el tiempo. Destilación continua se puede ejecutar en un estado estacionario para una cantidad arbitraria de tiempo. Para cualquier material de origen de la composición específica, las principales variables que afectan la pureza de los productos de destilación continua son la relación de reflujo y el número de etapas de equilibrio, en la práctica determinada por el número de bandejas o a la altura del embalaje. El reflujo es un flujo desde el condensador hacia la columna, que genera un reciclaje que permite una mejor separación con un determinado número de bandejas. Etapas de equilibrio son pasos ideales donde composiciones lograr equilibrio vapor – líquido, repitiendo el proceso de separación y permitiendo mejor separación dada una relación de reflujo. Una columna con una relación de reflujo alta puede tener menos etapas, pero devuelve una gran cantidad de líquido, dando una gran columna con un gran atraco. Por el contrario, una columna con una relación de reflujo bajo debe tener un gran número de etapas, por lo que requiere una columna más alta.

Mejoras generales

Lote y destilaciones continuas pueden mejorarse haciendo uso de un columna de fraccionamiento en la parte superior del matraz de destilación. La columna mejora la separación proporcionando un área superficial más grande para el vapor y condensado para entrar en contacto. Esto lo ayuda a permanecer en equilibrio durante el mayor tiempo posible. La columna puede incluso consistir en pequeños subsistemas ('bandejas' o 'platos') que contienen un enriquecido, hervir la mezcla líquida, con su propio equilibrio vapor – líquido.

Hay diferencias entre la escala de laboratorio y columnas de fraccionamiento de escala industrial, pero los principios son los mismos. Algunos ejemplos de columnas de fraccionamiento de laboratorio (en eficacia de aumento)

• Condensador de aire
• Columna de Vigreux (generalmente escala de laboratorio solamente)
• Columna embalada (embalado con los granos de cristal, piezas de metal u otro material químicamente inerte)
• Girar las destilación de banda sistema.

Destilación de la escala de laboratorio

Unidad de destilación de laboratorio típico

Destilaciones de escala de laboratorio se funcionan casi exclusivamente como destilaciones por lotes. El dispositivo utilizado en la destilación, a veces se denomina un todavía, consiste en un mínimo de un reboiler o bote en que se calienta el material de fuente, un condensador en el que la calefacción de vapor es enfriado a líquido Estadoy un receptor en el que el líquido concentrado o purificado, llamado el destilado de, se recoge. Varias técnicas de escala de laboratorio para destilación existen (véase también tipos de destilación).

Destilación simple

En destilación simple, el vapor inmediatamente se canalizada hacia un condensador. Por lo tanto, el destilado no es puro pero que su composición es idéntica a la composición de los vapores a la presión y temperatura dada. Sigue a esa concentración Ley Raoult.

Como resultado, destilación simple es eficaz sólo cuando los líquido puntos de ebullición difieren grandemente (la regla del pulgar es 25 ° C) o cuando separa líquidos de sólidos no volátiles o aceites. Para estos casos, las presiones de vapor de los componentes son generalmente lo suficientemente distintas como para que el destilado puede ser suficientemente puro para su propósito.

Destilación fraccionada

Artículo principal: Destilación fraccionada

Para muchos casos, los puntos de ebullición de los componentes de la mezcla estará lo suficientemente cerca, que Ley Raoult debe tenerse en cuenta. Por lo tanto, destilación fraccionada debe utilizarse para separar los componentes por ciclos repetidos de la vaporización-condensación dentro de una columna de fraccionamiento embalada. Esta separación, por destilaciones sucesivas, es también conocida como rectificación.

Como se calienta la solución a ser purificados, sus vapores se levantan a la columna de fraccionamiento. Como se eleva, se enfría, condensación en las paredes del condensador y las superficies de los materiales de embalaje. Aquí, el condensado continúa a ser calentado por los vapores calientes de levantamiento; vaporiza una vez más. Sin embargo, la composición de los vapores frescos se determinan una vez más por la ley de Raoult. Cada ciclo de la vaporización-condensación (llamado un plato teórico) rendirá una solución más pura del componente más volátil. En realidad, cada ciclo a una temperatura dada no ocurre en exactamente la misma posición en la columna de fraccionamiento; plato teórico es así un concepto más que una descripción exacta.

Las placas más teóricas llevan a separaciones mejores. A girar las destilación de banda el sistema utiliza una banda de gira de Teflón o metal para forzar los vapores de levantamiento en estrecho contacto con el condensado descendente, aumentando el número de platos teóricos.

Destilación de vapor

Artículo principal: Destilación de vapor

Como destilación al vacío, destilación de vapor es un método para destilar los compuestos que son sensibles al calor. La temperatura del vapor es más fácil de controlar que la superficie de un elemento calefactor y permite una alta tasa de transferencia de calor sin calefacción a una temperatura muy alta. Este proceso involucra vapor burbujean a través de una mezcla calentada de la materia prima. Por ley Raoult, algunos del compuesto blanco se vaporizan (de acuerdo con su presión parcial). La mezcla de vapor se enfría y se condensa, produciendo generalmente una capa de aceite y una capa de agua.

Destilación de vapor de varios aromático hierbas y flores pueden resultar en dos productos; un aceite esencial de así como una acuosa destilado de hierbas. El aceites esenciales a menudo se utilizan en perfumería y aromaterapia mientras que los destilados acuosos tienen muchas aplicaciones en aromaterapia, procesamiento de alimentos y cuidado de la piel.

Sulfóxido de dimetilo generalmente se reduce a 189 ° C. En un vacío, destila apagado en el receptor a sólo 70 º C.

Instalación de destilación de triángulo de Perkin
1: Gránulos de agitador bar/anti-bumping 2: Todavía pote 3: Columna de fraccionamiento 4: Temperatura del punto de ebullición/termómetro 5: Llave de teflón 1 6: Dedo frío 7: Salida de agua de enfriamiento 8: Agua de enfriamiento en 9: Llave de teflón 2 10: Entrada de vacío/gas 11: Llave de teflón 3 12: Todavía receptor

Destilación al vacío

Artículo principal: Destilación al vacío

Algunos compuestos tienen puntos de ebullición muy altos. Para hervir dichos compuestos, a menudo es mejor bajar la presión a que tales compuestos son hervidos en lugar de aumentar la temperatura. Una vez que la presión se reduce a la presión de vapor del compuesto (a la temperatura dada), hirviendo y el resto del proceso de destilación pueden comenzar. Esta técnica se conoce como destilación al vacío y se encuentra comúnmente en el laboratorio en la forma de la evaporador rotatorio.

Esta técnica también es muy útil para compuestos que hervir más allá de sus temperatura de descomposición a presión atmosférica y que por lo tanto sería descompuesta por cualquier tentativa de hervirlos bajo presión atmosférica.

Destilación molecular es la destilación de vacío debajo de la presión de 0.01 Torr. 0,01 torr es un orden de magnitud por encima alto vacío, donde los fluidos están en la libre flujo molecular régimen, es decir, la trayectoria libre media de las moléculas es comparables al tamaño de los equipos. La fase gaseosa ya no ejerce una presión significativa sobre el fondo y se evapore, y en consecuencia, velocidad de evaporación depende no más presión. Es decir, porque ya no se aplican los supuestos de continuidad de la dinámica de fluidos, transporte de masa se rige por dinámica molecular en lugar de dinámica de fluidos. Así, un corto camino entre la superficie caliente y el frío es necesario, por lo general suspendiendo una placa recubiertos por una película de alimentación junto a una placa fría con una línea de vista entre. Destilación molecular se utiliza industrialmente para la purificación de aceites.

Destilación de vacío aire-sensible

Algunos compuestos tienen puntos de ebullición altos, así como sensible al aire. Un sistema de destilación de vacío simple ejemplificado anteriormente puede utilizarse, por el que el vacío se sustituye por un gas inerte, después de la destilación. Sin embargo, se trata de un sistema menos satisfactorio si uno desea recoger fracciones de presión reducida. Para ello una "vaca" o "cerdo" adaptador puede añadirse al final del condensador o para mejores resultados compuestos sensibles de aire un Triángulo de Perkin aparatos pueden ser utilizados.

El triángulo de Perkin, tiene medios a través de una serie de vidrio o Teflón Grifos para permite fracciones a aislarse del resto de la todavía, sin el cuerpo principal de la destilación se extrae el vacío o el calor de la fuente y así puede permanecer en un estado de reflujo. Para ello, la muestra es el primer aislado de la aspiradora por medio de los grifos, el vacío sobre la muestra es entonces substituido con un gas inerte (como nitrógeno o argón) puede ser cierre hermético y eliminado. Un vaso de colección fresca se puede añadido al sistema, evacuado y vinculado al sistema de destilación a través de los grifos para recoger una fracción de segundo y así sucesivamente, hasta que se han recopilado todas aquellas fracciones.

Destilación de recorrido corto

Aparato de destilación al vacío sendero corto con condensador vertical (dedo frio), para minimizar la trayectoria de destilación; 1: Todavía pote con gránulos de agitador bar/anti-bumping 2: Dedo frío-dobladas a condensación directa 3: Salida de agua de enfriamiento 4: agua de enfriamiento en 5: Entrada de vacío/gas 6: Frasco/destilado de destilado.

Destilación de recorrido corto es una técnica de destilación que implica el destilado que viaja una distancia corta, a menudo sólo unos centímetros y normalmente se realiza a presión reducida. Un ejemplo clásico sería una destilación que implica el destilado procedente de una bombilla a otra, sin necesidad de un condensador que separa los dos compartimientos. Esta técnica es de uso frecuente para los compuestos que son inestables a altas temperaturas o para purificar pequeñas cantidades de compuesto. La ventaja es que la temperatura de calefacción puede ser considerablemente más baja (a presión reducida) que el punto de ebullición del líquido a presión estándar y el destilado sólo tiene que recorrer una distancia corta antes de condensar. Un sendero corto asegura que compuesto poco se pierde en los lados del aparato. El Kugelrohr es una clase de un aparato de destilación de sendero corto que a menudo contiene múltiples cámaras para recoger fracciones de destilado.

Destilación de zona

Zona la destilación es un proceso de destilación en un recipiente largo con fusión parcial de la materia refinada en móvil zona líquido y condensación de vapor en la fase sólida en condensado en zona fría. El proceso es trabajado en teoría. Se está formando al calentador zona es mover desde la cima hasta el fondo del envase luego sólido condensado con distribución irregular de la impureza. Entonces la parte más pura de los condensados puede extraerse como producto. El proceso puede ser iterado muchas veces moviendo (sin rotación) el condensado recibido a la parte inferior del contenedor en el lugar de la materia refinada. La distribución irregular de la impureza en el agua de condensación (que es la eficiencia de purificación) aumenta con el número de repeticiones del proceso. Zona la destilación es una destilación analógico de recristalización de la zona. Distribución de impureza en el condensado es descrito por ecuaciones conocidas de recristalización de la zona con varios números de iteración del proceso – con reemplazo eficiente de distribución k de cristalización en α del factor de separación de la destilación.

Otros tipos de

• El proceso de destilación reactiva consiste en usar el recipiente de la reacción como el alambique. En este proceso, el producto suele ser significativamente menor punto de ebullición de sus reactivos. Como el producto está formado por los reactivos, es vaporizado y extraído de la mezcla de reacción. Esta técnica es un ejemplo de un continuo contra un proceso por lotes; las ventajas incluyen menos tiempo de inactividad para cargar el recipiente de la reacción con el material de partida y menos workup. Destilación "sobre un reactivo" podría clasificarse como una destilación reactiva. Normalmente se utiliza para quitar impurezas volátiles de los distallation de la alimentación. Por ejemplo un poco cal puede añadirse para retirar dióxido de carbono agua seguido por una segunda destilación con un poco ácido sulfúrico añadido para eliminar rastros de amoniaco.
• Destilación catalítica es el proceso por el cual los reactivos son catalizados mientras se destila para separar continuamente los productos de los reactivos. Este método se utiliza para ayudar a la terminación de alcance de las reacciones de equilibrio.
• Pervaporation es un método para la separación de mezclas de líquidos por la vaporización parcial con un no poroso membrana.
• Destilación extractiva se define como destilación en presencia de un miscible, alto punto de ebullición, relativamente no volátil componente, solvente, que las formas no azeotropo con los otros componentes en la mezcla.
• Evaporación de destello (o evaporación parcial) es parcial vaporización se produce cuando una corriente líquida saturada experimenta una reducción en la presión pasando a través de una regulación válvula de u otro dispositivo de estrangulación. Este proceso es una de las más simples operaciones de unidad, equivalente a una destilación con solamente una etapa de equilibrio.
• Codistillation es la destilación que se realiza en las mezclas en que los dos compuestos no son miscibles.

El proceso de unidad de evaporación también puede ser llamado "destilación":

• En evaporación rotatoria un aparato de destilación al vacío se utiliza para eliminar a granel disolventes a partir de una muestra. Típicamente el vacío es generado por un agua aspirador o un bomba de membrana.
• En un kugelrohr un aparato de destilación de vía corta se utiliza típicamente (generalmente en combinación con un (alto) vacío) para destilar compuestos de (> 300 ° C) punto de ebullición altos. El aparato consiste en un horno en el cual se coloca el compuesto a la destilación, una porción receptora que está fuera del horno y un medio de rotación de la muestra. El vacío se genera normalmente mediante el uso de una bomba de alto vacío.

Otros usos:

• Destilación seca o destilación destructiva, a pesar del nombre, no es verdad destilación, sino más bien un reacción química conocido como pirolisis en que las sustancias sólidas se calientan en un inerte o reducción de la atmósfera y cualquier fracciones volátiles, con alto punto de ebullición de líquidos y productos de la pirólisis, se recogen. La destilación destructiva de madera Dar metanol es la raíz de su nombre común – alcohol de madera.
• Congelación de destilación está utilizando un método análogo de purificación congelación en lugar de evaporación. No es verdad destilación, pero un recristalización donde el producto es el licor de madrey no produce productos equivalentes a la destilación. Este proceso se utiliza en la producción de cerveza del hielo y vino del hielo para aumentar el etanol y azúcar contenido, respectivamente. También se utiliza para producir Applejack. A diferencia de la destilación, congelación destilación concentrados congéneres tóxicos en lugar de extraerlas; Como resultado, muchos países prohíben tal applejack como medida de salud. Sin embargo, reducir el metanol con la absorción de 4A tamiz molecular es un método práctico para la producción. También, destilación por evaporación puede separar estos ya que tienen diferente puntos que hierven.

Destilación azeotrópica

Artículo principal: Destilación azeotrópica

Interacciones entre los componentes de la solución de crean propiedades únicas a la solución, como la mayoría de los procesos implica mezclas nonideal, donde Ley Raoult no se sostiene. Tal interacción puede dar lugar a constante-hervir azeotropo que se comporta como si fuera un compuesto puro (es decir, ebulliciones en una sola temperatura en vez de una gama). En un azeotrope, la solución contiene el componente en la misma proporción como el vapor, para evaporación no cambia la pureza, y destilación no afecta la separación. Por ejemplo, alcohol etílico y agua forma un azeótropo de 95,6% a 78,1 ° C.

Si el azeotrope no se considera suficientemente puro para su uso, existen algunas técnicas para romper el azeotrope para dar un destilado puro. Este conjunto de técnicas se conocen como destilación azeotrópica. Algunas técnicas de lograr esto "saltando" sobre la composición azeotropic (agregando otro componente para crear un nuevo azeotrope, o variando la presión). Otros trabajan químicamente o físicamente quitando o secuestrar la impureza. Por ejemplo, para purificar el etanol más allá de 95%, un agente de secado o un)desecante tales como carbonato de potasio) puede añadirse al convertir el agua soluble en insoluble agua de cristalización. Tamices moleculares a menudo se utilizan para este propósito también.

Líquidos inmiscibles, como agua y tolueno, forman fácilmente azeotropes. Comúnmente, estos azeotropes se denominan un azeótropo de ebullición baja porque el punto que hierve del azeotrope es más bajo que el punto que hierve de cualquier componente puro. La temperatura y la composición del azeotrope se predice fácilmente de la presión de vapor de los componentes puros, sin uso de la ley de Raoult. El azeótropo se rompe fácilmente en un montaje de destilación usando un separador líquido – líquido (una jarra) para separar las dos capas de líquidos que se condensan arriba. Sólo una de las dos capas líquidas se refunde a la instalación de destilación.

Alto hervir azeotropos, como una mezcla porcentual de 20 peso de ácido clorhídrico en agua, también existen. Como implícita por el nombre, el punto que hierve del azeotrope es mayor que el punto que hierve de cualquier componente puro.

Para romper destilaciones azeotropic y cruzar los límites de destilación, tal como en el problema de DeRosier, es necesario aumentar la composición de la llave ligera en el destilado.

Romper un azeotrope con la manipulación unidireccional de la presión

Los puntos de ebullición de los componentes de un azeotrope se superponen para formar una banda. Exponiendo un azeotrope a un vacío o a presión positiva, es posible sesgo del punto de ebullición del uno componente lejos del otro explotando la diferencia de vapor de las curvas de presión de cada uno; las curvas pueden superponerse en el punto azeotrópico, pero es probable que permanezca idéntico más lejos a lo largo del eje de presión ambos lados del punto azeotrópico. Cuando el sesgo es suficientemente grande, ya no se superponen los dos puntos que hierven y así que la venda azeotropic desaparece.

Este método puede eliminar la necesidad de añadir otros productos químicos a una destilación, pero tiene dos inconvenientes posibles.

Bajo presión negativa, se necesita energía para una fuente de vacío y los puntos de ebullición reducidos de los destilados requiere que el condensador se ejecute refrigerador para evitar que los vapores del destilado se pierden a la fuente de vacío. Las demandas crecientes de enfriamiento a menudo requiere energía adicional y posiblemente nuevo equipo o un cambio de refrigerante.

Alternativamente, si las presiones positivas son necesarias, cristalería estándar no puede ser utilizada, energía debe ser utilizado para la presurización y hay una mayor probabilidad de reacciones secundarias que ocurren en la destilación, tales como descomposición, debido a las mayores temperaturas necesaria para efecto de ebullición.

Una destilación unidireccional dependerá de un cambio de presión en una dirección, ya sea positiva o negativa.

Presión-haga pivotar la destilación

Más información: Presión-haga pivotar la destilación (sección en la Página principal del Azeotrope)

Presión-haga pivotar la destilación es esencialmente igual que la destilación unidireccional solía romper mezclas azeotrópicas, pero aquí ambos presiones positivas y negativas pueden ser empleadas.

Esto mejora la selectividad de la destilación y permite un químico optimizar la destilación, evitando extremos de presión y temperatura que desperdiciar energía. Esto es particularmente importante en aplicaciones comerciales.

Un ejemplo de la aplicación de presión-haga pivotar la destilación es durante la purificación industrial de acetato de etilo después de su síntesis catalítica de etanol.

Destilación industrial

Torres de destilación industrial típico

Artículo principal: Destilación continua

A gran escala destilación industrial las aplicaciones son batch y continua extracción fraccional, vacío, azeotrópica y destilación de vapor. Las aplicaciones industriales más ampliamente utilizadas de destilación fraccionada continua, de estado estacionario son en refinerías de petróleo, Petroquímica y fábricas de productos químicos y procesamiento de gas natural plantas.

Para controlar y optimizar dicha destilación industrial, se establece un método de laboratorio estandarizado ASTM D86. Este método de prueba se extiende a la destilación atmosférica de petróleo usando una unidad de destilación batch de laboratorio para determinar cuantitativamente las características hirviendo de la gama de productos derivados del petróleo.

Unidad de destilación automática para la determinación de la gama de productos de Petróleos a presión atmosférica hierve

Destilación industrial se realiza típicamente en las columnas cilíndricas grandes, verticales conocidas como Torres de destilación o columnas de destilación con diámetros de cerca de 65 centímetros hasta 16 metros y alturas que van desde unos 6 metros a 90 metros o más. Cuando el proceso de alimentación tiene una composición diversa, como en la destilación petróleo crudo, salidas de líquido a intervalos de la columna permiten el retiro de diferentes fracciones o productos que tengan diferentes puntos de ebullición o rangos de ebullición. Los productos "más ligeros" (ésos con el punto de ebullición más bajo) la salida de la parte superior de las columnas y los productos "más pesados" (ésas con el más alto punto de ebullición) la salida de la parte inferior de la columna y a menudo se llaman los fondos.

Diagrama de una torre de destilación industrial típico

Usan industriales Torres reflujo para lograr una separación más completa de productos. Reflujo se refiere a la porción del producto arriba líquido condensado de una torre de destilación o fraccionamiento que se devuelve a la parte superior de la torre como se muestra en el diagrama esquemático de una torre de destilación industrial típico, a gran escala. Dentro de la torre, líquido downflowing reflujo proporciona refrescarse y la condensación de los vapores upflowing aumentando la eficiencia de la torre de destilación. El reflujo más proporcionado para un número dado de platos teóricos, mejor separación de la torre de baja ebullición materiales de materiales punto de ebullición más altos. Por otra parte, el reflujo más proporcionado para una separación deseada dada, menos el número de platos teóricos requeridos. Ingenieros químicos debe elegir qué combinación de tasa de reflujo y el número de placas son económicamente y físicamente factibles para los productos purificados en la columna de destilación.

Tales torres de fraccionamiento industriales también se utilizan en criogénicos separación de aire, produciendo oxígeno líquido, nitrógeno líquidoy de alta pureza argón. Destilación de CLOROSILANOS también permite la producción de alta pureza silicio para su uso como un semiconductor.

Sección de una torre de destilación industrial mostrando detalle de bandejas con tapas de burbuja

Diseño y operación de una torre de destilación depende de la alimentación y productos deseados. Dado un simple, componente binario de la alimentación, métodos analíticos tales como la Método de McCabe-Thiele o la Ecuación de Fenske puede ser utilizado. Para una alimentación de multicomponente, simulación modelos son utilizados tanto para el diseño y operación. Por otra parte, la eficiencia de los dispositivos contactos de vapor – líquido (denominados "placas" o "bandejas") usados en torres de destilación es típicamente más baja que el de un teórico 100% eficiente etapa de equilibrio. Por lo tanto, una torre de destilación necesita más bandejas que el número de etapas teóricas del equilibrio vapor – líquido. Se han postulado una variedad de modelos para estimar la eficiencia de la bandeja.

En usos industriales modernos, un material de embalaje se utiliza en la columna en vez de las bandejas cuando se requieren gotas de presión baja a través de la columna. Otros factores que favorecen el embalaje son: vacío, columnas de diámetro más pequeños, en sistemas corrosivos, sistemas propensos a la formación de espuma, sistemas que requieren bajo líquido holdup y destilación de la hornada. Por el contrario, los factores que favorecen columnas de la placa son: presencia de sólidos en alimentación, altas tasas de líquido, diámetros de columna grande, complejos columnas, columnas con variación de la composición de alimentación ancho, columnas con una reacción química, columnas de absorción, columnas limitado por Fundación peso tolerancia, baja tasa de líquido, cociente grande descubierta y aquellos procesos sujetos a proceso de subidas de tensión.

Columna de destilación de vacío a gran escala, industrial

Este material de embalaje puede ser al azar arrojados del embalaje (ancho 1-3") como Anillos de Raschig o metal de hoja estructurado. Líquidos tienden mojar la superficie del embalaje y los vapores pasan a través de esta superficie mojada, donde transferencia de masa se lleva a cabo. A diferencia de la destilación convencional de la bandeja en la cual cada bandeja representa un punto separado del equilibrio vapor – líquido, la curva de equilibrio vapor – líquido en una columna embalada es continua. Sin embargo, al modelar columnas embaladas, es útil computar un número de "etapas teóricas" para denotar la eficacia de la separación de la columna embalada con respecto a bandejas más tradicionales. Packings diferentemente formadas tienen diversas áreas superficiales y espacio vacío entre envases. Ambos de estos factores afectar al rendimiento del embalaje.

Otro factor además de la forma de embalaje y el área superficial que afecta el rendimiento de empaque aleatorio o estructurado es la distribución de líquido y vapor en la cama embalada. El número de etapas teóricas necesario hacer una separación dada se calcula usando un vapor específico cociente líquido. Si el líquido y el vapor no son distribuidas uniformemente en toda el área superficial de la torre al entrar en la cama embalada, el líquido al vapor cociente no será correcto en la cama embalada y no se logrará la separación requerida. El embalaje parece no estar funcionando correctamente. El altura equivalente a un plato teórico (HETP) será mayor de lo esperado. El problema no es el embalaje sí mismo sino la mala distribución de los líquidos de entrar en la cama embalada. Mal-distribución de líquido es más frecuentemente el problema de vapor. El diseño de los distribuidores de líquido utilizado para introducir la alimentación y reflujo a una cama embalada es crítico a hacer el embalaje realizar al máximo rendimiento. Métodos de evaluación de la eficacia de una distribuidor líquida para distribuir uniformemente el líquido entrando en un lecho empacado se pueden encontrar en referencias. Considerable trabajo que ha realizado sobre este tema por fraccionamiento Research, Inc. (conocido comúnmente como FRI).

Destilación de múltiple efecto

El objetivo de la destilación de múltiple efecto es aumentar la eficiencia energética del proceso, para su uso en la desalinización, o en algunos casos, una etapa en la producción de agua ultrapura. El número de efectos es inversamente proporcional a los kW·h/m³ de agua recuperada figura y se refiere al volumen de agua recuperada por unidad de energía en comparación con la destilación del solo-efecto. Uno de los efectos es de aproximadamente 636 kW·h/m³.

• Destilación flash multietapa Puede alcanzar más de 20 efectos con la entrada de energía térmica, como se menciona en el artículo.
• Evaporación de compresión de vapor Unidades comerciales a gran escala pueden lograr efectos alrededor 72 con energía eléctrica de entrada, según fabricantes.

Hay muchos otros tipos de procesos de destilación de múltiple efecto, incluido uno denominado destilación simplemente multi-efecto (MED), en el que se emplean múltiples cámaras, con intercambiadores de calor intermedios.

Destilación en la elaboración de alimentos

Bebidas destiladas

Artículo principal: Bebida destilada

Hidratos de carbono-contiene materiales de planta se permiten para fermentar, produciendo una solución diluida de etanol en el proceso. Espíritus como Whisky y Ron se preparan por destilación de las soluciones diluidas de etanol. Componentes que no sean de etanol, incluyendo el agua, ésteres y otros alcoholes, se recogen en el condensado, que representan el sabor de la bebida. Algunas de estas bebidas se almacenan en barricas u otros recipientes para adquirir más compuestos de sabor y sabores característicos.

Galería

	Química en sus principios utilizados Replica como equipo de laboratorio exclusivamente para procesos de destilación.
	Una configuración simple para destilar seco y libre de oxígeno tolueno.
	Esquema de una columna de destilación vacío escala industrial, tan comúnmente utilizada en refinerías de petróleo
	A evaporador rotatorio es capaz de destilar solventes más rápidamente en temperaturas más bajas mediante el uso de un vacío.
	Destilación usando el aparato de la semi-microescala. El diseño sin juntas elimina la necesidad de encajar piezas. El frasco en forma de pera permite que la gota pasada del residuo a extraerse, en comparación con un tamaño similar matraz fondo redondo El volumen de atraco pequeño evita pérdidas. Un cerdo se utiliza para canalizar los diferentes destilados en tres frascos de recepción. Si es necesario la destilación puede realizarse bajo vacío usando el adaptador de vacío en el cerdo.

Véase también

• Sublimación
• Microdistillery

Lectura adicional

• Allchin, F. R. (1979). "India: la casa antigua de destilación?". Hombre 14 (1): 55 – 63. doi:10.2307/2801640. JSTOR2801640.
• Forbes, r. J. (1970). Una historia corta del arte de la destilación de los principios hasta la muerte de Cellier Blumenthal. BRILL. ISBN90-04-00617-6.
• Needham, José (1980). Ciencia y civilización en China. Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 0-521-08573-X.
• Geankoplis, Christie John (2003). Procesos de transporte y principios de procesos de separación (4ª Ed.). Prentice Hall. ISBN0-13-101367-X.

Enlaces externos

• Destilación de alcohol
• Estudio de caso: Destilación de petróleo
• "Los datos binarios del equilibrio Vapor-líquido" (BASE DE DATOS). Centro de información de investigación de ingeniería química. 5 de mayo 2007.

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