La diferencia entre extracción y destilación
La diferencia entre extracción y destilación es un proceso de separación termodinámico que utiliza los diferentes puntos de ebullición de los componentes en un sistema mixto líquido o líquido-sólido para evaporar los componentes de bajo punto de ebullición y luego condensarlos. para separar todos los componentes. La destilación es una combinación de evaporación y condensación. Comparado con otros métodos de separación, como extracción, filtración y cristalización, etc. Tiene la ventaja de no utilizar disolventes distintos a los de los componentes del sistema, asegurando así que no se introduzcan nuevas impurezas.
La extracción, también conocida como extracción con disolventes o extracción líquido-líquido, también conocida como extracción, es una operación unitaria que utiliza la diferente solubilidad de cada componente del sistema para separar la mezcla. Es decir, un método para transferir sustancias solutos de un disolvente a otro utilizando la diferencia de solubilidad o coeficiente de partición de una sustancia en dos disolventes mutuamente inmiscibles (o ligeramente solubles). Se usa ampliamente en la industria química, metalúrgica, alimentaria y otras industrias, y generalmente se usa en la industria de refinación de petróleo. Además, la operación de separar dos líquidos inmiscibles después de la extracción se denomina separación de líquidos.
La extracción sólido-líquido, también conocida como lixiviación, utiliza disolventes para separar los componentes de una mezcla sólida, como lixiviar el azúcar de la remolacha con agua; remojar aceite de soja en soja con alcohol para aumentar la cantidad de aceite; ¿Cómo se llama extraer los ingredientes activos con agua para hacer un extracto líquido? ¿Lixiviación? ¿aún? ¿Lixiviación? .
Aunque la extracción se utiliza a menudo en experimentos químicos, el proceso de operación no cambia la composición química (o reacción química) de la sustancia extraída, por lo que la operación de extracción es un proceso físico.
La extracción es uno de los métodos utilizados en los laboratorios de química orgánica para purificar y depurar compuestos. La extracción permite extraer la sustancia deseada de una mezcla sólida o líquida.
Introducción a la clasificación de la destilación La destilación se puede dividir en destilación en columna y destilación sin columna.
Desde la perspectiva de la historia del desarrollo mundial de la destilación, la producción de licor tenía requisitos de separación y purificación hace 3.000-5.000 años.
Sin embargo, el contenido de alcohol ha estado entre 15 y 20 grados durante mucho tiempo. Después de innumerables investigaciones de inventores, surgió el prototipo del dispositivo de separación. El contenido de alcohol de 42 a 56 grados es un pico de purificación, que es el rango de contenido actual del licor.
Hace más de 200 años, un inventor francés utilizó una torre de destilación vertical para producir un 95% de etanol, lo que fue reconocido por la comunidad de la destilación. Más de 30 años después, un inventor británico inventó una torre de destilación basada en una torre de destilación vertical para producir etanol 99-99,9. Esta fue la primera vez. ¿Alcohol? El significado de la palabra es la esencia del vino. Las unidades de producción de metanol o etanol están revestidas con torres de destilación con una altura de 20 a 120 metros y un diámetro de 0,3 a 13,5 metros, todas ellas de inventores franceses y británicos. La producción anual máxima de la torre de destilación puede alcanzar entre 500.000 y 300.000 toneladas y es el principal método de purificación de disolventes orgánicos.
Desde 2005, el Instituto de Ingeniería Química Anyang Haichuan (anteriormente Instituto Contemporáneo de Ingeniería Química de la Zona de Alta Tecnología de Anyang) comenzó su investigación de purificación única, que muchos usuarios domésticos llaman destilación (destilación) sin columnas y refinación sin columnas. 2010 12 El equipo de refinación de petróleo sin torre salió y obtuvo el certificado de patente 2065 438 01 de marzo a agosto, el alambique sin torre y el sin torre todavía salieron, y se autorizó una patente y pasó la revisión preliminar. Una gran empresa de producción farmacéutica en la ciudad de Shangqiu, provincia de Henan, realizó una prueba de purificación industrial de metanol residual de contenido ultra bajo al 20%. El contenido de la fracción inicial fue 86.2065 438 01 En agosto, una gran empresa farmacéutica en la ciudad de Anyang, provincia de Henan, llevó a cabo una prueba industrial. Prueba de purificación en etanol residual al 82%. Prueba de purificación. El rango de destilación sin columnas aumenta a 98 y el contenido de acetato de metilo en etanol es 0,65438 ± 0, que es significativamente mejor que el efecto de separación de 0,26 en la torre de destilación de la fábrica. Después de 2010, los usuarios conceden gran importancia a los equipos de destilación sin columnas en la purificación de muchos disolventes orgánicos. El instituto no sólo está comprometido con la investigación y el desarrollo de equipos de separación, sino que también se esfuerza por elevar la rica experiencia acumulada en purificación al nivel teórico.
Descripción general del principio de destilación
Utilizar la diferencia de volatilidad de cada componente en una mezcla líquida para vaporizar parcialmente la mezcla líquida y luego condensar parcialmente el vapor para lograr la separación de sus componentes. Es una operación unitaria de separación por transferencia de masa. Ampliamente utilizado en refinación de petróleo, industria química, industria ligera y otros campos.
El principio se basa, por ejemplo, en la separación de líquidos mixtos de dos componentes.
Cuando el líquido de alimentación se calienta para vaporizarse parcialmente, los componentes volátiles se enriquecen en el vapor y los componentes no volátiles también se enriquecen en el líquido restante, logrando la separación de los dos componentes hasta cierto punto. Cuanto mayor sea la diferencia en las capacidades de volatilización de los dos ingredientes, mayor será el grado de concentración mencionado anteriormente. En los equipos de destilación industrial, la fase líquida parcialmente vaporizada está en contacto directo con la fase gaseosa parcialmente condensada para realizar la transferencia de masa gas-líquido. Como resultado, los componentes menos volátiles en la fase gaseosa se transfieren parcialmente a la fase líquida, y los componentes volátiles en la fase líquida se transfieren parcialmente a la fase gaseosa, es decir, la vaporización parcial de la fase líquida y la condensación parcial de la fase líquida. simultáneamente la fase de vapor.
Las moléculas líquidas tienden a escapar de las superficies debido al movimiento molecular. Esta tendencia aumenta con el aumento de la temperatura. Si se coloca un líquido en un sistema de vacío cerrado, las moléculas del líquido continuarán desbordándose y formando vapor en la parte superior de la superficie del líquido. Finalmente, la velocidad a la que las moléculas abandonan el líquido es igual a la velocidad a la que regresan. del vapor al líquido, y el vapor mantendrá una cierta presión. En este momento, el vapor sobre la superficie del líquido alcanza la saturación, lo que se denomina vapor saturado, y la presión que ejerce sobre la superficie del líquido se denomina presión de vapor saturado. Los experimentos muestran que la presión de vapor saturado de un líquido sólo está relacionada con la temperatura, es decir, el líquido tiene una determinada presión de vapor a una determinada temperatura. Esta es la presión a la que un líquido está en equilibrio con su vapor, independientemente de las cantidades absolutas de líquido y vapor en el sistema.
La operación combinada de calentar un líquido hasta hervir, convertirlo en vapor y luego enfriar y condensar el vapor en un líquido se llama destilación. Evidentemente, la destilación permite separar sustancias volátiles y no volátiles, así como mezclas líquidas con diferentes puntos de ebullición. Sin embargo, los puntos de ebullición de los componentes de la mezcla líquida deben ser muy diferentes (al menos por encima de 30°C) para lograr mejores resultados de separación. Cuando se destila a presión normal, la presión atmosférica a menudo no es exactamente 0,1 MPa, por lo que estrictamente hablando se debe corregir el punto de ebullición observado, pero dado que la desviación es generalmente pequeña, incluso si la presión atmosférica difiere en 2,7 KPa, este valor de corrección no es ¿suficiente? Es aproximadamente 1 ℃, por lo que puede ignorarse.
Ebullición
Colocar el matraz que contiene el líquido sobre la malla de amianto, calentar el fondo con una lámpara de gas y formar burbujas de vapor en la superficie de contacto entre el fondo del líquido y el vaso. El aire disuelto en el líquido o adsorbido en forma de película en las paredes de la botella contribuye a la formación de esta burbuja, al igual que la superficie rugosa del vidrio. Estas pequeñas burbujas (llamadas centros de vaporización) pueden servir como núcleo de grandes burbujas de vapor. En el punto de ebullición, un líquido libera una gran cantidad de vapor en pequeñas burbujas. Cuando la presión total de las burbujas aumenta por encima de la presión atmosférica y es suficiente para superar la presión generada por la columna de líquido, las burbujas de vapor se elevan y desbordan la superficie del líquido. . Por lo tanto, si hay muchos pequeños centros de aire u otros centros de vaporización en el líquido, el líquido puede hervir suavemente. Si casi no hay aire en el líquido y las paredes de la botella están muy limpias y lisas, será difícil que se formen burbujas. Cuando se calienta de esta manera, la temperatura de un líquido puede aumentar mucho más que su punto de ebullición sin llegar a hervir. Este fenómeno se llama. ¿sobrecalentar? . Una vez que se forma una burbuja, dado que la presión de vapor del líquido a esta temperatura excede con creces la suma de la presión atmosférica y la presión de la columna de líquido, las burbujas ascendentes aumentan muy rápidamente e incluso el líquido desborda la botella. Este fenómeno de ebullición anormal se llama. ¿hirviendo? . Por lo tanto, se debe agregar un auxiliar de ebullición antes de calentar para introducir el centro de vaporización para garantizar una ebullición estable. Las calderas son generalmente objetos con superficies sueltas y porosas y con adsorción de aire, como trozos de porcelana rotos, zeolitas, etc. Además, se pueden utilizar varios tubos capilares cerrados para introducir el centro de vaporización (nótese que el tubo capilar es lo suficientemente largo como para que su extremo superior pueda descansar sobre el cuello de la botella de destilación, con el extremo abierto hacia abajo). En cualquier caso, está prohibido añadir coadyuvantes de ebullición a líquidos que se han calentado hasta casi hervir; de lo contrario, suele ser peligroso rociar grandes cantidades de líquido de la botella de destilación debido a la liberación repentina de grandes cantidades de vapor. Si olvida agregar un auxiliar de ebullición antes de calentar, debe retirar la fuente de calor antes de agregarlo y esperar hasta que el líquido calentado se enfríe por debajo del punto de ebullición antes de agregarlo. Si la ebullición se detiene a mitad de camino, se debe agregar un nuevo coadyuvante de ebullición antes de recalentar. Debido a que el auxiliar de ebullición agregado inicialmente expulsó parte del aire durante el calentamiento y absorbió líquido durante el enfriamiento, es posible que se haya vuelto ineficaz. Además, si se utiliza calentamiento indirecto con un baño de agua, y la temperatura del baño de agua no debe exceder el punto de ebullición del destilado en 20°C, este método de calentamiento no sólo puede reducir en gran medida la diferencia de temperatura entre varias partes del destilado en la botella, sino que también hace que las burbujas de vapor no sólo suban desde el fondo del matraz, sino que también se muevan a lo largo del borde del líquido, reduciendo así en gran medida la posibilidad de sobrecalentamiento.
Proceso
Los compuestos orgánicos líquidos puros tienen un cierto punto de ebullición bajo una determinada presión, pero un líquido con un punto de ebullición fijo no es necesariamente un compuesto puro, porque a menudo se forman algunos compuestos orgánicos. dos compuestos con otros componentes. Yuan o mezclas de ebullición ternarias, también tienen un cierto punto de ebullición. El punto de ebullición de una sustancia impura depende de las propiedades físicas de la impureza y de su interacción con la sustancia pura. Si la impureza no es volátil, el punto de ebullición de la solución es ligeramente superior al de la sustancia pura (pero en la destilación, lo que realmente se mide no es el punto de ebullición de la solución impura, sino la temperatura a la que se escapa el vapor). alcanza el equilibrio con su condensación, es decir, la destilación es el punto de ebullición del producto en lugar del punto de ebullición del destilado en la botella). Si las impurezas son volátiles, el punto de ebullición del líquido aumentará gradualmente durante el proceso de destilación, o debido a que dos o más sustancias forman una * * * mezcla de punto de ebullición, la temperatura puede permanecer sin cambios y dentro de un cierto rango durante el proceso de destilación. . Entonces, un punto de ebullición constante no significa que sea un compuesto puro.
Al destilar líquidos mezclados con diferentes puntos de ebullición, los que tienen puntos de ebullición más bajos se evaporan primero, los que tienen puntos de ebullición más altos se evaporan después y los no volátiles se dejan en el destilador. logrando así el propósito de separación y purificación. Por lo tanto, la destilación es uno de los métodos comunes para separar y purificar compuestos líquidos, y es una operación básica importante que debe dominarse. Cuando se destilan mezclas con puntos de ebullición cercanos, los vapores de varias sustancias se destilarán al mismo tiempo, pero la mayoría de ellas tienen puntos de ebullición más bajos, lo que dificulta lograr el propósito de separación y purificación, por lo que tenemos que recurrir a destilación fraccionada. El rango de ebullición de los compuestos líquidos puros durante la destilación es muy pequeño (0,5~1°C). Por tanto, la destilación se puede utilizar para determinar el punto de ebullición. El método para medir el punto de ebullición por destilación es el método constante, que consume una gran cantidad de muestra, superando los 10 mL. Si la muestra es pequeña se debe utilizar el micrométodo.
Respectivamente
Definición: ¿Fraccionamiento es el uso de torres de fraccionamiento para vaporizar varias veces? Un método para completar el proceso de condensación de una sola vez. Entonces, la destilación fraccionada es en realidad destilaciones múltiples. Es más adecuado para la separación y purificación de mezclas orgánicas líquidas con puntos de ebullición similares.
La necesidad del fraccionamiento: (1) Separación por destilación incompleta. (2) Las operaciones de destilación repetidas son engorrosas, consumen mucho tiempo y suponen un desperdicio.
Después de que la mezcla hierve, el vapor ingresa a la torre de fraccionamiento y se condensa parcialmente. Durante el proceso de descenso, el agua condensada entra en contacto con el vapor ascendente, y ambos intercambian calor. Los componentes de alto punto de ebullición en el vapor se condensan, mientras que los componentes de bajo punto de ebullición en el condensado aún se elevan en forma de vapor, mientras que los componentes de bajo punto de ebullición en el condensado se calientan y vaporizan, y el Los componentes con alto punto de ebullición todavía caen en estado líquido. El resultado es un aumento de los componentes de bajo punto de ebullición en el vapor ascendente y un aumento de los componentes de alto punto de ebullición en el condensado descendente. Después de múltiples intercambios de calor, equivale a una destilación ordinaria continua. El vapor del componente de bajo punto de ebullición se eleva continuamente y se destila; el componente de alto punto de ebullición se devuelve continuamente a la botella de destilación para su separación.