分別蒸留

分別蒸留 プロセスは、沸点が近い 2 つ以上の液体または 気体の 均一な混合物を分離する ことから構成されます。これらはほぼ同時に揮発し、 単純な蒸留 プロセスでは制御できません。

このプロセスは小規模(少量のサンプルを分析する研究室)で行うことも、工業規模(石油蒸留プロセスで行われるような)で行うこともできますが、たとえ装置が異なっても、技術の基礎は同じです。

分別蒸留プロセスは基本的に、適切な容器内で均質な混合物を加熱することから構成されます。混合物を構成する物質の沸点の違いに応じて、それらは分留塔を通過して揮発し、そこで次の方向に向かうチャネルを通って排出されます。蒸気は 凝縮器 に送られます。この凝縮器では、蒸気が装置の冷却された表面に触れると液化し、別の容器に収集されます。加熱により混合物を構成する物質の沸点に達するまでこのプロセスが連続的に繰り返され、混合物のすべての成分が留分に分離されます。このため、このプロセスは分別蒸留と呼ばれます。

分別蒸留システム (研究室)。イラスト: Zern Liew / Shutterstock.com (適応)

石油の分別蒸留または分解

分別蒸留の最もよく知られた産業応用例は間違いなく 石油分解 プロセスです。このプロセスでは、 炭化水素 と石油と呼ばれる 無機化合物 の均質な混合物から商業化可能なさまざまな化合物が生成されます。この 蒸留を 行う装置はこの用途に特化したもので、石油由来の化合物の留分が蒸気の状態で通過する塔型の分留塔(蒸留塔)を備えています。

石油蒸留塔の図。図 (適応): Wikimedia Commons / CC-BY-SA 3.0 より。

画像でわかるように、油中に存在する化合物の留分は、特定の沸点に達すると揮発して分留塔内で「上昇」し、そこで冷却されて 凝縮 が発生し、収集して処理または処理に送ることができます。消費のためのプロセス。石油の蒸留から生じる化合物は、 沸点 の低いものから順に、 天然ガス ( メタン 、ブタン、プロパン)、ナフサ、 ガソリン 灯油 ディーゼル 油、潤滑油、 燃料 油、 アスファルト または ビチューメン です。 。 石油 の分別蒸留は 製油所 で行われます。

工業的には、分別蒸留プロセスには他にも、空気成分の分別、 溶媒 の合成、 アルコール の蒸留など、いくつかの用途があります。

製油所で油の分解が行われる塔。写真:Vacancylizm / Shutterstock.com

蒸留塔の種類

分別カラムにはいくつかの種類がありますが、ここでは最もよく使用されるものを見ていきます。

  • Vigreux : このタイプの柱は、45° の角度で同じ傾斜があり、反対側のペアで配置されています。分画の分離効率はそれほど高くありませんが、主に学術目的で研究室で広く使用されています。
  • Dufton : このタイプのカラムは基本的に金属 (ステンレス鋼または ) で密閉された管で、内部にドロップまたは小さなガラス部分があります。
  • ヘンペル : このタイプのカラムは基本的に金属 ( ステンレス鋼 または銅) で密閉され、内部がステンレス鋼で作られた管です。

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