Destylację definiuje się jako proces oddzielania składników z ich ciekłej mieszaniny przy użyciu różnych technik. Chociaż istnieje wiele metod destylacji, w tym konwencjonalna, frakcyjna, parowa itp., destylacja azeotropowa i destylacja ekstrakcyjna to dwie metody, które często są ze sobą mylone.
Destylacja azeotropowa a destylacja ekstrakcyjna
Różnica między destylacją azeotropową a destylacją ekstrakcyjną polega na tym, że każdy z nich postępuje w celu oddzielenia składników mieszaniny. W destylacji azeotropowej w procesie należy utworzyć azeotrop, podczas gdy destylacja ekstrakcyjna ogranicza tworzenie azeotropów.
Destylację azeotropową definiuje się jako technikę rozdzielania składników mieszaniny azeotropowej za pomocą specjalistycznego procesu destylacji. W mieszaninie azeotropowej występuje więcej niż jeden rodzaj cieczy, których nie można rozdzielić za pomocą prostej destylacji.
Destylację ekstrakcyjną definiuje się jako proces destylacji polegający na oddzieleniu dwóch składników z mieszaniny z dodatkiem wysokowrzącego rozpuszczalnika. Temperatura wrzenia rozpuszczalnika powinna być znacznie wyższa niż składników mieszaniny, aby nie mogły powstać nowe azeotropy.
Tabela porównawcza między destylacją azeotropową i ekstrakcyjną
| Parametry porównania | Destylacja azeotropowa | Destylacja ekstrakcyjna |
| Azeotrop | Zależy od powstawania azeotropu. | Ściśle opiera się tworzeniu azeotropu. |
| Podanie | Jest używany podczas eksperymentów w laboratoriach. | Służy do produkcji i produkcji. |
| Produkt | Uzyskuje się go na szczycie kolumny. | Uzyskuje się go na dnie kolumny. |
| Proces | To skomplikowany proces. | To prostszy proces. |
| Czas | Jest to bardziej czasochłonne. | Zajmuje mniej czasu. |
Co to jest destylacja azeotropowa?
Destylację azeotropową definiuje się jako technikę rozdzielania składników mieszaniny azeotropowej za pomocą specjalistycznego procesu destylacji. W mieszaninie azeotropowej występuje więcej niż jeden rodzaj cieczy, których nie można rozdzielić za pomocą prostej destylacji. Dzieje się tak, ponieważ wrzące ciecze w mieszaninie azeotropowej zawierają te same proporcje.
Podczas destylacji składniki mieszaniny można rozdzielić ze względu na różnice w ich lotności, podczas gdy w mieszaninie azeotropowej lotności składników są również podobne. Aby pokonać tę przeszkodę, do mieszaniny dodaje się dodatkowy składnik lotny, znany jako entrainer. W efekcie lotność jednej z cieczy zauważalnie się zmienia, oddzielając ją od drugiej.
Mieszaniny azeotropowe są głównie dwojakiego rodzaju, w tym azeotropy o minimalnej temperaturze wrzenia, które gotują się w stosunkowo niskich temperaturach, oraz azeotropy o maksymalnej temperaturze wrzenia, które gotują się w stosunkowo wysokich temperaturach.
Najczęściej znane mieszaniny azeotropowe składają się z substancji wody i etanolu. Aby je rozdzielić, potrzebne są dodatkowe rozpuszczalniki, takie jak benzen, heksan, cykloheksan itp. W większości przypadków do destylacji azeotropowej stosuje się benzen. Dodanie czynnika azeotropowego zmienia oddziaływania molekularne w celu wyeliminowania azeotropu, a zatem zmienia względną lotność mieszaniny.
Co to jest destylacja ekstrakcyjna?
Destylację ekstrakcyjną definiuje się jako proces destylacji polegający na oddzieleniu dwóch składników z mieszaniny z dodatkiem wysokowrzącego rozpuszczalnika. Temperatura wrzenia rozpuszczalnika powinna być znacznie wyższa niż składników mieszaniny, aby nie mogły powstać nowe azeotropy. Zapewnia to, że rozpuszczalnik nie odparuje w temperaturze wrzenia składników.
Do oddzielenia toluenu od izooktanu najczęściej stosuje się destylację ekstrakcyjną. Oddzielenie tych dwóch jest trudne przy konwencjonalnej destylacji, ponieważ ich temperatury wrzenia są prawie podobne. W takim przypadku do mieszaniny dodaje się fenol, który ma znacznie wyższą temperaturę wrzenia niż składniki.
Powoduje to wytwarzanie mieszaniny fenolowo-toluenowej, która pozostaje na dnie, podczas gdy izooktan jest odzyskiwany jako produkt szczytowy. Mieszanina fenolowo-toluenowa jest następnie rozdzielana na inną kolumnę za pomocą prostego procesu destylacji. Najczęściej stosowanym rozpuszczalnikiem w tym procesie jest fenol, ponieważ ma wyższą temperaturę wrzenia i zapobiega pienieniu.
W przeciwieństwie do destylacji azeotropowej, proces ten ściśle ogranicza tworzenie nowych azeotropów i oddziela składniki wyłącznie przez odparowanie. Ponieważ w tym procesie nie ma azeotropów, proces ten jest znacznie prostszy niż destylacja azeotropowa. Destylacja ekstrakcyjna jest bardzo praktyczna i jest szerzej stosowana niż inne procesy destylacji.
Główne różnice między destylacją azeotropową a ekstrakcyjną
Wniosek
Destylacja azeotropowa i ekstrakcyjna to dwie z najczęściej stosowanych technik destylacji w chemii. Chociaż oba są podobne w wielu obszarach, mają znaczące różnice w przetwarzaniu. Podczas gdy destylacja azeotropowa wymaga wytworzenia azeotropu, destylacja ekstrakcyjna ściśle tego unika.
Chociaż te dwie techniki są bardzo udane, w większości przypadków preferowana jest destylacja ekstrakcyjna niż destylacja azeotropowa. Destylacja ekstrakcyjna nie wymaga wytwarzania azeotropu, dzięki czemu jest znacznie szybsza i prostsza niż inne metody. Ponadto nie trzeba odparowywać dużych ilości rozpuszczalnika w celu oddzielenia składników.
Z drugiej strony, w niektórych przypadkach, destylacja azeotropowa jest korzystniejsza od destylacji ekstrakcyjnej. Podczas pracy w laboratoriach produkt końcowy musi być tak czysty, jak to tylko możliwe. W destylacji ekstrakcyjnej produkt nigdy nie może być bardzo czysty, ponieważ rozpuszczalnik otrzymany na dnie kolumny do odzyskiwania rozpuszczalnika najprawdopodobniej zawiera zanieczyszczenia. Ponieważ otrzymany produkt znajduje się na szczycie kolumny w destylacji azeotropowej, jest on bardzo czysty.
Preferencja między tymi dwiema metodami destylacji zależy wyłącznie od wymagań. W większości eksperymentów laboratoryjnych preferowana jest destylacja azeotropowa, ponieważ jest wysoce czysta. Z drugiej strony do wytwarzania i produkcji bardzo korzystna jest destylacja ekstrakcyjna.
