Co je extrakční destilace?

Frakční destilace, běžně označovaná jako destilace nebo jednoduchá destilace, je běžnou metodou pro oddělování těkavých sloučenin založených na bodech varu (BP). Některé směsi nelze oddělit destilací. V mnoha z těchto případů se používá extrakční destilace. V tomto procesu se do krmiva přidá vysokovroucí rozpouštědlo, které mění relativní těkavost sloučenin krmné směsi. Rozpouštědlo se potom izoluje v oddělené destilační koloně a recykluje.

Těkavost nebo snadnost přeměny kapaliny na plyn je funkcí bodu varu. Pokud se jedna látka vaří při vyšší teplotě než jiná, potom bude mít látka s nižší teplotou varu nejprve tendenci se odpařovat a kondenzovat ve vyšším bodě ve sloupci. Frakční destilace neodděluje směsi, jejichž sloučeniny mají podobné BP, zejména pokud jsou jejich chemické struktury podobné.

Některé kapalné sloučeniny tvoří zvláštní směs zvanou azeotrop, pokud jsou přítomny v určitých poměrech. Azeotropy jsou směsi obvykle dvou, ale někdy tří samostatných sloučenin, které se chovají, jako by byly jediné sloučeniny s jediným bodem varu. Azeotropy nelze rozdělit na jejich složky frakční destilací.

V případě podobné těkavosti sloučenin nebo azeotropických směsí se extraktivní destilace často stává ekonomickou a efektivní volbou postupu. Při extrakční destilaci vstupuje rozpouštědlo do destilační kolony nad napájecí bod. Použité rozpouštědlo je méně těkavé než kterákoli ze sloučenin, které mají být separovány.

Návrh extrakční destilační kolony je často jednoduchý. Rozpouštědlo musí mít vyšší bod varu než nejméně těkavá látka. Koncentrace rozpouštědla v koloně musí být dostatečně vysoká, aby měla široce oddělené těkavosti, ale dostatečně nízká, aby nevznikly dvě fáze. Výsledkem dvou fází jsou dvě vrstvy kapalin, jako je olej a voda, které se navzájem nerozpouštějí. Rozpouštědlo může být zavedeno do kolony jako pára, aby se zabránilo náhlé změně koncentrace rozpouštědla v místě přívodu.

Příklady extrakční destilace zahrnují separaci toluenu (BP 110,8 ^o C) od isooktanu (BP 99,3 ^o C) s použitím fenolu (BP 181,4 ^o C) jako rozpouštědla. Pára z horní části kolony kondenzuje jako relativně čistý isooktan. Směs toluen-fenol ze dna kolony se oddělí jednoduchou destilací; fenol se vrací do první kolony a toluen se shromažďuje jako produkt. Fenol, který je méně těkavý, zvýšil těkavost iso-oktanu.