Was ist Vakuumdestillation?
Vakuumdestillation ist ein Verfahren, bei dem flüchtige Verbindungen aus einem flüssigen Gemisch abgetrennt werden, indem die Tendenz solcher Verbindungen ausgenutzt wird, bei niedrigeren Atmosphärendrucken mit erhöhter Geschwindigkeit aus dem Gemisch zu verdampfen, häufig ohne die Temperatur zu erhöhen. Durch Einschließen eines Gemisches in einen Destillationsbehälter und Verringern des Drucks werden flüchtige Verbindungen dazu gebracht, aus dem Gemisch zu verdampfen. Der Dampf wird dann aufgefangen und zu einer Flüssigkeit kondensiert. Die Vakuumdestillation kann im kleinen Maßstab in einem Labor oder im industriellen Maßstab durchgeführt werden, wie dies in Erdölraffinerien der Fall ist.
Jede in einer Flüssigkeit gelöste Verbindung hat einen Dampfdruck, der üblicherweise als Bruchteil einer Standarddruckatmosphäre bei einer bestimmten Temperatur ausgedrückt wird. Dies ist der Druck, bei dem eine bestimmte Verbindung aus einer flüssigen Lösung leicht verdampft. Die Vakuumdestillation nutzt diese Eigenschaft, um einzelne Verbindungen von Gemischen zu trennen, insbesondere bei der Raffination von Erdölprodukten. Die zu trennende Flüssigkeit wird in einen verschlossenen Behälter mit einem System zur Druckregulierung gegeben. Durch Verwendung bekannter Dampfdrücke bestimmter Elemente des Gemisches wird der Druck verringert und manchmal die Temperatur erhöht, bis die gewünschte Verbindung zu verdampfen beginnt oder aus dem Gemisch auszusieden beginnt.
Nachdem die gewünschte Verbindung in Dampf umgewandelt worden ist, wird sie gesammelt, abgekühlt und zum Kondensieren auf Normaldruck zurückgeführt. Es kann sogar auf einen höheren Druck als den normalen atmosphärischen Druck gebracht werden, wenn es normalerweise ein Gas ist, wie z. B. Brennstoffe wie Propan, um es in eine Flüssigkeit umzuwandeln. Indem ein Gemisch wie Rohöl einer Vielzahl von Temperaturen und Drücken ausgesetzt wird, können viele verschiedene Bestandteile des Gemisches auf diese Weise getrennt und verfeinert werden. Rohöl kann Hunderte von Kohlenwasserstoffen enthalten, und in vielen Fällen ist die Vakuumdestillation die einzige Möglichkeit, diese einfach und effizient voneinander zu trennen.
Verbindungen, die einen hohen Siedepunkt haben oder deren Dämpfe bei einer Standarddruckatmosphäre schwerer als Luft sind, eignen sich besonders zur Trennung durch Vakuumdestillation, insbesondere wenn sie in Wasser oder einer Mischung, die Wasser enthält, gelöst sind. Durch Vakuumdestillation können Verbindungen auch bei niedrigeren Temperaturen destilliert werden, als dies sonst möglich wäre. Dies ist nützlich für Verbindungen, die durch Erhitzen verändert oder abgebaut werden.
Die Vorrichtung zur Vakuumdestillation kann relativ einfach sein, wie sie manchmal in Laboratorien verwendet wird, oder äußerst komplex, wie die großen Türme in Erdölraffinerien. Ein Vakuumdestillationsturm in einer Erdölraffinerie kann mehrere Stockwerke hoch sein und Dutzende von Kohlenwasserstoffverbindungen trennen. Ein kleiner Laboraufbau kann sehr einfach sein und nimmt nicht mehr Platz ein als eine Tischplatte.