O que é destilação multicomponente?

A destilação multicomponente é um processo químico no qual uma mistura de compostos voláteis se separa com base em seus pontos de ebulição. O processo ocorre em uma coluna de destilação, um empilhamento vertical de bandejas ou estágios sobre os quais os componentes em suas fases de líquido e vapor coexistem. À medida que a mistura move a coluna, os compostos de ebulição altos se concentram em estágios inferiores, enquanto os compostos de ebulição com baixa ebulição se concentram em estágios mais altos. À medida que o calor é aplicado a um líquido, a temperatura do líquido aumenta até atingir o ponto de ebulição (BP). Na BP, energia adicional não causa um aumento de temperatura; Em vez disso, as moléculas o usam para escapar da fase líquida e se tornar um gás.

A energia absorvida pela nova molécula de gás não está mais disponível para aquecer a próxima molécula de líquido. À medida que o líquido ferve, também é resfriado da ausência da energia que mantém as moléculas de gás em uma fase gasosa. Este resfriamento vai CAUse algumas das moléculas de gás para condensar o líquido novamente, liberando a energia da vaporização. A energia liberada é capaz de reaquecer o líquido. Em condições de equilíbrio, a taxa de vaporização é igual à taxa de condensação.

Em uma coluna de destilação multicomponente, uma mistura de equilíbrio é estabelecida em cada estágio. Existe uma fonte constante de nova energia fornecida na parte inferior da coluna. Esse calor causa algumas das moléculas da fase gasosa do composto mais volátil em cada estágio, aquele com a BP mais baixa, subindo para o próximo estágio. Nesse estágio mais alto, a mistura tentará voltar ao equilíbrio. As moléculas provenientes de baixo podem ter uma bp muito alta para vaporizar nesse estágio, para que se acumulem na fase líquida.

Eventualmente, o líquido em cada estágio se concentra em um ou mais dos componentes. Fluxos laterais podem ser retirados em um ou mais estágios. Os fluxos líquidos serão concentrados em um ou mais componentes, e podem ser necessárias etapas adicionais de destilações.

O petróleo é tipicamente destilado em frações por destilação multicomponente. Uma fração é uma variedade de compostos semelhantes com a BP próxima que pode ser tratada como um único composto. A gasolina é um exemplo. Um gás baixo da BP pode ser retirado do topo da coluna e não requer mais processamento.

O design de uma destilação multicomponente requer cálculos complexos. Os parâmetros de design da coluna incluem especificar o número de estágios, o estágio de alimentação da matéria -prima, os estágios nos quais os fluxos de produto são removidos e o calor necessário para acionar a coluna. Programas de computador de destilação multicomponente especializados executam esses cálculos, mas os engenheiros ainda aprendem métodos de solução gráfica para entender o processo.