بخشی از مقاله
تقطير
تقطيرروشي براي جداسازي مواد شيميائي براساس تفاوت هاي بين آنها ازنظرعمل تبخيردرتركيب نقطه جوش مواد است. تقطيرتشكيل
دهنده يك مرحله بزرگ تر شيميائي است و بنابراين به يك عمل واحد اشاره مي كند. ازنظرتجاري تقطيركاربردهاي فراواني دارد. اين امربراي جداسازي نفت خام به تركيباتش براي كاربردهاي خاص مانند : حمل و نقل ، توليدنيرو(برق) و گرما است. آب درجهت جداسازي ناخالصي هاي آن تقطيرمي كنيم اين ناخالصي ها شامل : نمك ازآب دريا است. هوا مورد تقطيرقرارمي گيرد كه درجهت جداسازي تركيبات آن است .
معمولاً اكسيژن ، نيتروژن و آرگون براي كاربرد درمصارف صنعتي است. هم چنين تقطيرحل شده هاي تخميرشده نيزمورد استفاده قرارمي گيرد كه ازگذشته هاي دوربراي توليد آشاميدني هاي تقطيري با ميزان الكل زياد كاربرد داشته است.
مفاهيم
1- تاريخچه
2- كاربردهاي تقطير
3- مدل ايده ال (مطلوب) تقطير
1-3- تقطيردسته اي(گروهي)
2-3- تقطيرمداوم
3-3- بهبودهاي كلي
4- تقطيردرمقياس آزمايشگاهي
1-4- تقطيرساده
2-4- تقطيرتكه تكه اجزاء
3-4- تقطيربخار
4-4- تقطيرخلأ
5-4- تقطيرخلأحساس به هوا
6-4- تقطيركوتاه مدت ( مسير)
7-4- انواع ديگر
5- تقطيرايزوتوپ ها
1-5- شكستن ايزوتوپ با فشاريك جانبه
2-5- تقطيرحركت( گريز) فشار
6- تقطيرصنعتي
7- تقطيردرتوليد موادغذائي
1-7- تقطيرآشاميدني ها
8- منابع
9- ارتباطات خارجي
10- مجموعه
تاريخچه
اولين روش ها و مراحل تقطيرخالص براي توليد مواد خالص شيميائي توسط شيميدانان مسلمان عرب براي مصارف واهداف صنعتي انجام شد،مانند: جداسازي عطرهاي طبيعي و توليد الكل خاص بود. اگرچه، اشكال جديد تقطيردرحدود 2ميليون سال قبل ازميلاد مسيح توسط كيمياگران شهربابل دربين النهرين شناخته شد.
بعد ازتقطيرتوسط كيمياگران يوناني درقرن يكم ميلادي شناخته شد و توسعه هاي بعدي ازتقطيردرمقياس عظيم درپاسخ به درخواست هاي مشروبات الكلي اتفاق افتاد.اسكندراولين دستگاه تقطيررااختراع كرد و اولين توضيحات دقيق درمورد دستگاه تقطيرتوسط الكساندريا درقرن چهارم داده شد.
درقرن8 شيمي گران مسلمان اولين افرادي بودند كه مراحل تقطيرخالص كه مواد شيميائي را كاملاً خالص كند اختراع كردند. درميان اينها ( عربها ) جبيردرعراق در800سال پيش بودند كه تعداد زيادي ازدستگاه هاي تقطيرومراحل آن رااختراع كردكه هنوزمورد استفاده قرارمي گيرند. به ويژه دستگاه پالشگراولين دستگاه درپاسخ كه كاملاً مي تواند مواد شيميائي را خالص كند.
يك ديگ درون يك حباب شيشه اي و طراحي آن به عنوان مدلي براي دستگاه هاي مدرن درمقياس بزرگ به كارمي رود. مانند : دستگاه hickman . مواد نفتي براي اولين بارتوسط شيمي گرمسلمان ديگربه نام الاراضي مورد تقطيردرقرن نهم قرارگرفت كه براي توليد نفت بود ، درحالي كه
تقطيربخارتوسط Avicenna در اوايل قرن11 انجام شد كه براي توليد مواد نفتي اصلي استفاده شد.
همانطوركه كيمياگري به علم شيمي تكامل يافت ، مسيرها ( رگ ها ) كه قرع ناميده مي شد براي تقطيرمورد استفاده قرارگرفت.هم دستگاه تقطيرهم قرع ظروف شيشه اي هستند كه لوله بلند كه دريك نقطه درگوشه پائين مثلث كه به عنوان خنك كننده هوا مورد استفاده قرارمي گيرد كه منجربه چكيده شدن قطرات به سمت پائين براي جمع شدن مي شود.
بعداً دستگاه مسي اختراع شد. نقاط محكم شده اغلب با استفاده ازتركيبات مختلف محكم مي شدبه عنوان مثال خميري ازآرد گندم سياه درست مي شدكه براي اين امرمورد استفاده قرارمي گرفت . اغلب اين دستگاه ها يك سيستم خنك كننده داشت كه ازآب سرد استفاده مي كرد كه تغليظ الكل را براي كارائي بيشترانجام مي داد. كه اينها ديگ تقطيرناميده مي شدند.
امروزه قرع و ديگ تقطيرتوسط روش هاي كارامد تقطيردربيشترمراحل صنعتي مورد استفاده قرارمي گيرند . گرچه ديگ تقطيربه طورعمده براي توليد الكل هاي خوب مانند : كتياك، ويسكي اسكاتلندي و برخي ديگرازانواع ودكا مورد استفاده قرارمي گيرند. شكل ويژه خاص هرديگ تقطيرموجب مي شود كه هرالكل طعم خاصي داشته باشد. ديگ تقطيرازموارد مختلفي مانند چوب ، استيل درست شده است كه توسط قاچاقچيان مشروبات الكلي دركشورهاي مختلف مورد استفاده قرارمي گيرند.
كاربردهاي تقطير
كاربردهاي تقطير را به سختي مي توان به 4 گروه تقسيم كرد : مقياس آزمايشگاهي،تقطيرصنعتي،تقطيرگياهان براي عطرسازي وداروسازي وپردازش مواد غذائي است.دو نوع آخري ازدونوع اولي مجزاست،كه درآن درتقطيرسازي به عنوان روش خالص سازي صحيح مورد استفاده قرارنمي گيرد، تفاوت عمده بين مقياس آزمايشگاهي و صنعتي اين است كه درمقياس صنعتي به صورت دسته اي انجام مي شود، درحالي كه تقطيرصنعتي اغلب به طورمداوم انجام مي شود.
درتقطيرگروهي،تركيب مواد اصلي، بخارات تركيبات تقطيري وتغييرات تقطيردرطول تقطيراست. درتقطيرگروهي يك ديگ با دسته تركيبات تغذيه كننده كه سپس به تركيبات شكننده جدا و تقسيم مي شود كه به ترتيب ازفرارترين به كم فرار جمع مي شود كه درانتهاي آن يك بطري قراردارد و سپس يك ديگ دوباره قرار دارد و مراحل دوباره تكرارمي شوند. درتقطيرمداوم مواد اصلي و تكه ها ازبخارو مايعات درسيستم جدا و برداشته مي شوند. اين امرمنجربه كنترل بهترمراحل جداسازي مي شود.
مدل مطلوب تقطير
نقطه جوش يك مايع دمائي است كه درآن فشارتبخيرمايع مساوي و يكسان با فشاراطراف مايع است.نقطه جوش عادي يك مايع موردخاصي است كه درآن فشار تبخيرمايع مساوي ويكسان با فشارمحيط احاطه كننده است . يك مايع درون ظرفش درفشارپائين ترازفشاراتمسفردردمايي پائين ترازنقطه جوش معمولي به جوش خواهد آمد و يك مايع درون ظرفش درفشاري
بالاترازفشاراتمسفردردمايي بالاترازنقطه جوش معمولي به جوش خواهد آمد. به عبارت ديگر، تمام مايعات نقطه جوش محدود دارند. اين يك تصورغلط است كه درتركيب مايعات درفشاروارده ، هريك ازاجزاء درنقطه جوش مطابق با فشاروارده به جوش مي آيد وتبخيرهريك ازاجزاء به طورجداگانه و كاملاً جدا جمع مي شوند.اين،اگرچه حتي درسيستم هاي ايده آل هم رخ نمي دهد. مدل هاي ايده آل از تقطيرضرورتاً توسط قانون رالت و قانون دالتون انجام مي شوند. قانون رالت اينگونه فرض كرده است كه اجزاء تشكيل دهنده فشارتبخيريكي ازتركيب درنسبت به درصد تركيبش و
فشارتبخيرش وقتي كه كاملاً خالص است بستگي دارد.اگريك جزء فشارتبخيراجزاء ديگررا تغييردهد و يا درصورتي كه فرّاربودن اجزاء بستگي به درصدش درتركيبش داشته باشد، قانون شكسته و نقض خواهد شد. قانون دالتون بيان مي كند كه نقطه تبخيركلي ، مجموع نقطه تبخيرهريك از اجزاء تركيب شده است. زماني كه يك مايع چند جزئي گرما و حرارت داده مي شود، فشار( نقطه )
تبخيرهريك ازاجزاء افزايش مي يابد، بنابراين باعث افزايش نقطه تبخيركلي مي شود.زماني كه نقطه تبخيركلي به فشارمحيط دربرگيرنده مايع مي رسد، جوش اتفاق مي افتد و مايع به گازتبديل مي شود . توجه داشته باشيد كه تركيب حاصل شده تنها داراي يك نقطه جوش درفشاروارده است، زماني كه اجزاء به طورچند جانبه قابل حل باشند. مدل مطلوب و ايده آل درمورد شيمي مايعات مشابه ازقبيل بنزن و تولوئن صحيح است. درموارد ديگر، انحراف شديد ازقانون رالت و دالتون قابل مشاده است بيشتراوقات درتركيب اتانول و آب است.اينها با هم تركيب مي شوند، زماني كه با
همديگرحرارت داده شوند و يك ايزتوپ را به وجود مي آورند، كه درآن نقطه جوش مايع تركيبي پائين ترازدماي جوش هريك ازمايعات به شكل جداگانه است. واقعاً تمام مايعات ، زماني كه به شكل تركيبي هستند و حرارت داده مي شوند رفتاريك azeotropic يك ايزوتوپ را نشان مي دهند.
اگرچه روش هاي محاسباتي وجود دارد كه مي توان رفتاراجزاء قراردادي را تخمين زد، تنها را
ه به دست آوردن تساوي نقطه جوش صحيح ازراه اندازه گيري است. اين امكان وجود ندارد كه تركيب اجزائي را كاملاً ازيكديگرتوسط تقطير جدا كرد، دراين گونه موارد هريك ازاجزاء درشكل تركيبي بايد فشارخاص صفررا داشته باشند. اگرتوليد نهائي خالص هدف ماست، سپس جداسازي شيميائي بيشتري بايد به كارگرفته شود.
تقطيرگروه
حرارت تركيب ايده ال دو ماده فرارa,b درتقطيرگروهي آغازمي شود تا زماني كه تركيب به تبخيربالاترازنقطه جوش هرمايع برسد كه تركيب a,b را تشكيل داده است. نسبت بين a,b درتبخيرازنسبت آن درمايع متفاوت خواهد بود: نسبت موجود درمايع توسط اينكه چطور تركيب اصلي آماده شده است مشخص خواهد شد، درحالي كه نسبت موجود درتبخيردرتركيب فرارغني ترخواهد بود، تبخيرازچالگرعبورخواهد كرد و درسيستم باقي خواهد ماند.اين بدان معني است كه نسبت
تركيبات درمايع باقي مانده درحال حاضربا نسبت اوليه متفاوت خواهد بود.نتيجه اين گونه است كه نسبت درمايع تركيبي درحال تغييراست ودرجزء b بيشترخواهد شد.اينها عوامل افزايش نقطه جوش هستند ، كه درعوض موجب افزايش دما در تبخيرمي شوند كه موجب تغييرنسبت a,b درمرحله گازي مي شود. اين نتايج درتغييرات آرام نسبت b:a درتقطيرشدن است. اگرتغييردرنقطه تبخيربين دو جزء a,b بسيارزياد باشد ، تركيب درابتداي تقطيربسيارغني درجزء a خواهد بود و زماني كه جزء a تقطيرشد،نقطه جوش مايع درجزء b افزايش مي يابد.
تقطيرمداوم
درتقطيرمداوم ، مراحل ازموارد بالا متفاوت ترخواهد بود كه درآن اجزاء هم ازتبخيرو هم مايع جدا خواهد شد درسرعتي كه نسبت تركيب دو جزء كاملاً با نسبت تركيب درابتدا يكسان باشد.دراين روش بخارجزء غني شده a و بخارجزء غني شده b به دست مي آيد. علاوه براين، بخارتركيب خام را مي توان به تركيب تقطيربراي دوباره تكميل كردن ( پركردن ) مايع اضافه كرد.
بهبودهاي كلي
هم تقطيرگروه وهم تقطيرمداوم رامي توان با استفاده ازكسرو كم كردن ستون دربالاي بالون تقطيرانجام داد. اين ستون موجب بهبود جداسازي ازطريق تهيه يك سطح وسيع تربراي تبخيرو جداسازي براي برخورد فراهم مي كند. اين امركمك مي كند كه اين درتساوي تا زماني كه امكان دارد باقي بماند.اين ستون حتي مي تواند درسيستم هاي فرعي كوچك هم وجود داشته باشد كه تمامي آنها شامل مايع تركيب غني شده و جوش است كه همه آنها مايع با نقطه تبخيرمساوي دارند.
تفاوت هائي بين مقياس هاي آزمايشگاهي و مقياس هاي صنعتي درستون اجزاء وجود دارد ، اما اصول يكي است. مثال هائي ازستون اجزاء درافزايش كارائي شامل :
- دستگاه تقطيرهوا
- ستون vigreux
- ستون بسته شده
- سيستم تقطيرگروه
- سيستم نقطيرگروهي چرخشي
تقطيردرمقياس آزمايشگاهي
تقطيرهاي مقياس آزمايشگاهي تقريباً ، معمولاً به شكل تقطيرگروهي انجام مي شود. وسيله اي كه درتقطيراستفاده مي شود گاهي اوقات still ناميده مي شود كه حداقل شامل يك ظرف است كه درآن ماده منبع حرارت داده مي شود ، يك چگالگركه درآن حرارت تبخيربراي برگشت به حالت مايع سرد مي شود و دريافت كننده كه درآن مايع خالص شده كه تقطيرشدن ناميده مي شود. چندين تكنيك مقياس آزمايشگاهي براي تقطيروجود دارد.
تقطيرساده
درتقطيرساده تمام تبخيرها ( بخارهاي داغ ) به سرعت به دستگاه چگالشگر منتقل مي شود كه بخارها راخنك وتقطيرمي كند بنابراين، تقطيركردن كاملاً خالص نخواهد بود . تركيب آن يكسان خواهد ماند البته دردما وفشاروارده و مي توان طبق قانون رالت حساب كرد. درنتيجه تقطيرساده معمولاً تنها براي جدا سازي مايعات كه نقاط جوش آنها به طورعمده اي تغييرمي كند ويا جداسازي مايعات ازمايعات ويا نفت است مورد استفاده قرارمي گيرد. براي اينگونه موارد ، نقطه تبخيراجزاء معمولاً به طورقابل ملاحظه اي متفاوت است كه قانون رالت ناديده گرفته مي شود زيرا به دليل توزيع بي اهميت اجزاء كم فراراست. دراينگونه موارد تقطيرممكن است كاملاً خالص براي هدف مد نظرباشد.
تقطيرناچيز
براي بسياري ازموارد، نقطه جوش اجزاء درتركيب به اندازه كافي نزديك است كه قانون رالت بايد مورد توجه قرارگيرد. بنابراين تقطيرناچيزبايد مورد استفاده قرارگيرد به خاطراينكه اجزاء را ازهم ازطريق چرخه هاي تبخيرتكراري دردرون ستون تقطيرجدا كرد.
به عنوان راهكاربراي خالص كردن بايد حرارت دهيم ، و بخارهاي آن به ستون تقطيرانتقال مي يابد. وقتي اين منتقل مي شود سپس خنك مي شود، و در ديوارهاي چگالشگرتقطيرمي شوند. دراينجا ، تقطيرادامه مي يابد تا ازطريق افزايش دماي تبخيرحرارت داده شود و يك بارديگربخارمي شود.
اگرچه ، تركيب بخارهاي تازه دوباره ازطريق قانون رالت مشخص خواهد شد. هريك ازچرخه هاي تقطير- تبخيريك راهكارخالص براي اجزاء بسيارفرار ارائه مي دهد. درواقع ، هرچرخه دردماي داده شده دقيقاً همانند وضعيت درستون تقطيررخ نمي دهد، بنابراين صفحه فرضي يك مفهوم است ونه يك توصيف دقيق.
صفحه هاي تئوريك بيشترمنجربه جداسازي بهترمي شود. سيستم تقطيرگروه چرخشي ازگروه چرخشي تفلون و يا فلزبراي اجباربخاربلند شده به ارتباط نزديك تربا تقطيرگرپائين تربرخورد كند استفاده مي كند كه موجب افزايش شمارصفحه هاي تئوريك مي شود.
تقطيربخار
همانند تقطيرخلأ ، تقطيربخاريك روش براي تقطيراجزاء است كه زود حرارت داده مي شود. اين مراحل شامل استفاده ازبخارحباب ازطريق حرارت تركيب ازمواد خام است با استفاده ازقانون رالت،برخي ازتركيب هاي هدف بخار خواهند شد.تركيب بخارخنك و تقطيرمي شود، معمولاً يك لايه ازنفت و يك لايه ازآب را ارائه مي دهد. تقطيربخارگياهان يكساله معطرمتفاوت و گلها منجربه توليد دو نوع ماده مي شود كه شامل ماده نفتي خاص وتقطيرآبي گياهان يكساله است.
مواد نفتي خاص اغلب درعطرسازي و توليد مواد خوشبو كاربرد دارد درحالي كه تقطيرآبي كاربرد فراواني درعطرسازي ، پردازش غذا و حفاظت ازپوست دارد.
تقطيرخلأ
برخي تركيبات داراي نقطه جوش بسياربالائي هستند. براي جوشاندن اينگونه تركيبات ، اغلب بهتراست كه فشاررا
كه درآن اينگونه تركيبات به جوش مي آيند را كاهش دهيم به جاي اينكه دما را افزايش دهيم.
زماني كه فشاررا تا نقطه جوش اجزاء كاهش داديم ، جوشاندن و بقيه مراحل تقطيررا مي توان آغازكرد. اين تكنيك به تقطيرخلأ اشاره مي كند و معمولاً درآزمايشگاه به شكل تبخيركننده دواردرمي آيد. اين تكنيك براي تركيباتي كه جوشاندن فراترازدماي تركيبات درفشاراتمسفراست بسيارسودمند است كه بنابراين ازطريق هرنوع تلاش براي جوشاندن آنها تحت فشاراتمسفرتجزيه خواهد شد.
تقطيرحساس هوا درخلأ
برخي تركيبات نقطه جوش بالائي دارندوهم چنين به هواحساس اند. يك سيستم تقطيرخلأ ساده همانطوركه دربالا نام برده شد را مي توان مورد استفاده قرارداد، بدين وسيله خلأ با گازداخلي بعد ازتكميل تقطيرجايگزين خواهد شد. اگرچه ، اين سيستم رضايت بخش نيست ، اگرشخصي اميد دارد كه قسمت هائي را به هنگام كاهش فشارجمع كند.
براي انجام اين يك تطابق عمده را مي توان به انتهاي چگالشگراضافه نمود و ياگرفتن نتيجه بهترو يا براي تركيبات حساس به هوا مي توان ازيك دستگاه سه ضلع استفاده نمود. سه گوش perkin،وسيله اي درمقابل يك سري ازشيشه ويا نوار تفلون است كه اجازه مي دهد تقطيرازبقيه still جدا شود، بدون آنكه بدنه اصلي تقطيريا ازخلأ و يا منبع حرارت جدا شود و بنابراين مي تواند
درحالت تفكيك باقي بماند. براي انجام اين ، ابتدا نمونه ازخلأ ازطريق نوارها جدا مي شود وسپس خلأ برروي آن قرارمي گيرد البته با گازدروني و سپس مي توان آن را متوقف كرد و از بين برد. يك رديف تازه ازمجموعه را مي توان به تقطيراضافه نمود تا زماني كه تمام تقطيرجمع آوري شود.
تقطيرمسيركوتاه
تقطيرمسيركوتاه يك تكنيك تقطيراست كه شامل گذرتقطيرازمسيركوتاه است و اغلب چند سانتي متراست. يك مثال كلاسيك مي تواند تقطيرشامل گذشتن تقطيرازيك حباب شيشه اي به يك حباب شيشه اي ديگراست ، بدون نياز به چگالشگربراي جدا كردن دو حفره است.
اين تكنيك اغلب براي تركيبات مورد استفاده قرارمي گيرند كه دردماي بالاي ثبات است. فوايد آن اين است كه دماي جوش مايعات بالاترازنقطه جوش مايعات چكان نيست و تنها گازها بايد ازيك مسيركوتاه عبوركنند درحالي كه درعبورگاز قبل ازاينكه آنها دردماي پائين تردوباره سرد شوند.
انواع ديگر:
- درتبخيردوار( چرخشي ) دستگاه تقطيرخلأ براي ازبين بردن حلال هاي بزرگ ازنمونه مورد استفاده قرار مي گيرند. معمولاً خلأ توسط تزريق آب و يا پمپ انجام مي شود.
- در kugelrohr دستگاه تقطيركوتاه مسيرمعمولاً براي تركيبات با نقطه جوش بالا براي تقطيركردن استفاده مي شود. اين دستگاه شامل يك فر، كه جزء تقطيرشونده بايد درآن قرارگيرد، جزء دريافت كننده كه بيرون ازفرقراردارد، ويك ن
مونه چرخشي است . خلأ معمولاً ازطريق يك پمپ خلأ استفاده مي شود.
- مراحل تقطيرشامل استفاده ازيك مسيرعمل كننده است . دراين مراحل، معمولاً محصولات داراي نقطه جوش پائين تري نسبت به واكنشي دارد. سپس تبخيرو ازتركيب واكنشي حذف مي شود. وقتي كه محصول به طورپيوسته و مداوم درمقابل مراحل گروهي شكل گرفت ، فوايد آن كمتراز راه اندازي دوباره واكنشی با مواد اوليه است.
- تقطيرسازنده شامل حرارت شديد جامدات درغياب اكسيژن براي تبخير مايعات با دماي بالاي متفاوت است و thermolysis توليد مي شود.گازهاي تكامل يافته سرد و متراكم مي شوند ( درتقطيرعادي ). تقطيرسازنده چوب براي گرفتن متانول ريشه اصلي نام اين مراحل است ( الكل چوب ).
- هرتبخيريك روش براي جداسازي تركيبات ازمايعات به وسيله تبخيرموقتي ازطريق اجزاي بدون منفذ انجام مي شود.
- تقطيرخشك ، علي رغم اسمش ، واقعاً تقطيرنيست ، درعوض يك واكنش شيميائي شناخته شده pyrolysis است كه درآن مواد سفت درشرايط كاهش به شدت حرارت مي دهند و هرنوع اجزاء فرارجمع آوري مي شوند.
- تقطيرشيره گرفتن اينگونه تعريف مي شود كه تقطيردرحضورآميختني، نقطه جوش بالا، وجزء نسبتاً غيرفرار، حلال ، است كه هيچ نوع ايزوتوپ و اجزاء ديگررا درتركيب به وجود نمي آورد.
- تبخيرتازه و يا تبخيرموقتي يك تبخيرگذرا است كه وقتي كه بخارمايع اشباع شده وارد مرحله كاهش درفشار توسط عبورازسوپاپ دريچه و يا هرنوع وسيله دريچه داراتفاق مي افتد. اين مراحل يكي ازساده ترين عملكردهاست.
- تقطيرسرد كننده يك روش قابل مقايسه خالص سازي با استفاده ازسرد كردن به جاي تبخيراست. اين درواقع تقطيرنيست، و محصولاتي را قابل مقايسه با تقطيرتوليد نمي كند. اين مراحل براي توليد شراب خنك والكل خنك استفاده مي شود كه مقداراتانول وشكرموجود به طورجداگانه افزايش مي يابد.
- Codistillation يك نوع تقطيراست كه به حالت تركيب انجام مي شود كه درآن دو جزء آميخته نمي شوند.
فعل و انفعالات ميان اجزاء هائي ازمحلول خواص منحصربه فرد ازمحلول را خلق مي كند، به طوريكه بيشترين پيشرفت ها شامل تركيبات غيرمطلوب بوده و درجايي كه قانون رالت نمي توانست دست نگه دارد. اين قبيل فعل و انفعالات دريك دماي جوش ثابت آزئوتروپ مي تواند نتيجه حركت دادن يك تركيب خالص باشد ( درنتيجه دماي جوش تنها درعوض يك محدوده است ).
محلول هائي كه محتوا اجزاشان دريك تشابه يكسان به عنوان بخارمعلوم، نتيجه ي يك آزئوتروپ مي باشند. بنابراين تبخيرنمي تواند خلوص را تغييردهد،و تقطيرنمي تواند روي جدايي مؤثرباشد. براي مثال ، اتيل الكل و آب يك آزئوتروپ 95% در2/78 درجه سانتي گراد تشكيل مي دهند.
اگرآزئوتروپ كه براي استفاده كردن مطرح شده خالصيش كافي نيست دراينجا با برخي ازشيوه هاي موجود آزئوتروپ را شكسته به يك عرق خالص نسبت مي دهند. اين دستگاه ازلحاظ روشش معروف به تقطيرآزئوتروپيك است. برخي روش ها به واسطه ترقي به ساخت آزئوتروپ هاي ديگردست يافتند. ( به وسيله تركيب كردن و افزودن اجزاء يا به وسيله تغييرات فشارمي توان يك آزئوتروپ جديد ايجاد كرد ). نوعي ديگركارها را به طورشيميائي يا به طورفيزيكي برطرف مي كند يا ناخالصي ها را جدا مي كند. برای مثال درتصفيه اتانول بيش از95% ، يك عامل خشك كن يا بدون آب اينطورمي تواند درنتيجه اضافه كردن كربنات پتاسيم آب قابل حل را به آب غيرقابل حل
ازتبلورتبديل كند. مولكول هاي غربال شده خيلي اوقات براي اين هدف خوب به كارمي رود.
هم چنين مايعات مخلوط نشدني مثل آب و تولوئن به آساني به شكل آزئوتروپ درمي آيند. به طورعادي اين آزئوتروپ ها هستند كه به طرف يك درجه جوش پائين ترازآزئوتروپ مي روند زيرا نقاط جوش آزئوتروپ نسبت به نقاط جوش هريك ازاجزاء خالص آن پائين تراست . دما وتركيباتي ازآزئوتروپ به واسطه فشاربخاربدون استفاده ازقانون رالت ازاجزاء خالصش به آساني پيش بيني مي
شوند.آزئوتروپ ها به آساني دريك تقطيرشكسته مي شوند و به وسيله يك سپراتورمايع – مايع درست مي شوند ( يك تفنگ ) درتفكيك دولايه مايع بالائي كه فشرده هستند فقط يكي از دولايه مايع به طرف درست كردن تقطيربرمي گردد. آزئوتروپ هائي با دماي بالا بصورت مخلوط اسيد هيدروكلريك 20% درآب مي باشند.درنتيجه مفهوم كلمه اين است كه نقطه جوش آزئوتروپ ها بيشترازنقطه جوش هريك ازاجزاء خالصش است. درتقطيرشكستن آزئوتروپيك ها و عبوردادن باندهاي تقطيرمشكلات را كم مي كند كه براي افزايش بحث به عنوان يك راهنماي روشن درتقطيرلازم است.
شكستن آزئوتروپ با به كارگيري فشارهاي يك طرفه :
تقطيردرخلأمي تواند مخلوط هاي آزئوتروپيك راشكسته واستفاده كند.تغييرات دمائي به وسيله نيرو بخاروقتي كه تقطيريك آزئوتروپ ازسرما به نقاط جوش محلول به طورمداوم نمي تواند يك قسمت ثابت ازمحصول را توليد كند.
تفكيك كردن دو نقطه جوشي كه دردستگاه تقطيرباقي ماندن،آنها فقط مشتركند؛ اينها مي توانند فكركنند كه نيازدارند به انرژي قوي براي آزاد كردن يك بخارويژه. به وسيله يك آزئوتروپ تحت خلأ نمايش دهند،ممكن است نقطه جوش به واسطه رفتارهائي كه دربين اجزاءخالص فشارداردمتفاوت باشد.دونقطه جوش غيرمشترك و باندهاي آزئوتروپيك ناپديد مي شوند وقتي كه تمايل به بزرگ شدن كافي است.
اين روش ها بدون اشكال نيست . دريك مثال ، نمايش دادن يك محلول ازآب واتانول به اتانول اجازه مي دهد كه در70 تورخلأ به طوركامل تقطيرشود. اگرچه، بخاراتانول به يك كندانسورخنك كننده عمده درسطح گداختن نيازدارد، بروداز 3/78 درجه سانتي گراد درفشاراتمسفربه 5/24 درجه سانتي گراد در
70تور. كوتاهي چنين نتايجي را درتبخيرهاي زودگذردرميان كندانسوروداخل منبع خلأ فراهم مي آورد.
همچنين كندانسورها مي توانند روي توليد تأثيربگذارند. چنانچه دماي گداختن به طرف حداقل سقوط كند كندانس كردن تجهيزات سرد مي تواند گرما را درميان سطوح گداختن كم كند كه به وسيله سرعت آن مي توانيم گرما را ازبخاراستخراج كنيم.
مذاكرات، افزايش فشار يك تقطيرمي تواند نتيجه ي شكستن يك آزئوتروپ باشد اما آوردن آن ممكن است بوسيله تجزيه ي حرارت ، براي عضوي ازتركيبات خاص باشد.
حركت فشاردرتقطير
دراين روش تقطيربراي مخلوط هاي جداگانه آزئوتروپيك و قوانين مشابه به تقطيردرخلأ استفاده مي شود كه اين نوعي دست كاري درنقطه جوش به وسيله تغييرميزان فشاراتمسفري براي يافتن راه حلي مناسب به كارمي رود. اگرراه حل آن است بايد آن را درتقطيرخلأ خالص آزئوتروپيك انجام داد و انتخاب نمود .
به عنوان مثال، داشتن چنين نقطه مايع شدن پائيني درفشارنيازبه شكستن آزئوتروپيك دارد كه اين تغييرات قادربه فراهم و تهيه براي آن نمي باشد و اين حالت منجربه جاري شدن محصولات ( مايعات ) ازدستگاه تقطيربه منبع خلأ مي شود. دراينجا، جداي ازتغييرو دستكاري فقط يك نقطه جوش ، يك ويا تعداد بيشتري نقطه جوش ، يكي پس ازديگري تغييرمي كند كه اين تغييرات نقطه جوش همراه با تغييراتي درتعداد ازنقاط فشارمي باشدكه براي مشخص كردن تعداد اجزاء درراه حل سوخت كه شامل محتوا مي باشد استفاده مي شود واين مي تواند براي خالص سازي بسيارمفيد باشد به اين جهت كه آن نيازبه تجهيزات گرمائي بي نهايت كمي احتياج دارد.
به سادگي مي توان به جاي حركت فشارتقطيردريك راستا به منظورشكستن آزئوتروپيك دريك مرحله،مي توان شكستن را در2 يا چندين مرحله با حركت فشار درروزاست . براي خلق و ايجاد يك گروه عمل كننده دراطراف نقطه اصلي يك حرارت قابل دسترس انجام مي شود و شايد بتوان اين كاربه وسيله حركت تغييراز يك فشارمنفي اتمسفريك و به يك فشارمثبت انجام داد.
دراصل،حركت فشاردرتقطيرتلاشي است درجهت كاهش نامتعادلترين شرايط به وسيله توزيع و پراكنده كردن تغييرباردرتوليد تجهيزات درمحيط تقطير مي باشد.
اگرتمايل براي سوخت ادامه داشته باشد و يافشارتقطيرمورد نيازباشد آن به اندازه كافي خطرناك است وبايد به متخصصين طراح هشدارداده شود وممكن است هرمرحله نيازبه ستون فيزيكي جداگانه اي داشته باشد. اگرفقط يك دسته مورد نيازباشد تنها يك ستون مشابه و يكسان مي تواند تحت تمامي فشارمورد نيازايفاي نقش كند ( انجام دهد ) و اين ستون تنها ممكن كافي باشد؛ با پخش كردن vapour دربالون ، پس ازاولين تقطيربالون خالي مي شود و اولين تقطير به نقطه ابتدا و شروع برگردانده مي شود وتقطيرتحت شرايط دومين فشارو... دوباره به حركت درمي آيد.
انتخاب اجزاء تقطيربستگي به انرژي مورد نيازبراي بخاركردن ويا تبخيرآن ازمرحله سوخت دارد. حركت فشاردرتقطيردرطول مرحله خالص سازي ازاستات اتيل پس ازتركيب با اتانول استفاده مي شود.
تقطيرصنعتي
مقياس بالائي ازتقطيرصنعتي هم درمقاديرگروهي و زياد وناچيزوكم درخلأ آزئوتروپيك درعصاره وشيره گرفتن و تقطيربخاركاربرد دارد. بيشترين مورد استفاده تقطيرصنعتي مداوم ، تقطيربا ثبات درمقياس كم درپالايش نفت خام، طرح هاي پتروشيميائي و طرح هاي روند گازطبيعي استفاده مي شود.
تقطيرصنعتي ( 15) ( 16 ) يكي ازمعمول ترين و رايج ترين تقطيرها مي باشد كه درستون هائي استوانه اي بزرگ و عمود، انجام مي شود كه به عنوان برج تقطيرويا ستون تقطيربا قطري درحدود 65 سانتي متردر16متروارتفاع درحدود6 مترتا 90متريا بيشترشناخته شده است.
زماني كه روند سوخت گيري،تركيبات متفاوت و ناهمگون و گوناگوني داشته باشد مي تواند همانند تقطيرنفت خام ، خروج مايع ازفاصله ستون كه منجربه عقب نشيني متفاوت و توليد محصول با نقاط جوش و يا درجات جوش متفاوت مي شود. سبك ترين محصول ( آنهائي كه كمترين نقطه جوش را دارند ) ازبالاي ستون خارج مي شود و محصولات سنگين ( آنهائي كه بالاترين نقطه جوش را دارند ) از انتهاي ستون خارج مي شود و معمولاً تحتاني و زيرين ناميده مي شود.
