เนื้อหา
การกลั่นเป็นกระบวนการแยกของเหลวสองชนิดขึ้นไปตามความแตกต่างของจุดเดือด อย่างไรก็ตามเมื่อจุดเดือดของของเหลวคล้ายกันมากการแยกโดยการกลั่นตามปกติจะไม่ได้ผลหรือเป็นไปไม่ได้ Fractional Distillation เป็นกระบวนการกลั่นแบบดัดแปลงที่ช่วยให้การแยกของเหลวที่มีจุดเดือดใกล้เคียงกัน
คะแนนเดือด
จุดเดือดของของเหลวคืออุณหภูมิที่เปลี่ยนเป็นไอ ของเหลวยังคงมีจุดเดือดอยู่แม้ว่าจะผสมกับของเหลวอื่นก็ตาม นี่แสดงให้เห็นถึงหลักการพื้นฐานของการกลั่น --- ที่ของเหลวสามารถแยกออกจากกันโดยการเปลี่ยนของเหลวด้วยจุดเดือดที่ต่ำที่สุดเป็นไอจากนั้นก็เปลี่ยนไอน้ำนั้นกลับสู่สถานะของเหลวหลังจากย้ายไปยังภาชนะอื่น
การกลั่น
ในกระบวนการกลั่นส่วนผสมของของเหลวจะถูกวางไว้ในกระติกน้ำร้อนเดือดซึ่งเชื่อมต่อกับคอลัมน์ทำความเย็นที่เรียกว่าคอนเดนเซอร์ซึ่งอยู่อีกด้านหนึ่งซึ่งเชื่อมต่อกับขวดรับสาร คอนเดนเซอร์ตั้งอยู่ในแนวนอนโดยมีความลาดเอียงลงเล็กน้อยเพื่อให้ไอที่มาถึงคอนเดนเซอร์และถูกแปลงกลับเป็นของเหลวสามารถเก็บในขวดรับ แผนกเคมีที่ Wake Forest College จัดทำแผนผังการตั้งค่า เมื่อการกลั่นเสร็จสิ้นของเหลวที่เดือดต่ำที่สุดจะสิ้นสุดลงในขวดรับ (และเรียกว่า "กลั่น") และของเหลวเดือดที่สูงขึ้นยังคงอยู่ในขวดเดือด
การกลั่นแบบเศษส่วน
การตั้งค่าการกลั่นแบบแยกส่วนประกอบด้วยคอลัมน์เพิ่มเติมที่อยู่ในแนวตั้งที่ด้านบนของกระติกน้ำร้อนเดือดและการเชื่อมต่อคอนเดนเซอร์ โดยมีวัตถุประสงค์คือเพื่อเพิ่มระยะทางที่ไอน้ำจะต้องเดินทางไปถึงคอนเดนเซอร์ โดยทั่วไปแล้วคอลัมน์จะเต็มไปด้วยลูกปัดแก้วหรือชิ้นส่วนของเซรามิกเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวที่ไอต้องสัมผัสเมื่อมันถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์
ในระหว่างการกลั่นปกติของเหลวที่มีจุดเดือดสูงกว่าจะระเหยกลายเป็นไอและส่งไปยังขวดเก็บสารซึ่งส่วนใหญ่จะกลายเป็นสิ่งเจือปนในผลิตภัณฑ์กลั่น นี่เป็นปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อของเหลวที่ถูกแยกออกมามีจุดเดือดใกล้เคียงกัน ยิ่งบริเวณผิวสัมผัสกับของเหลวที่มีจุดเดือดสูงขึ้นไปมากเท่าไหร่โอกาสที่จะควบแน่นกลับไปเป็นของเหลวก็จะยิ่งมากขึ้นและกลับไปที่ขวดที่ต้ม การแยกเศษส่วนใช้พื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นนี้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการกลั่น
การใช้ประโยชน์
แอปพลิเคชันหลักที่สองของการกลั่นแบบแยกส่วนคือการกลั่นน้ำมันดิบและการผลิตสุรา (เครื่องดื่มแอลกอฮอล์)
น้ำมันดิบมีสารเคมีต่าง ๆ จำนวนมากซึ่งส่วนใหญ่มีจุดเดือดใกล้เคียงกัน โรงกลั่นแยกสารเคมีเหล่านี้ด้วยจุดเดือดเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เศษส่วนเดือดที่ต่ำกว่าจะกลายเป็นก๊าซปิโตรเลียมหรือน้ำมันเบนซินเศษส่วนกลางที่เดือดเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงน้ำมันดีเซลหรือน้ำมันก๊าดและเศษส่วนที่เดือดที่สุดจะกลายเป็นขี้ผึ้งพาราฟินหรือยางมะตอย
การหมักน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์จะหยุดลงเมื่อปริมาณแอลกอฮอล์ใกล้ถึงร้อยละ 13 เนื่องจากยีสต์ไม่สามารถอยู่รอดได้ในระดับความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ที่สูงขึ้น จุดเดือดของแอลกอฮอล์ (78.5 องศาเซลเซียส) และน้ำ (100 องศาเซลเซียส) มีความคล้ายคลึงกันมากพอที่โรงกลั่นจะต้องใช้การกลั่นแบบเศษส่วนเพื่อผสมแอลกอฮอล์ให้มีความเข้มข้นประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ (ซึ่งเรียกว่า "วิญญาณ")
สนุกจริงๆ
กระบวนการกลั่นที่โรงกลั่นน้ำมันใช้น้ำมัน 2 บาร์เรลต่อพลังงานสำหรับน้ำมันกลั่นทุก 100 บาร์เรล