شرح التقطير بالتجزئة; وأهم تطبيقات التقطير بالتجزئة

شرح التقطير بالتجزئة (Fractional Distillation) يتمثل في كونه عملية تفصيل الخليط المكون من مواد متباينة؛ للحصول على مكوناته الفردية بمستويات تركيز مُحددة، يتم بيع العملية على تفاصيل درجة الغليان، وذراع التحكم بالحرارة، وعبر موقع فكرة نشرح لكم عملية التقطير بشكل أكثر تفصيلًا.

شرح التقطير بالتجزئة

• في هذه العملية يتم تسخين الخليط المتباين في أسطوانة التقطير إلى درجة حرارة معينة.
• ثم تبخير المكونات الأكثر خفيفة في أسفل الأسطوانة.
• تصعد البخارات إلى الأعلى حيث يتم تكثيفها عن طريق تبريد جزء من الأعلى من الأسطوانة يسمى المكثف.
• تتحرك المكونات الأبخرة الأكثر خفيفة بسهولة في أعلى الأسطوانة.
• يتم تبريدها وتحويلها مرة أخرى إلى السائل.
• بينما تُحرك المكونات الأكثر ثقلًا في الأسفل وحرارتها تبقى أقل من درجة حرارة البخار.
• يتكرر ذلك حتى تتم عملية فصل جميع المكونات المختلفة في الخليط.
• يتم تقليل الضغط فوق الخليط بشكل تدريجي، وهو ما يسمى تخفيض الضغط الجوي؛ لمنع تحلل المواد الحساسة للحرارة عند مستويات الحرارة العالية، وكذلك لزيادة كفاءة العملية.

خطوات التقطير بالتجزئة

1. وضع خليط سائل على النار ورفع درجة الحرارة عليه، على أن يكون محتواه مادتين رئيستين مثل (الماء والإيثانول)
2. تبدأ نقاط المحلول في التبخر بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المناسبة للغليان.
3. تُجدر الإشارة إلى كون الإيثانول يبدأ في الغليان الأول عند درجة حرارة قد تصل إلى 78 درجة مئوية.
4. تبدأ الماء في الغليان عند درجة حرارة قد تصل إلى 100 درجة مئوية.
5. يبدأ البخار يتصاعد وهو يحتوي على عدد كبير من جزيئات المواد الأخرى التي لم تتبخر بعد، وكلما ارتفع البخار في العمود كلما ازداد نقاء، بحيث تتساقط الجزيئات الثقيلة ومن ثم تعود إلى السائل.
6. تبدأ الجزيئات الأثقل في السائل تتكاثف ثم تتحول إلى قطرات ثم يرتفع البخار في عمود التقطير، حتى يتساقط مرة أخرى في السائل ثم يبدأ يختلط مع الجزيئات.
7. عمود التقطير يحتوي على مجموعة مُختلفة من المراحل، والمرحلة تعتبر منطقة بها مجموعة من الجزيئات لكل مادة، وجاء ذلك التصميم بهدف تحقيق أفضل نسبة فصل من خلال إيجاد الحد الأدنى لعدد المراحل المطلوبة.
8. يتم جمع البخار عندما يصل إلى قمة عمود التقطير في مكثف صناعي، بهدف تبريده مرة أخرى وتحويله إلى سائل، ويتم نقله من خلال الأنابيب إلى الخزان.
9. تستمر حركة المواد المتبقية في العمود خلال عملية التقطير حتى تصل إلى النقاء المطلوب.

تطبيقات التقطير بالتجزئة

• يستخدم التقطير في فصل الأسيتون عن الماء.
• من العمليات المفيدة في تحلية ماء البحر.
• يستخدم في العديد من الصناعات المُختلفة من بينها المصانع الكيميائية ومصافي النفط، وذلك تنقية وفصل العديد من المركبات العضوية.
• يُستخدم التقطير الجزئي لفصل الهواء المُسال بهدف الحصول على المكونات الأساسية.
• يستخدم لإنتاج السيليكون على هيئة عالية من النقاء، وذلك لأنه يستخدم في أشباه الموصلات.

 تستخدم التقطير بالتجزئة على نطاق واسع في مجال صناعة البترول لفصل مكونات النفط الخام المختلفة، وفي صناعة الكيماويات وصناعة الأدوية لتصنيع المنتجات بمستويات عالية من النقاء.