Destilação fracionada
Destilação fracionada é o processo de separação onde se utiliza uma
coluna de fracionamento na qual é possível realizar a separação de diferentes
componentes que apresentam diferentes pontos de ebulição, presentes em
uma mistura.
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Definição
Torre de destilação
A destilação fracionada, serve para realizar a separação em uma
mistura de produtos, utilizando a propriedade física ponto de ebulição. Ela é
um processo de aquecimento, separação e esfriamento dos produtos e é
empregada quando a diferença entre os pontos de ebulição dos líquidos da
mistura é menor. Um aparelho mais sofisticado e um pouco mais de tempo são
necessários.
No aparelho de destilação fracionada existe uma coluna de
fracionamento que cria várias regiões de equilíbrio líquido-vapor, enriquecendo
a fração do componente mais volátil da mistura na fase de vapor
Neste método de destilação, usa-se um balão de destilação (alambique,
ou refervedor, dependendo da escala de produção), uma coluna de Vigreux
(coluna de destilação, quando em indústria), um condensador e um receptor. A
mistura a ser purificada é colocada no balão de destilação, que é aquecido.
Surge então um vapor quente. Ele sobe pela coluna, mas vai se
resfriando ao longo dela e acaba por condensar-se. Com a condensação,
forma-se um líquido, que escorre para baixo pela coluna, em direção à fonte de
calor. Vapores sobem continuamente pela coluna e acabam por encontrar-se
com o líquido. Parte desse líquido rouba o calor do vapor ascendente e torna a
vaporizar-se. A uma certa altura um pouco acima da condensação anterior, o
vapor torna a condensar-se e escorrer para baixo. Este ciclo de vaporização
e condensação ocorre repetidas vezes ao longo de todo o comprimento da
coluna.
Os vários obstáculos instalados na coluna forçam o contato entre o
vapor quente ascendente e o líquido condensado descendente. A intenção
desses obstáculos é promover várias etapas de vaporização e condensação
da matéria. Isto nada mais é do que uma simulação de sucessivas destilações
flash. Quanto maior a quantidade de estágios de vaporização-condensação e
quanto maior a área de contato entre o líquido e o vapor no interior da coluna,
mais completa é a separação e mais purificada é a matéria final.
A atenção à temperatura é importante. A cada salto de temperatura no
termômetro, devem-se recolher os destilados correspondentes.
Ela é muito comum em refinarias de petróleo, para extrair diversos
tipos de compostos, como o asfalto, gasolina, gás de cozinha entre outros.
Nestas separações são empregadas colunas de aço de grande
diâmetro, compostas de pratos ou de seçoes recheadas. Os internos, sejam
pratos, chicanas ou recheios, tem como função colocar as fases vapor e líquido
em contato, de modo a que ocorra a transferência de massa entre elas. Ao
longo da coluna, a fase vapor vai se enriquecendo com os compostos mais
voláteis, enquanto a fase líquida se concentra com os compostos mais pesados
de maior ponto de ebulição.
Destilação Industrial
Típicas colunas de destilação fracionada industrial
Destilação é a mais comum tecnologia de separação usada no refino do
petróleo, petroquímica, plantas químicas e processamento do gás natural ..[1][2]
Na maioria dos casos processo continuo. Novas matérias-primas estão
sempre sendo alimentadas na coluna de destilação e produtos estão sempre
sendo removidos. A menos que o processo seja perturbado devido a mudanças
nas matérias primas, calor, temperatura ambiente, ou condensação, a
quantidade de matéria prima a ser adicionada e o volume de produto a ser
retirado são normalmente iguais.
A destilação industrial é tipicamente realizada em grandes colunas
cilíndricas verticais conhecidas "torres de destilação ou fracionamento" ou
"colunas de destilação" com o diâmetro variando entre 65 cm a até 6 metros e
altura variando de 6 a 60 metros ou mais. As torres de destilação tem
escoadouros de líquidos a intervalos na coluna, os quais permitem a retirada
de diferentes frações ou produtos que possuem diferentes ponto de ebulição.
Os produtos mais leves (aqueles com pontos de ebulição mais baixo)
saem do topo da coluna e os produtos mais pesados (aqueles como o ponto de
ebulição mais alto) saem da parte inferior da coluna.
Por exemplo, a destilação fracionada usada nas refinarias de petroleo
para separar o óleo cru em diferentes substâncias (ou frações) uteis tendo
diferentes hidrocarbonetos de diferentes pontos de ebulição. As frações de
óleo cru com maior ponto de ebulição:
 tem mais átomos de carbono
 tem maior peso molecular
 são mais escuros
 são mais viscosos
 são mais difíceis de se iniciar a combustão
Diagrama de uma típica torre de destilação industrial
Torres industriais de larga escala usam o refluxo para atingir uma
separação mais completa dos produtos. O refluxo refere-se a porção do liquido
condensado de uma torre de fracionamento que é retorna para parte superior
da torre como mostrado no diagrama esquemático típico de uma torre de
destilação industrial de larga escala. Em dentro da torre, o liquido do refluxo
descendo prove um resfriamento necessário para condensar o vapor que
sobe, desta forma aumentando a eficiência da torre de destilação.
A destilação fracionada é também usada na separação do ar,
produzindo oxigênio líquido, nitrogênio líquido. E argônio de alta pureza. A
destilação de clorosilano também possibilita a produção de silício de alta
pureza usada como um semicondutor.
Em usos industriais, algumas vezes um material de embalagem é usado
na coluna no lugar das bandejas, especialmente quando a bolhas de baixa
pressão ao longo da coluna são necessárias, como quando a operação se da
sob o vácuo.