การกลั่นลำดับส่วน (Fractional distillation)


การกลั่นลำดับส่วน (Fractional distillation)  เป็นการแยกสารผสมออกจากกันให้อยู่ในรูปขององค์ประกอบย่อยแต่ละตัว (fractions) เช่น การแยกสารประกอบทางเคมี โดยใช้ความแตกต่างของจุดเดือด (boiling point) ด้วยการให้ความร้อนกับสารประกอบนั้น ซึ่งสารประกอบแต่ละตัวจะถูกแยกออกมาที่ความดันไอแตกต่างกัน การกลั่นลำดับส่วนนี้จัดเป็นการกลั่นชนิดพิเศษ โดยทั่วไปส่วนประกอบของสารเคมีที่จะนำมากลั่นจะมีจุดเดือดต่างกันไม่มากนักประมาณ 25 องศาเซลเซียส หากจุดเดือดของสารผสมที่จะนำมากลั่นมากกว่า 25 องศาเซลเซียสก็สามารถกลั่นได้โดยใช้วิธีการกลั่นแบบธรรมดา (simple distillation)

                อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลองการกลั่นลำดับส่วน จะคล้ายกับอุปกรณ์ที่ใช้ในการกลั่นแบบธรรมดา แต่จะมีอุปกรณ์พิเศษเพิ่มเข้ามาคือส่วนหัวกลั่น (distilling head) จะใช้คอลัมน์แฟรกชั่น (fractionating column) ที่ต่อเข้ากับขวดก้นกลม (round bottom flask) เทอร์โมมิเตอร์(thermometer) และตัวควบแน่น (condensor) ดังภาพประกอบ

fractional_distillation

โดยส่วนใหญ่แล้วการกลั่นลำดับส่วนจะประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการกลั่นปิโตรเลียม (petroleum refineries) ปิโตรเคมี (petrochemical) อุตสาหกรรมเคมีอื่น (chemical plants) และกระบวนการผลิตก๊าซธรรมชาติ (natural gas processing plants)

                ตัวอย่างการกลั่นลำดับส่วนประยุกต์ใช้กับการกลั่นสารผสมระหว่างน้ำกับเอทานอล(ethanol) ซึ่งน้ำมีจุดเดือด 100 องศาเซลเซียส ในขณะที่เอธานอลมีจุดเดือดอยู่ที่ 78.4 องศาเซลเซียส ความแตกต่างของจุดเดือดสารผสมนี้น้อยกว่า 25 องศาเซลเซียส หากเรานำสารผสมนี้ไปกลั่นแบบธรรมดาและกลั่นเพียงครั้งเดียวจะได้เอธานอลที่มีน้ำเจือปนอยู่ในปริมาณมาก ต้องทำการกลั่นแบบธรรมดานี้หลายๆ ครั้ง จึงจะได้เอธานอลที่มีความเข้มข้นเพิ่มมากขึ้น (น้ำผสมน้อยลง)  แม้กระนั้นก็ตามหากใช้การกลั่นลำดับส่วนกลั่นของผสมนี้ก็ไม่สามารถกลั่นแยกเอธานอลได้ 100 เปอร์เซ็นต์  เนื่องจากที่ความดันไอของส่วนผสมที่จุดหนึ่งเกิด azeotropes คือกลั่นแล้วได้ส่วนประกอบเหมือนเดิมจึงเป็นข้อจำกัดในการกลั่นสารผสมบางชนิด ไม่สามารถทำให้มีความเข้มข้นได้มากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ โดยการกลั่นนี้กลั่นเอธานอลให้มีความเข้มข้นสูงสุดได้ประมาณ 96 เปอร์เซ็นต์ ยังมีน้ำผสมอยู่ 4 เปอร์เซ็นต์ ต้องใช้กระบวนการแยกอื่นๆ เข้ามาช่วย เช่น ใช้สารกรองโมเลกุล (molecular seive) มากำจัดน้ำที่เหลืออยู่ในเอธานอล เป็นต้น

Popularity: 56% [?]

Leave a Reply

You must be logged in to post a comment.

Search
Glassware Chemical Products