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증류는 끓는점의 차이에 따라 두 개 이상의 액체를 분리하는 과정입니다. 그러나 액체의 끓는점이 매우 유사 할 때, 정상 증류에 의한 분리는 비효율적이거나 불가능합니다. 분별 증류는 유사한 비등점을 가진 액체를 분리 할 수있는 변형 된 증류 공정입니다.
비등점
액체의 끓는점은 증기로 변하는 온도입니다. 액체는 다른 액체와 혼합 되어도 특성 비등점을 유지합니다. 이것은 증류의 기본 원리를 나타냅니다. 즉, 비등점이 가장 낮은 액체를 증기로 변환 한 다음 액체를 별도의 용기로 옮긴 후 액체 상태로 다시 전환하면 액체를 분리 할 수 있습니다.
증류
증류 과정에서, 액체 혼합물을 비등 플라스크에 넣고,이를 응축기 라 불리는 냉각 칼럼에 연결하고, 반대쪽 끝을 수용 플라스크에 연결한다. 응축기는 수평으로 약간 아래로 기울어 져있어 응축기에 도달하고 다시 액체로 전환되는 증기가 수용 플라스크에 수집 될 수 있습니다. Wake Forest College의 화학 부서는 설정 다이어그램을 제공합니다. 증류가 완료되면, 가장 낮은 비등 액이 수용 플라스크에서 끝나고 ( "증류 액"으로 불림) 더 높은 비등 액이 비등 플라스크에 남는다.
분수 증류
분별 증류 설비는 비등 플라스크의 상부에 수직으로 위치하며 응축기가 연결된 추가 컬럼을 포함한다. 그 목적은 증기가 응축기에 도달하기 위해 이동해야하는 거리를 늘리는 것입니다. 칼럼은 전형적으로 증기가 응축기로 이송 될 때 증기가 접촉해야하는 표면적을 증가시키기 위해 유리 비드 또는 세라믹 조각으로 채워진다.
정상 증류 동안, 상당량의 고비 점 액체도 기화되어 수집 플라스크로 이송되어, 본질적으로 증류 된 생성물의 불순물이된다. 이는 분리되는 액체가 유사한 비점을 가질 때 특히 문제가됩니다. 비등점이 높은 액체가 길을 따라 접촉할수록 표면적이 클수록 액체로 다시 응축되어 비등 플라스크로 되돌아 올 가능성이 높아진다. 분별 증류는이 증가 된 표면적을 사용하여 증류 효율을 향상시킵니다.
용도
분별 증류의 두 가지 주요 응용 분야는 원유 정제 및 증류주 (알코올 음료)입니다.
원유에는 수많은 다른 화학 물질이 포함되어 있으며, 그 중 많은 것이 유사한 비등점을 가지고 있습니다. 정제소는 이러한 화학 물질을 비등점으로 다양한 제품으로 분리합니다. 저비 등 분획은 석유 가스 또는 가솔린이되고, 중간 비등 분은 연료 유, 디젤 연료 또는 등유가되고, 최고 비등점은 파라핀 왁스 또는 아스팔트가된다.
효모가 더 높은 알코올 농도에서 생존 할 수 없기 때문에 알코올 함량이 13 %에 도달하면 알코올로의 당 발효가 중단됩니다. 알코올 (섭씨 78.5도)과 물 (섭씨 100도)의 비등점은 증류소에서 분수 증류를 사용하여 알코올을 약 50 % (이후 "스피릿"이라고 함)로 농축해야 할 정도로 유사합니다.
재미있는 사실
정유 공장의 증류 공정은 정유 100 배럴당 2 배럴의 에너지를 소비합니다.