La distillation est le processus qui consiste à séparer deux liquides ou plus en fonction des différences dans leurs points d'ébullition. Cependant, lorsque les points d'ébullition des liquides sont très similaires, la séparation par distillation normale devient inefficace ou impossible. La distillation fractionnée est un procédé de distillation modifié qui permet la séparation de liquides ayant des points d'ébullition similaires.

Points d'ébullition

Le point d'ébullition d'un liquide est la température à laquelle il se transforme en vapeur. Les liquides conservent leur point d'ébullition caractéristique même lorsqu'ils sont mélangés avec d'autres liquides. Ceci représente le principe sous-jacent de la distillation --- que les liquides peuvent être séparés en convertissant le liquide ayant le point d'ébullition le plus bas en vapeur, puis en convertissant cette vapeur à l'état liquide après son transfert dans un récipient séparé. > Distillation

Dans le processus de distillation, le mélange liquide est placé dans un ballon d'ébullition, qui est relié à une colonne de refroidissement appelée condenseur, dont l'extrémité opposée est reliée à un ballon récepteur. Le condenseur est horizontal avec une légère pente descendante, de sorte que la vapeur qui atteint le condenseur et qui est reconvertie en liquide peut être recueillie dans le flacon de réception. Le département de chimie de Wake Forest College fournit un diagramme de la configuration. A la fin de la distillation, le liquide le plus bas bouille dans le ballon de réception (appelé "distillat") et le liquide à plus haut point d'ébullition reste dans le ballon d'ébullition.

Distillation fractionnée

Une installation de distillation fractionnée comprend une colonne supplémentaire qui se trouve verticalement au-dessus du ballon d'ébullition et à laquelle le condenseur est connecté. Son but est d'augmenter la distance que la vapeur doit parcourir pour atteindre le condenseur. Les colonnes sont généralement remplies de billes de verre ou de pièces de céramique pour augmenter la surface de contact de la vapeur avec le condenseur.

Pendant la distillation normale, une quantité importante de liquide à point d'ébullition élevé également se vaporiser et transporter dans le ballon de collecte, devenant essentiellement une impureté dans le produit distillé. Ceci est particulièrement problématique lorsque les liquides séparés ont des points d'ébullition similaires. Plus le liquide à point d'ébullition élevé est en contact avec la surface, plus il est susceptible de se condenser en un liquide et de retourner dans le ballon d'ébullition. La distillation fractionnée utilise cette surface accrue pour améliorer l'efficacité de la distillation.

Usages

Les deux principales applications de la distillation fractionnée sont le raffinage du pétrole brut et la fabrication de spiritueux (boissons alcoolisées) .

Le pétrole brut contient de nombreux produits chimiques différents, dont beaucoup ont des points d'ébullition similaires. Les raffineries séparent ces produits chimiques par point d'ébullition dans divers produits. Les fractions à plus bas point d'ébullition deviennent du gaz de pétrole ou de l'essence, les fractions à point d'ébullition intermédiaire deviennent du mazout, du gazole ou du kérosène et les fractions à plus haut point d'ébullition deviennent de la paraffine ou de l'asphalte. s'arrête lorsque la teneur en alcool approche 13 pour cent parce que la levure ne peut pas survivre à des concentrations d'alcool plus élevées. Les points d'ébullition de l'alcool (78,5 degrés Celsius) et de l'eau (100 degrés Celsius) sont assez semblables pour que les distilleries utilisent une distillation fractionnée pour concentrer l'alcool à environ 50% (appelé alors «spiritueux»).

Fun Fact

Le processus de distillation dans une raffinerie de pétrole consomme 2 barils de pétrole en énergie pour 100 barils d'huile raffinée.