Système de distillation à court trajet

Système de distillation à court trajetest une sorte d'équipement de séparation de mélange liquide, qui peut séparer différents composants du mélange en contrôlant la température et la pression. En termes simples, il s'agit de diviser le liquide mélangé en différentes parties.

Son principe s'apparente à la sublimation et à la condensation de la vapeur d'eau. Lorsqu'un mélange liquide est chauffé, certains de ses composants seront convertis en gaz pour former de la vapeur ; Ensuite, ces vapeurs pénètrent dans la partie refroidissement par un chemin approprié et redeviennent liquides. Grâce à cette circulation, différentes parties des composants liquides sont séparées.

L'unité de distillation à court trajet se compose généralement d'un réchauffeur, d'une colonne de fractionnement et d'un refroidisseur. Le mélange est d'abord chauffé pour évaporer ses composants. Ensuite, la vapeur entre dans la colonne de fractionnement, où elle est refroidie par un refroidisseur pour former un liquide. Différents composants sont séparés à différentes hauteurs dans la colonne en fonction de leurs différences de point d'ébullition et de volatilité. Enfin, nous pouvons collecter des produits liquides de pureté différente.

Du point de vue physique, nous pouvons analysersystème de distillation à court trajetdes aspects de l’équilibre gaz-liquide, de la pression de vapeur et du point d’ébullition.

Bilan gaz-liquide: La machine de distillation à courte distance utilise le principe de l'équilibre gaz-liquide pour la séparation. À une température et une pression données, le liquide et le gaz atteindront un état d'équilibre dynamique, c'est-à-dire que les molécules du liquide s'évaporeront à une certaine vitesse pour former du gaz, et le gaz se condensera en liquide au même rythme. Cet équilibre peut assurer la séparation des différents composants du mélange.

La pression de vapeur: La pression de vapeur d'un liquide fait référence à la pression à laquelle les molécules à la surface du liquide s'évaporent pour former du gaz à une certaine température. Différents composants ont des pressions de vapeur différentes, et la pression de vapeur est positivement corrélée à la température. Les composants les plus volatils ont une pression de vapeur plus élevée, tandis que les composants les moins volatils ont une pression de vapeur plus faible.

Point d'ébullition: Le point d'ébullition fait référence à la température à laquelle un liquide devient un gaz à une pression donnée. Pour les substances pures, le point d’ébullition est fixe, mais pour les mélanges, le point d’ébullition changera en raison de l’existence de différents composants. En ajustant la température et la pression, la colonne de distillation à court trajet fait atteindre à certains composants du mélange liquide leurs points d'ébullition correspondants, réalisant ainsi la séparation.

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Dans lesystème de distillation à court trajet, le point d'ébullition joue un rôle clé dans la séparation du mélange.

Eau (H2O): Le point d'ébullition standard de l'eau est de 100 degrés Celsius (la pression atmosphérique est de 1 atmosphère), mais le point d'ébullition de l'eau peut être réduit en réduisant la pression dans le système de distillation à courte distance. Par exemple, dans la distillation sous vide, l'eau peut être évaporée à une température plus basse en réduisant la pression de fonctionnement, réalisant ainsi la séparation du solvant et du soluté.

Alcools: Différents types d'alcools (composés à base d'alcool) ont des points d'ébullition différents. Par exemple, le point d’ébullition de l’éthanol (alcool) est de 78 degrés Celsius et celui du butanol est de 117 degrés Celsius. Les alcools sont souvent utilisés comme solvants dans la distillation à court trajet, notamment dans les industries pharmaceutiques et chimiques.

Hydrocarbures: Les hydrocarbures avec différentes longueurs de chaîne carbonée ont des points d'ébullition différents. Par exemple, le point d'ébullition du méthane (hydrocarbure saturé à un carbone) est de -161 degrés Celsius, et le point d'ébullition du n-butane (hydrocarbure saturé à quatre carbones) est de 77 degrés Celsius. Les hydrocarbures sont souvent utilisés comme carburants, solvants et matières premières dans la distillation à court trajet.

Cétones: Les cétones sont des composés contenant des groupes fonctionnels carbonyle (C=O). Le point d'ébullition des cétones dépend de leur structure moléculaire et de leur liaison. Par exemple, le point d’ébullition de l’acétone (diméthylcétone) est de 56 degrés Celsius et celui de l’hexanone (hexanone) est de 152 degrés Celsius. Les cétones sont couramment utilisées dans la synthèse organique et l’extraction par solvant dans la distillation à court trajet.

Système de distillation à court trajetpeut être utilisé pour produire du gaz naturel liquéfié (GNL).

1. Compression: Une fois le gaz naturel extrait d'un puits de gaz, il doit être comprimé à haute pression pour un traitement ultérieur. Cette étape se fait souvent à l'aide d'un compresseur.

2. Raffinage: Au cours de l'étape de raffinage, le gaz naturel comprimé passe de l'état haute pression à l'état basse température/basse pression par un système de distillation à courte distance. Voici les étapes spécifiques :

• Échange de chaleur : le gaz naturel pénètre dans les refroidisseurs, les échangeurs de chaleur et d'autres dispositifs d'échange de chaleur avec le fluide de refroidissement et se refroidit progressivement.
• Élimination des impuretés : pendant le processus de refroidissement, le système de distillation à court trajet peut être utilisé pour éliminer les impuretés du gaz naturel, telles que le dioxyde de carbone, le sulfure et l'humidité. Ces impuretés vont interférer avec le processus de liquéfaction et peuvent endommager l'équipement.
• Séparation : Ensuite, le gaz brut est séparé en différents composants à l’aide d’un système de distillation à court trajet. Cela implique généralement un processus continu d’évaporation flash dans lequel les hydrocarbures de haut poids moléculaire (tels que le naphta) sont séparés du gaz naturel en réduisant progressivement la pression.
• Condensation : Une fois l’étape de séparation terminée, le gaz restant sera encore refroidi pour le transformer en état liquide. Celui-ci doit généralement être refroidi à près de moins 162 degrés Celsius pour que le composant principal du gaz naturel (méthane) devienne liquide.

3. Stockage et transport: Le gaz naturel liquéfié (GNL) peut être stocké dans des conteneurs spéciaux spécialement conçus, tels que des réservoirs de stockage de GNL. Le GNL peut ensuite être transporté sur une longue distance par bateau, pipeline ou camion, et acheminé là où il est nécessaire.

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