Colonna di distillazione a piatti
Come funziona una colonna di distillazione a piatti?
Nell'industria del petrolio, operazioni di distillazione in ciclo continuo vengono realizzate con particolari colonne di distillazione dette a piatti.
Il principio di funzionamento di tali colonne può essere riassunto nel seguente modo.
La miscela liquida da distillare costituita dai componenti A e B (si supponga il componente A più volatile del componente B), viene riscaldata in un forno esterno alla colonna e poi immessa allo stato di vapore o anche in parte liquida.
Il vapore ascende lungo la colonna e la sua temperatura diminuisce man mano che procede verso l'alto, fino a raggiungere un valore di poco superiore alla temperatura di condensazione del componente più volatile (sia ad esempio A) all'altezza dell'ultimo piatto.
Procedendo verso l'alto parte del vapore condensa raccogliendosi nei piatti; quando in un piatto il livello del liquido raggiunge l'altezza dello sfioratore, il liquido cade nel piatto sottostante, e così via.
Quindi, durante il funzionamento della colonna di distillazione, la corrente ascendente procede verso l'alto e diventa sempre più ricca nel composto più volatile (A) in quanto il componente meno volatile condensa nei piatti.
La corrente di liquido che va verso il basso, attraverso i successivi sfioratori e piatti, diventa invece sempre più ricca nel composto meno volatile (B).
Sul fondo della colonna di distillazione è presente un ribollitore che produce nuovo vapore che si immette nuovamente nel ciclo di distillazione.
In tal modo si ha che:
- dalla testa della colonna distilla A quasi puro;
- dal fondo della colonna si raccoglie il residuo costituito da B quasi puro.
Si intuisce che tanto più sono tra loro simili i valori delle temperature di ebollizione dei due componenti A e B, tanto maggiore dovrà essere il numero dei piatti e la durata dell'operazione.
Colonne di distillazione più complesse consentono di separare su scala industriale e a funzionamento continuo miscele di due liquidi le cui temperature di ebollizione differiscono di soli 2 °C.
Altri tipi di colonne più complesse permettono invece la separazione di miscele costituite da due o più componenti, prelevando le varie frazioni di distillato ad altezze diverse dalla colonna, opportunamente scelte.
Colonne di distillazione e industria del petrolio
Per l'industria del petrolio vengono costruite colonne di distillazione a piatti alte anche 60 metri e di diametro superiore ai 12 metri.
Dalla sommità della colonna di distillazione di un impianto di raffineria escono i componenti a minor temperatura di ebollizione, come i gas combustibili e le benzine leggere; dal fondo della colonna di distillazione escono invece i componenti con punto di ebollizione più elevato (residui), come il gasolio e l'olio pesante.
Nella colonna di distillazione è possibile separare i componenti del petrolio.
Frazioni intermedie (benzine pesanti; cherosene; gasolio) vengono invece prelevate dai piatti alle opportune altezze della colonna.
Una definizione comune delle frazioni è la seguente:
Studia con noi