Belangrijk verschil - Azeotroop versus extractieve destillatie
Het belangrijkste verschil tussen azeotrope en extractieve destillatie is dat bij azeotrope destillatie de vorming van een azeotroop nodig is om de componenten van een mengsel te scheiden, terwijl bij extractieve destillatie geen azeotroopvorming plaatsvindt.
Destillatie is het proces van het zuiveren van een vloeistof door een proces van verwarmen en afkoelen. Bij azeotropische destillatie wordt een azeotroop gevormd voorafgaand aan de scheiding van componenten uit een mengsel. Een azeotroop is een mengsel van componenten met een constant kookpunt. In het extractieve destillatieproces is het niet nodig om een azeotroop te vormen. Bij die methode wordt een derde component toegevoegd aan een binair mengsel. Deze derde component kan de vluchtigheid van bestaande componenten beïnvloeden.
Wat is azeotrope distillatie?
Azeotropische destillatie is een scheidingstechniek die wordt gebruikt om de componenten van een mengsel te scheiden door een azeotroop te vormen. Azeotropen zijn mengsels van componenten met een constant kookpunt. Dit type mengsel kan niet door eenvoudige destillatie in componenten worden gescheiden, omdat alle componenten hetzelfde kookpunt hebben. Wanneer een azeotroop mengsel wordt gekookt, is het aandeel componenten in de vloeistof en de dampfase gelijk.
Bij de azeotrope destillatiemethode wordt een nieuwe component (de zogenaamde entrainer) aan het azeotrope mengsel toegevoegd om een nieuwe azeotroop te vormen die kookt bij een lagere temperatuur dan de bestaande azeotroop. Dan heeft het systeem twee niet-mengbare vloeibare fasen met verschillende kookpunten (heterogeen).
Figuur 01: Het systeem om ethanol (E) te scheiden van water (W) met benzeen (B)
Laten we bijvoorbeeld eens kijken naar een mengsel van ethanol en water. Het staat bekend als een binaire azeotroop omdat het mengsel twee mengbare componenten bevat. Als benzeen als meesleepmiddel aan dit mengsel wordt toegevoegd, kan dit de vluchtigheid van andere componenten in het mengsel beïnvloeden. Het mengsel wordt nu tertiaire azeotroop genoemd omdat het mengsel drie componenten bevat. Wanneer dit mengsel wordt gedestilleerd, staat het bekend als azeotropische destillatie.
Wat is extractieve distillatie?
Extractieve destillatie is een scheidingstechniek waarbij een derde component aan een binair mengsel wordt toegevoegd om de twee componenten te scheiden. De derde component verdampt echter niet tijdens het destillatieproces; de derde component zou minder vluchtig moeten zijn. Of anders zou het een hoger kookpunt moeten hebben.
Als het binaire mengsel twee componenten heeft met relatief vergelijkbare kookpunten, dan kunnen deze componenten niet worden gescheiden door eenvoudige destillatie. Dit gebeurt omdat beide componenten worden verdampt bij bijna vergelijkbare temperaturen (slechte resolutie).
Figuur 02: Een systeem dat de extractieve destillatie van A- en B-mengsels toont met E-oplosmiddel
Tijdens het extractieve destillatieproces wordt geen azeotroop gevormd. Het proces omvat een oplosmiddel met een zeer lage vluchtigheid als oplosmiddel van het componentenmengsel. Het staat bekend als het scheidingsoplosmiddel. Tijdens de destillatie zal de component met de hoogste vluchtigheid gemakkelijk als topproduct verdampen. De rest is het oplosmiddel en de andere component (in het binaire mengsel). Aangezien het oplosmiddel geen azeotroop vormt met de tweede component, kan het ook gemakkelijk worden gescheiden met een beschikbare methode.
Extractie van tolueen uit paraffine kan bijvoorbeeld worden gedaan in de extractieve destillatiemethode. Het mengsel van tolueen en iso-octaan heeft bijna vergelijkbare molecuulgewichten. Daarom is de afscheiding van tolueen uit dit mengsel erg moeilijk. Maar wanneer fenol aan dit mengsel wordt toegevoegd, stijgt het kookpunt van iso-octaan. Hierdoor is het gemakkelijk om tolueen uit dit mengsel te scheiden.
Wat is het verschil tussen azeotrope en extractieve distillatie?
Azeotrope versus extractieve distillatie |
|
| Azeotropische destillatie is een scheidingstechniek die wordt gebruikt om de componenten van een mengsel te scheiden door een azeotroop te vormen. | Extractieve destillatie is een scheidingstechniek waarbij een derde component aan een binair mengsel wordt toegevoegd om de twee componenten te scheiden. |
| Techniek | |
| Bij de azeotropische destillatietechniek is de vorming van een azeotroop voorafgaand aan de destillatie belangrijk. | Bij extractieve destillatietechniek wordt een niet-vluchtige component aan het mengsel toegevoegd die de vluchtigheid van componenten in het mengsel kan beïnvloeden. |
| Scheiding | |
| Azeotropische destillatie scheidt een component in de dampfase die dezelfde chemische samenstelling heeft als in de vloeibare fase. | Extractieve distillatie scheidt een component van een matrix van stoffen. |
Samenvatting – Azeotroop versus extractieve destillatie
Destillatie is een chemische techniek die wordt gebruikt voor de scheiding van verschillende componenten in een mengsel. Er zijn veel soorten distillatietechnieken, waarbij eenvoudige distillatie de eenvoudigste is. Azeotropische destillatie en extractieve destillatie zijn twee belangrijke soorten destillatie. Het verschil tussen azeotrope en extractieve destillatie is dat de vorming van een azeotroop nodig is om de componenten van een mengsel te scheiden, terwijl bij extractieve destillatie geen azeotroopvorming plaatsvindt.
