Für die Trennung von Gemischen gibt es zwei gängige Methoden: die Vakuumdestillation und die normale Destillation.
5 Hauptunterschiede zwischen Vakuumdestillation und normaler Destillation
Druckunterschiede
Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Methoden ist der Druck, bei dem sie durchgeführt werden.
Die normale Destillation erfolgt bei atmosphärischem Druck.
Die Vakuumdestillation hingegen wird unter vermindertem Druck durchgeführt, der oft viel niedriger ist als der Atmosphärendruck.
Siedepunkte
Bei der Vakuumdestillation können Stoffe aufgrund des geringeren Drucks bei niedrigeren Temperaturen sieden als bei der normalen Destillation.
Der Grund dafür ist, dass der Siedepunkt einer Flüssigkeit gemäß der Clausius-Clapeyron-Beziehung mit abnehmendem Druck sinkt.
Diese Eigenschaft ist besonders für hitzeempfindliche Stoffe von Vorteil, die bei höheren Temperaturen zersetzt werden könnten.
Durch den Betrieb unter Vakuum kann die Vakuumdestillation die thermische Zersetzung verhindern oder minimieren, wodurch die Integrität und Qualität des Destillats erhalten bleibt.
Effizienz der Abtrennung
Die Vakuumdestillation verbessert die Trenneffizienz, indem sie einen größeren Bereich von Siedepunkten zwischen den Komponenten eines Gemischs ermöglicht.
Dies ist besonders nützlich bei komplexen Gemischen wie Rohöl, bei denen Hunderte von verschiedenen Kohlenwasserstoffen getrennt werden müssen.
Die niedrigeren Betriebstemperaturen bei der Vakuumdestillation verringern das Risiko der Polymerisation oder anderer Nebenreaktionen, die den Trennungsprozess erschweren könnten.
Produktabbau und Verweilzeit
Der reduzierte Druck bei der Vakuumdestillation senkt nicht nur den Siedepunkt, sondern verringert auch die mittlere Verweilzeit der Komponenten in der Destillationskolonne.
Durch diese kürzere Verweilzeit wird das Risiko einer Produktzersetzung weiter minimiert.
Kapital- und Betriebskosten
Die Vakuumdestillation kann zu einer Verringerung der Größe der Destillationskolonne führen, was wiederum die Kapitalkosten für die Ausrüstung senkt.
Allerdings können die Betriebskosten aufgrund der zur Aufrechterhaltung des Vakuums erforderlichen Energie etwas höher sein.
Anwendungen
Die Vakuumdestillation wird in großem Umfang bei der Raffination von Erdöl eingesetzt, wo sie für die Abtrennung schwerer Kohlenwasserstoffe, die sich sonst bei den unter atmosphärischem Druck erforderlichen höheren Temperaturen zersetzen würden, von entscheidender Bedeutung ist.
Sie wird auch bei der Abtrennung von organischen Verbindungen mit hohem Molekulargewicht und hitzeempfindlichen Stoffen eingesetzt, bei denen herkömmliche Destillationsverfahren zu einer Zersetzung führen könnten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Vakuumdestillation eine kontrolliertere und effizientere Methode zur Trennung von Bestandteilen in einem Gemisch bietet, was insbesondere bei hitzeempfindlichen und komplexen Gemischen von Vorteil ist.
Die niedrigeren Betriebstemperaturen und -drücke verhindern eine Zersetzung und verbessern die Qualität der Endprodukte.
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