Der Druck in einer Vakuumdestillationskolonne liegt normalerweise zwischen 10 und 40 mmHg.
Dies entspricht etwa 5 % des atmosphärischen Drucks.
Dieser niedrige Druck ist entscheidend für die Aufrechterhaltung niedriger Betriebstemperaturen.
In der Regel liegen diese Temperaturen unter 370 bis 380 °C.
Dadurch wird eine thermische Zersetzung der zu verarbeitenden Materialien verhindert.
Zum Verständnis des Drucks in Vakuumdestillationskolonnen
1. Niederdruckbetrieb
Das Vakuumdestillationsverfahren arbeitet bei deutlich niedrigeren Drücken als bei atmosphärischen Bedingungen.
Dies wird durch den Einsatz von Vakuumpumpen erreicht.
Diese Pumpen senken den Druck in der Destillationskolonne auf den angegebenen Bereich von 10 bis 40 mmHg.
Diese Druckreduzierung ist unerlässlich, weil sie es ermöglicht, dass Flüssigkeiten bei niedrigeren Temperaturen sieden.
Dies ist besonders wichtig für hitzeempfindliche Stoffe, die sich bei höheren Temperaturen zersetzen könnten.
2. Auswirkungen auf den Siedepunkt
Wenn der Druck sinkt, sinkt auch der Siedepunkt einer Flüssigkeit.
Dieses Prinzip ist grundlegend für die Vakuumdestillation.
Durch den Betrieb bei diesen niedrigen Drücken kann die Destillation bei niedrigeren Temperaturen als bei atmosphärischem Druck durchgeführt werden.
Dadurch bleibt die Integrität der zu destillierenden Stoffe erhalten.
3. Aufbau und Betrieb der Kolonne
Die niedrigen Druckbedingungen in Vakuumdestillationskolonnen machen große Durchmesser erforderlich.
Dies ist notwendig, um das größere Volumen an Dampf, das sich pro Volumen der destillierten Flüssigkeit bildet, aufzunehmen.
Dieses Konstruktionsmerkmal zeigt sich in Kolonnen, die einen Durchmesser von 15 Metern oder mehr und eine Höhe von bis zu 50 Metern haben können.
Diese Dimensionen sind notwendig, um große Aufgabemengen zu bewältigen und eine effiziente Trennung der Komponenten zu gewährleisten.
4. Molekulare Destillation
Bei noch niedrigeren Drücken, typischerweise unter 0,01 Torr (1,3 Pa), wird die Molekulardestillation eingesetzt.
Dieses Verfahren arbeitet im Bereich des freien Molekularflusses.
Hier ist der mittlere freie Weg der Moleküle vergleichbar mit der Größe der Anlage.
Die gasförmige Phase übt einen minimalen Druck auf die Substanz aus.
Die Verdampfungsrate ist unabhängig vom Druck.
Diese Methode eignet sich besonders für die Reinigung von Ölen und anderen wärmeempfindlichen Stoffen.
Sie ermöglicht sehr kurze Erhitzungszeiten und minimale Hitzeschäden.
5. Anwendung in der Erdölraffination
In Erdölraffinerien wird die Vakuumdestillation eingesetzt, um das Restöl aus der atmosphärischen Destillationskolonne weiter zu destillieren.
Die niedrigen Druckbedingungen verhindern, dass das Öl bei hohen Temperaturen bricht.
Dies ist entscheidend für die Erhaltung der Qualität und Ausbeute der Endprodukte.
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