La distillazione sotto vuoto è un processo cruciale in diversi settori industriali, in particolare nelle raffinerie di petrolio e nella distillazione molecolare.
L'intervallo di pressione per la distillazione sottovuoto varia in genere a seconda dell'applicazione specifica.
Per i processi di raffinazione del petrolio, la pressione varia solitamente da 10 a 40 mmHg.
Questo intervallo consente la distillazione a temperature inferiori a 370-380 °C.
La riduzione della pressione aumenta il volume di vapore per volume di liquido.
Questo aumento richiede l'uso di colonne di diametro molto grande per ospitare l'aumento dello spazio del vapore.
Per la distillazione molecolare, le pressioni sono ancora più basse, in genere inferiori a 0,01 torr (1,3 Pa).
Questo vuoto elevato è necessario affinché il processo operi nel regime di flusso molecolare libero.
In questo regime, il trasporto di massa è governato dalla dinamica molecolare piuttosto che dalla dinamica dei fluidi.
4 Intervalli di pressione chiave nella distillazione sotto vuoto
1. Distillazione sotto vuoto nelle raffinerie di petrolio (10-40 mmHg)
Nelle raffinerie di petrolio, la distillazione sotto vuoto viene utilizzata per elaborare ulteriormente il petrolio residuo ottenuto dalla distillazione atmosferica.
La pressione viene ridotta a 10-40 mmHg, pari a circa il 5% della pressione atmosferica.
Questa riduzione consente alla distillazione di avvenire a temperature più basse, in particolare al di sotto dei 370-380 °C.
Il funzionamento a queste temperature più basse impedisce il cracking termico degli idrocarburi più pesanti.
Il cracking termico potrebbe portare alla formazione di prodotti indesiderati.
La bassa pressione aumenta anche il volume di vapore formato per volume di liquido.
Questo aumento rende necessario l'utilizzo di colonne di distillazione di diametro molto elevato.
2. Distillazione molecolare (<0,01 torr o 1,3 Pa)
La distillazione molecolare opera a pressioni notevolmente inferiori a quelle utilizzate nella distillazione sotto vuoto per la raffinazione del petrolio.
In genere avviene al di sotto di 0,01 torr (1,3 Pa), che è considerato alto vuoto.
A queste pressioni, il percorso libero medio delle molecole è paragonabile alle dimensioni dell'apparecchiatura.
La fase gassosa non esercita più una pressione significativa sulla sostanza da evaporare.
Questo regime è noto come regime di flusso molecolare libero.
In questo regime, la velocità di evaporazione è indipendente dalla pressione.
Il processo si basa su un breve percorso tra le superfici calde e fredde.
Questo riduce al minimo il tempo di riscaldamento e riduce i danni da calore ai materiali sensibili al calore.
La distillazione molecolare è particolarmente utile per la purificazione di oli e altri materiali sensibili.
Questi diversi intervalli di pressione riflettono le esigenze specifiche dei materiali da trattare e gli obiettivi del processo di distillazione.
Che si tratti di prevenire la degradazione termica degli idrocarburi pesanti nella raffinazione del petrolio o di purificare materiali sensibili come gli oli nella distillazione molecolare.
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