Rene Zangl Handout 28.11.12
Fraktionierte Destillation
Kolonnentypen:
-Geringe Trennleistung -Hohe Trennleistung -Mittlere Trennleistung -für Laborgebrauch
-nicht Druckbeständig
-Verwendung im Labor, sowie in der Großtechn.
-Großtechn. Verwendung -Entnahmemöglichkeit verschiedener Proben -Teuer
Ziel aller Destillationskolonnen: Große Kontaktfläche zw. Dampf und Flüssigkeit durch Oberflächenvergrößerung.
Die Trennleistung einer Destillationskolonne entspricht ihrer Bodenzahl. Ein Boden wiederum entspricht einer Einzeldestillation.
Einfaches Beispiel: Glockenbodenkolonne, da man hierbei die Böden „abzählen“ kann:
x = Flüssigkeit y = Dampf
Die Gleichgewichtskurve wird gegeben durch:
wobei gilt:
α = relative Flüchtigkeit P = Dampfdruck
1 = Leichtsiedende Komponente 2= Schwersiedende Komponente
Bei der Vigreux- und bei der Füllkörperkolonne ist die Trennleistung schwieriger zu bestimmen, da sie keine realen Böden besitzen. Somit müssen wir uns hierbei theoretische Böden hinzudenken. Die Bestimmung der theoretischen Bodenzahl erfolgt nach McCabe – Thiele:
Theoretischer Boden in unserer Vigreux- oder Füllkörperkolonne:
IR = Rücklaufende Stoffmenge
IP = Entnommene Stoffmenge des Produkts ID = Aufsteigende Stoffmenge
ID = IP + IR
Rücklaufverhältnis = Multiplizieren mit deren Stoffmengenanteil: ID ∙ y = IP ∙ xp + IR ∙ x Nach y auflöst und mit ID = IP + IR eingesetzt ergibt sich:
Mit eingesetzt, erhält man die Rücklaufgerade:
Steigung y-Achsenabschnitt
Mit der nun erhaltenen Geraden, lässt sich
beispielsweise die Anzahl der theoretischen Böden einer Vigreuxkolonne bestimmen.
