En ollen Destilleerapparat ut en Calvados-Brenneree
Destillatschoon (lat.destillare „rünnerdröppeln“) is en theermsch Scheedverfohren to’n scheden vun Mischen vun verschedene Stoffen, de inenanner lööst warrn künnt. Vörrutsetten för’t Anwennen vun dat Verfohren is de ünnerscheedliche Tosamensetten vun de Fletigkeit un vun’n Damp. En nödige Bedingen is, dat de Komponenten, de scheedt warrn schüllt, ünnerscheedliche Kaakpunkten hebbt. Tyypsche bekannte Anwennen sünd dat Brennen vun Alkohol, dat Destilleren (Rektifikatschoon) vun Eerdööl in en Raffinerie oder ok dat Herstellen vun destilleert Water.
Bi de Destillatschoon warrt toeerst de Utgangsmischen to’n Kaken bröcht. De Damp, de dorbi entsteiht, sett sik ut de verschedenen Komponenten vun de Lösen tosamen, de scheedt warrn schall. In en Kondensater warrt de Damp kondenseert, wat in’t Labor tomeist mit en Liebigköhler maakt waart. Dat fletige Kondensat warrt dorna opfungen. De Scheedwirken baseert op de Tosamensetten vun Stoffen mit ünnerscheedliche Kaaktemperaturen un de gasförmige Phaas vun den Damp.
Faste Stoffen warrt dör de so nöömte dröge Destillatschoon (Pyrolyys) in lütte Molekülgruppen deelt, d. h. tomeist in Gasen oder Fletigkeiten.
Historie
De Destillatschoon vun Pick un Teer to’n Afdichten vun Scheep, as Kleev- un ok as Heelmiddel is siet de Jungsteentiet bekannt un kann mit eenfache Middel maakt warrn. In de Antike weern dat vör allen ätheersche Ölen, de as Röök- un Duftstoffen destilleert worrn sünd. De öllsten Dorstellen vun Destillatschoonsapparaten, de bi Utgraven funnen worrn sünd, stammt ut Mesopotamien – dat hüütige Irak – un warrt op en Öller vun ruchweg 5.500 Johren schätzt. Disse eersten Redschoppen bestünnen ut en Fatt mit en Deckel, an den sik dat Destillat bi’t HIttmaken daalslahn hett. Dat dat Kondensat nich wedder in’t Fatt torüchdrapen de, weern in’n Deckel Wullklusters un Swämm anbröcht, de de Fletigkeit opsugen deen. De weern denn eenfack utpresst.
Mit de glieken Methood tügen greeksche Seefohrers üm 500 v. Chr. Drinkwater, dat se ut Seewater wunnen hebbt. Aristoteles hett ünner annern in’t 4. Johrhunnert v. Chr. beschreven, woans Seewater dör Destillatschoon to’n Drinken opbereidt warrn kann. He schreev wieter, Dat een Wien un annere Fletigkeiten op de sülve Oort behannelt warrn künnen.
De Chemiker Abu Musa Dschābir ibn Hayyān hett de Methood vun’t Destilleren üm 800 rüm wieter verbetert. Ok de persische Wetenschoppler un Dokter Ar-Razi („Rhases“, 865 - 925) hett sien Insichten in en Reeg vun ümfangrieke Schriften överlevert. Sien bedüdenst Wark is dat Kitab sirr al-asrar, dat „Book vun de Geheemnissen vun de Geheemnissen“. Dorin beschreev he de Destillatschoon vun’t naft (roh Eerdööl) un verkloor dorbi en eenfacke Oort vun’t Krackverfohren to’n Winnen vun Produkten mit sieten Kaakpunkt as Bitumen un dat so nöömte Zegenööl (oleum laterinum). Mit dat Utfinnen vun’n Alambic (Destileerhelm) is ok dat Destilleren vun Alkohol mööglich worrn.
As üm’t Johr 1000 rüm de Swevel- un de Salpetersüür, vör allen aver de Drinkalkohol (Ethanol) opdeckt worrn sünd, hett de Destillatschoon düchtig an Bedüden wunnen. In de fröhen Neetiet hett man anfungen, de Destillatschoon ok för medizinsche Saken intosetten. So hett de Dokter Hieronymus Brunschwig üm 1512 dat Book Das Buch der wahren Kunst zu destillieren schreven. De Destillatschoon is en bedüden Warktüüch in de Alchemie worrn un later ok in de Spagyrik. In’t 17. Johrhunnert kemen wichtige Anwenn dorto as dat Winnen vun Drinkwater ut Seewater.
Orden
Eenfacke Destillatschon in’t LabormaatBispeel för’n T-x-Diagramm mit Kaaklins
De Destillatschoon hett gegenöver annere Scheedverfohren den Vördeel, dat normalerwies keen wietere Stoffen as Adsorbetien oder Löösmiddels toföögt warrn mööt. Dat Grundprinzip vun de Methood liggt in de ünnerscheedlich hogen Kaakpunkten vun de Fletigkeiten, de to scheden sünd, oder – nipp un nau seggt – op den ünnerscheedlichen Dampdruck bi de glieken Temperatur. Wenn as in dat Bild wiest en Mischen ut de Stoffen 1 un 2 hitt maakt warrt, stiggt de Temperatur bit to de Kaakkurve an. De Gasphaas över de kaken Fletigkeit is so tohopen sett, as dat de Daulien bi de glieken Temperatur anwiest (waagrechte Lien). Dör Kondensatschoon kriggt man en Fletigkeit mit de Tosamensetten as de Gasphaas, d. h. de mit en grötteren Andeel vun den Stoff, de bi sietere Temperatur kaken deit (piele Lien). In Wohrheit is de Ande Andeel sieter wegen en unvullstännige Instellen vun’t Gliekgewicht. Butendem warrt de sietkaken Stoff mit de Tiet weniger in’n Destillatschoonsump, so dat de waagrechte Lien mit de Tiet na baven rutscht.
Mehrstopige Destillatschoon un Rektifikatschoon
Dör’t wedder un wedder Destilleeren vun’t Kondensat, kummt een opletzt in’t Kaakdiagramm op den
Zickzacklien jümmer neger an den Reinstoff 1 ran. Praktisch warrt dat dör den Inbo vun en Kolonn twüschen Sump un Kopp al dör en eenmolige Destaliiatschoon en düttlich betere Scheedleistung tüügt. De Tall vun Enkeldestillatschonen för de glieke Scheedlsseistung warrt as de „theoretische Boddentall“ betekent. De Naam kummt ut dat Verfohren to’n Destilleeren vun Eerdööl vun disse Kolonn. An de Böverflach vun de Kolonn stellt sik dör Kondensatschoon un Verdampen jümmer nee en Gliekgewicht twüschen fletige un Gasphaas in. Na baven hen stiggt dorüm de Andeel vun den Stoff mit de sieten Kaaktemperatur jümmer mehr an, wiel de mit den högeren Kaakpunkt wedder in den Sump torüchlöpt. De Böverflach vun de Kolonn, de in’n eenfachsten Fall ut en lang Glasröhr besteiht, warrt in verschedene Varianten as de Vigreux-Kolonn oder de Füllen mit Raschig-Ringen bannig vergröttert.
In den Fall dat de Stoffen, de scheedt warrn schüllt, en Azeotrop billt, drapt sik de Kaak- un Daukurven nich eerst bi de Reinstoffen. En Scheden dör Destileeren is denn blots bit to den Punkt mööglich. Man, azeotrope Mischproportschonen sünd afhangig vun’n Druck, so dat dör en Vakuum- oder Överdruckdestillatschoon noch ’n beten wat mehr scheedt warrn kann. Dat Azeotrop twüschen Ethanol un Water in de Proportschooon 25 : 1 (bi normale Bedingen) leggt to’n Bispeel de Mischen vun „96-prozentigen Alkohol“ fast, de in’n Hannel begäng is.
Dat groottechnische Ümsetten vun wedderhollte, duersome Destillatschonen warrt ok as Rektifikatschoon betekent. De enkelten Destillatschoonsstopen loopt dorbi in en sünner’t Fatt af, dat Rektifikatschoonskolonn nöömt warrt. Disse Kolonn bestieht ut mehrere Lagen vun Boddens, dör de de Damp in den Kopp hoochstiegen un dat Kondensat in den Sump torüchlopen kann. De Produkten künnt dorbi jümmers aftogen un de Edukten nafüllt warrn.
Frakschoneerte Destillatschoon
En Stoffmischen, de mehrere Komponenten bargt, kann dör frakschoneerte Destillatschoon scheedt warrn. Dat Fatt, dat to’n Opfangen vun’t Destillat bruukt warrt, warrt denn na’t Afscheden vun de Frakschoon mit den sietsten Kaakpunkt utwesselt. De Tiet vun’t Utwesseln warrt dör en Ännern vun de Temperatur an’n Destillatschoonskopp anwiest. Bit to’n Kaakpunkt vun de nächsten Frakschoon warrt tomeist noch en Twüschenfrakschoon afscheedt, vun wegen dat in’t Övergangsrebeet faken en Mischen vörkummt, un den Rest vun de eersten Frakschoon ut’n Köhler ruttonahmen. Leegt de Kaakpunkten dicht bi’nanner, kann dat Volumen vun de unreinen Twüschenfrakschoon dör Twüschenschalten vun en Kolonn lütt hollen warrn.
Wohrschau
De Begrepen „frakschoneerte Destillatschoon“ un „Rektifikatschoon“ as Gegenstroomdestillatschoon, Torüchloopdestillatschoon oder Kolonnendestillatschoon warrt faken synonym bruukt.[1] Nipp un nau nahmen bedüüt „frakschoneeren“ aber blots dat Opfangen vun mehrere Frakschonen.
Vakuumdestillatschoon
De Vakuumdestillatschoon is en Destillatschoon bi minnerten Samtdruck in de Destillatschooonsanlaag. Dördor warrt de Kaaktemperatur vun de Mischen rünnersett, wat de Destillatschoon vun Stoffmischen mööglich maken deit, bi de de Komponenten in’n Sump nich temperaturbestännig noog sünd. In’n Labor-Alldag warrt meist blots ünner Vakuum destilleert. Bi högere Temperaturen künnt in’n Sump oder in’t restliche Edukt noch Katalysaterresten oder Nevenprodukten binnen wesen, de de Büüt dör nich wullte Reakschonen minnern künnt.
Groottechnisch warrt dat „Sumpprodukt“ ut de Atmosphäärschen Destillatschoon bi de Eerdöölraffinatschoon dorna noch in en Vakuumdestillatschoon bröcht. Dorbi schüllt vör allen de Grundölen för de Smeeröölprodukschoon un dat so nöömte Vakuumgasööl herstellt warrn. Dat deent wieter ok as weertvoll Edukt för en Cat Cracker oder en Hydrocracker.
Sleepdestillatschoon
Bi disse Methood warrt en Tosatzstoff mitdestilleert, de dat Produkt mitslepen deit. De bekannste Variante vun disse Oort is de Waterdampdestillatschoon. Disse Methood warrt bruukt, wenn en Vakuumdestillatschoon nich ordig insett warrn kann un Stoffen mi sieten Dampdruck destilleert warrn schüllt, de fienföhlig op Temperatur sünd. Bispelen sünd de Extrakschoon vun ätherisch Ölen ut Planten oder de Anwennen bi’t Reinmaken vun substitueerte Aromaten.
Azeotrope Destillatschoon
hier warrt en Stoff bigeven, de mit den Stoff, de afscheedt warrn schall, en Azeotrop billt. To’n Bispeel kann bi en suer katalyseerten Verestern dat Water, dat dorbi entsteiht, as Azeotrop mit Toluol quantitativ rutnahmen warrn. Dordör löpt de Reakschoon eerst vullstännig af. In besten Fall billt sik ein Heteroazeotrop, dat bi’t Destilleren wedder in twee Phasen verfallt, so dat en Torüchföhren vunvt Löösmiddel möglich warrt.
Kortwegdestillatschoon
Apparat för de Kortwegdestillatschoon
As Kortwegdestillatschoon (KWD) warrt en Methood betekent, de in’t Fienvakuumrebeet, also in en Druckrebeet twüschen 1 und 0,001 mbar dörföhrt warrt. Se tellt to de thermischen SCheedverfohren, de an meisten schoont. Vun wegen den sieten Arbeitsdruck passeert de Destillatschoon al bi teemlich siete Temperaturen. In’n Vergliek to annere Destillatschoonsverfohren künnt dormit also thermisch fienföhlige Stoffen as Tocopherolen, Fettsüeresters, Monoglyceriden, Prepolymeren, Epoxidharzen schonen scheedt warrn. De MEthood is ok egent för Molekülen de swor to verdampen gaht, as Kohlenwaterstoffen mit lange Keden ut de Rückstännen vun de Mineralöölindustrie, de ünenr Fienvakuum afdestilleert warrt. En modifizeerte Afoort dorvun is de Kugelrohrdestillatschoon.
Reaktivdestillatschoon
Bi de Raktivdestillatschoon warrt de mehrstopige Destillatschoon mit en cheemsche Reakschoon kombineert. Dormit gifft dat Vördelen in’n Vergliek to eenfache, serielle Reakschoons-Destillatschoons-Verfohren. Reaktivdestillatschoon is vör allen för „gliekgewichtsinschränkte“ Reakschonen egent. Dör dat bestännig Rutnehmen vun een vun de Reakschoonspartners warrt dat Gliekgewicht jümmers wedder nee instellt un de Stoff kann so vullstännig ümsett warrn. Op de annern Siet künnt dör de Reakschoon vörkamen Azeotropen broken warrn. Bi exotherme Reakschonen warrt de freesette Warms för’t Scheden vun de Stoffen bruukt. De besten Bedriefsbedingen un sünners dat beste Temperaturrebeet för Reakschoon un Scheden künnt disse Methood hinnern.
De cheemsche reakschoon, de aflöpt, kann homogen aver ok heterogen katalyseert warrn. Bi’n Bruuk vun en homogenen Katalysater is en wietere Scheedstoop tovn Afscheden vun’n Katalysater nödig. Bi de heterogen katalyseerten Reaktivdestillatschoon warrt de Katalysater faken in Form vun reaktiven Packungen in de Destillatschoonskolonn inboet. Tomeist hannelt sik dat dorbi üm Scheedpackungen, in de de tomeist runne Katalysater in Metallsäck inboet is.
In de Industrie warrt de Reaktivdestillatschoon teemlich wenig insett, liekers dat in de verleden Johrteihnten veel dorüm forscht worrn is. Wichtig is se aver in de Kaliumprodukschoon.
Torüchloopkaken
Dat Kaken ünner’n Torüchloop maakt en düchtig lang Kaken mööglich bi en anhollen Torüchwinnen vun’t Löösmiddel, dat bi’t Kaken verdampt. Dat Torüchloopkaken is keen Scheedverfohren in egentlichen Sinn, vun wegen dat dat Scheden nich duersom is. En utwiete Oort vun’t Torüchloopkaken warrt ünner Verwennen vun’n Soxhlet-Opsatz maakt.
Överdruckdestillatschoon
Bi de Överdruckdestillatschoon warrt de Anlaag mit Överdruck bedreven, üm de Kaakpunkten wieter utenanner to schuven. Anwennt warrt disse Methood bi Stoffen, de teemlich siete Kaakpunkten hebbt, de bito noch dicht bienanner leegt, as to’n Bispeel bi’t Luftverfletigen
