تعريف عملية التقطير

كما هو واضحٌ؛ فإنّ التقطير التخلخلي نوعٌ من أنواع التقطير، والذي يوصَف بدوره بأنّه عمليةٌ تؤدّي إلى فصل خليطٍ من السوائل عند درجات غليانٍ مختلفة، ويُعد التقطير من العمليات التي تستخدم على نطاقٍ واسعٍ في معامل الكيمياء، حيث يستخدمه الكيميائيون في تنقية المركبات الكيميائية، كما أنه من أبرز العمليات المستخدمة في مجال الصناعة، خاصةً في صناعة البتروكيماويات، وفي اتجاهاتٍ أخرى كالتكرير، وأيضًا صناعة الإيثانول، وهذه الصناعة مشهورةٌ بدرجةٍ كبيرةٍ جدًّا، إذ أنها تستخدم في إنتاج المشروبات الكحولية.

أنواع التقطير

  • التقطير البسيط.
  • التقطير التجزيئي.
  • التقطير التخلخلي أو التفريغي.
  • التقطير الأزيوتروبي.1

تعريف التقطير التخلخلي

هي عملية خفض الضغط فوق السائل أو المذيب وذلك بتفريغ الهواء (لذلك تسمى بعملية التقطير الفراغي) إلى ضغطٍ أقل من ضغط بخار الخليط، وخفض الضغط ذلك يؤدي إلى خفض درجة غليان الخليط، وبالتالي تبخر العناصر الناتجة من التقطير، فتتغير متطلبات النظام ككل.2

مميزات عملية التقطير التخلخلي

  • عمليةٌ سريعةٌ لا تستغرق وقتًا طويلًا.
  • عملية التقطير التخلخلي فعالةٌ للغاية، إذ أنها تتم تحت درجات حرارةٍ عاليةٍ للغاية، ومع ذلك فهي فعالةٌ.
  • عمليةٌ فعالةٌ مع المذيبات في درجات الحرارة العالية، ولا تتسبب في اشتعال هذه المذيبات.3

حالات استخدام التقطير التخلخلي

عندما ترتفع درجة حرارة المركب بدرجةٍ عاليةٍ، فإنه قد يتعرض للتحلل، ولتجنب ذلك، يستخدم التقطير التخلخلي، حتى لا يتعرض المركب أو المذيب للتحلل.4

أيهما أفضل التقطير التخلخلي أم البسيط؟

لكلٍّ منهما ظروف استخدام، لكن التقطير التخلخي يتميز عن البسيط في حالةٍ؛ ألا وهي أنّ التقطير التخلخي يتم تحت ضغطٍ منخفضٍ، وبالتالي تقلل من درجة غليان المادة أو المذيب، فلا يتعرض للتحلل، أما التقطير البسيط فهو لا يمتلك هذه الخاصية ويتم تحت ظروف ضغط الجو.5

أهمية التقطير التخلخلي في صناعة النفط الخام

للتقطير التخلخلي العديد من المميزات، والتي يرجع إليها دخوله في العديد من الصناعات، إذ إنه مهمٌ في العديد من الأغرض، ومن هذه الصناعات، صناعة النفط الخام والذي يعد من أهم صناعات النفط، وكان في البداية يواجهه الكثير من المشاكل التي تتعلق بتصنيعه، إلى أن تم تطبيق عملية التقطير التخلخلي عند صناعته، كالتالي:

  • في النفط الخام، يدخل التقطير التخلخلي في صناعة النفط الخام، وذلك لأنه يقوم بتقطير النفط الخام عند ضغطٍ أقل من الضغط الجوي المعتاد، وهذه خطوةٌ مهمةٌ للغاية في عملية تصنيع النفط، إذ أنها تساعد في تقليل درجة غليان النفط الخام لأن تقليل الضغط ينتج عنه تقليل درجة الغليان، وبذلك يكون الناتج نفطًا خام، بدرجة غليانٍ منخفضةٍ، وهذا يخدم الصناعات التي تقوم على النفط الخام.
  • يساعد التقطير التخلخلي أيضًا في صناعة النفط الخام في فصل الجزيئات الثقيلة على سطح النفط الخام، فيقوم بتكسير تلك الجزيئات إلى جزيئاتٍ أصغر، فوجود هذه الجزيئات قد يسبب عدم توازن فيما بعد عند تقليل الضغط.
  • أثناء عملية تصنيع النفط الخام، قد يتعرض النفط لتكوين فحم الكوك، وهذا شيءٌ غير مطلوبٍ في مثل هذه الصناعات، لكن عملية التقطير التخلخلي حلت هذه المشكلة، حيث أنّ إضافة البخار الناتج عن التقطير التخلخلي إلى عملية التصنيع يتسبب في تقليل تكوين فحم الكوك، لكن هذه العملية تتطلب أيضًا اختيار درجات حرارة محددة حتى يمكن ضبط التحكم في تكوين فحم الكوك، في نفس الوقت يلزم عدم إهدار المنتج الرئيسي وهو النفط الخام.6

التقطير التخلخلي وتنقية الماء

في الآونة الأخيرة زاد تلوث المياه بدرجةٍ كبيرةٍ عن أي وقتٍ مضى، نتيجةً لتقدم الصناعة، وانبعاث الأدخنة والغازات الضارة، كذلك نمت البكتيريا الضارة في الماء، مما يزيد الخطر على الإنسان عند شرب أو استخدام هذه المياه الملوثة، لذلك سعى الباحثون لإيجاد حلولٍ عملية للتخلص من هذه الملوثات، وكان من أفضل وأكفأ الطرق لحل هذه المشكلات هو استخدام عملية التقطير التخلخلي.

تتميز عملية التقطير التخلخلي بعدة خصائصَ ساعدتها لتكون الحل الأنسب لعلاج تلك المشكلة، منها أنها تتخلص من البكتيريا بشكلٍ كبيرٍ للغاية، كما أنها تساعد في فصل الشوائب عن الماء النقي، لكن كيف تتم هذه العملية؟ عملية التقطير بشكلٍ عام تعتمد على الفصل، لذلك يجب أن نفصل هذه الشوائب والكائنات عن الماء، ويتم ذلك من خلال رفع درجة الحرارة حتى 85 درجة مئوية، مع العلم أنه عندما تزداد درجة الحرارة عن 80 درجة مئوية فإنها تقضي على أغلب الكائنات تقريبًا، وتصبح غير قادرةٍ على التكاثر، من بكتيريا وفيروسات وفطريات وغيرهم.

بعد ذلك ترتفع درجة الحرارة مرةً أخرى إلى 120 درجة مئوية نتيجة بدء عملية التكثيف، فتصبح درجة الحرارة عاليةً للغاية لدرجة أنه لا يوجد أيّ كائنٍ حيٍّ من البكتيريا والفيروسات والفطريات والطحالب الضارة وغيرها من الكائنات المجهرية الضارة يستطيع أن يتحمل، ويتم التخلص منهم نهائيًّا.7

المراجع