La distillation sous vide est un processus qui utilise une faible pression pour séparer les composants d'un mélange liquide.
La pression est généralement comprise entre 10 et 40 mmHg (millimètres de mercure) ou Torr.
Cela représente environ 5 % de la pression atmosphérique.
La basse pression est essentielle pour réduire le point d'ébullition des liquides.
Cela permet de distiller à des températures plus basses.
Les températures plus basses sont particulièrement importantes pour éviter la dégradation des composants sensibles à la chaleur.
Explication détaillée :
1. Basse pression et réduction du point d'ébullition
Dans la distillation sous vide, la pression est considérablement réduite, souvent jusqu'à 10 à 40 mmHg.
Cette réduction de la pression entraîne une diminution correspondante du point d'ébullition des liquides distillés.
Par exemple, à 40 mmHg, le point d'ébullition de nombreux hydrocarbures peut être abaissé à moins de 370 à 380 °C. C'est nettement inférieur à leur point d'ébullition.
Cette valeur est nettement inférieure à leur point d'ébullition à la pression atmosphérique.
Cette caractéristique est essentielle dans des processus tels que le raffinage du pétrole, où les composants à point d'ébullition élevé peuvent se dégrader s'ils sont chauffés à leur point d'ébullition normal.
2. Efficacité accrue de la séparation
La basse pression de la distillation sous vide n'abaisse pas seulement le point d'ébullition mais augmente également le volume de vapeur formé par volume de liquide distillé.
Cette augmentation du volume de vapeur nécessite des diamètres de colonne plus importants pour tenir compte de l'équilibre vapeur-liquide.
C'est pourquoi les colonnes de distillation sous vide peuvent être très grandes, dépassant parfois 15 mètres de diamètre.
3. Application au raffinage du pétrole
Dans le contexte du raffinage du pétrole, la distillation sous vide est utilisée pour poursuivre le traitement de l'huile résiduelle issue de la distillation atmosphérique.
La basse pression permet de séparer les hydrocarbures plus lourds qui se décomposeraient autrement à des températures plus élevées.
Ce processus est essentiel pour la fabrication de produits de haute qualité tels que les huiles lubrifiantes et les cires.
Ces produits doivent être manipulés avec soin pour éviter toute dégradation thermique.
4. Avantages de la distillation sous vide
L'utilisation du vide dans les processus de distillation offre plusieurs avantages.
Elle permet notamment d'éviter la dégradation du produit en raison des températures plus basses.
Il réduit également le temps de séjour moyen.
Elle augmente la capacité, le rendement et la pureté du distillat.
En outre, la distillation sous vide peut réduire le coût d'investissement des colonnes de distillation en permettant de réduire la taille des colonnes.
Cela se fait au prix de coûts d'exploitation légèrement plus élevés.
5. Cas particuliers de la distillation sous vide
Les techniques telles que la distillation à court trajet et la distillation moléculaire utilisent des pressions encore plus basses (souvent de l'ordre de 0,1 à 100 Pa).
Ces méthodes permettent d'obtenir des temps de chauffage très courts et de minimiser les dommages causés par la chaleur aux matériaux sensibles.
Ces techniques sont particulièrement utiles pour séparer les composants organiques de poids moléculaire élevé qui sont susceptibles de se dégrader à des températures plus élevées.
En résumé, la pression dans la distillation sous vide est soigneusement contrôlée pour optimiser le processus de distillation.
Cela garantit une séparation efficace des composants tout en minimisant la dégradation thermique.
La distillation sous vide est donc une technique essentielle dans les industries qui traitent des mélanges complexes et des matériaux sensibles à la chaleur.
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