Destylacja azeotropowa – jeden z rodzajówdestylacji z użyciem czynnika rozdzielającego, zmieniającego względnelotności pierwotnych składników rozdzielanej mieszaniny. W przypadku destylacji azeotropowej czynnik rozdzielający tworzy ze składnikiem lub składnikami rozdzielanej mieszaniny takiazeotrop, że staje się możliwe rozdzielenie związków bliskowrzących lub tworzących inne azeotropy. Jest korzystne, jeżeli w powstających układach azeotropowych występuje obszar ograniczonejmieszalności cieczy, co ułatwia rozdzielanie. Do grupy procesów destylacji z użyciem czynnika rozdzielającego należy równieżdestylacja ekstrakcyjna idestylacja zeotropowa[1][2][3][4].
Destylacja azeotropowa jest stosowana w preparatyce organicznej w celu usuwania ze środowiskareakcji chemicznej części reagentów, np. produktów, których obecność hamuje reakcję, w celu oczyszczania produktów syntez lub oznaczania ich czystości (np. wilgotności).
Przykłady
Rozdzielanie mieszanin metodą destylacji azeotropowej może być prowadzone w sposób ciągły, w zestawachkolumn rektyfikacyjnych, skraplaczy i rozdzielaczy dwufazowych kondensatów.
Stosunkowo prosty przykład dotyczy zastosowania układu dwóch kolumn rektyfikacyjnych do rozdzielania związków A i B, które tworzą azeotrop dodatni, a ponadto charakteryzują się ograniczoną mieszalnością w temperaturach niższych odtemperatury wrzenia azeotropu[2]. Surówka A+B może być rozdzielana w kolumnie 1 na czysty składnik A (pierwszaciecz wyczerpana) oraz pary o składzie zbliżonym do składu azeotropu AB. Są one kierowane do skraplacza, w którym kondensują z utworzeniem dwóch faz ciekłych. Faza, w której zawartość składnika A jest większa niż w parach z kolumny 1, jest zawracana do tej kolumny w celu odzyskania A. Faza druga zawiera mniej składnika A niż azeotrop. Może być rozdzielona w kolumnie 2 na czysty składnik B (druga ciecz wyczerpana) oraz pary o składzie zbliżonym do składu azeotropu AB.
Najlepiej znanym przykładem przemysłowej destylacji azeotropowej jest proces odwadniania azeotropuetanol–woda (95,57% C2H5OH) z użyciembenzenu jako czynnika rozdzielającego. Proces jest prowadzony w zestawie trzech kolumn rektyfikacyjnych.
W kolumnie 1 jest oddestylowywany trójskładnikowy azeotrop: etanol (18,5%) – woda (8,5%) – benzen (74%). Cieczą wyczerpaną jest bezwodny etanol (produkt). Po kondensacji par azeotropu potrójnego powstają dwie fazy: benzenowo–wodna (84,5% benzenu) i etanolowo–wodna (53% etanolu), zawierająca niewielką ilość benzenu. Roztwór benzenowy zawraca się do kolumny 1, a wodno–etanolowy kieruje się do kolumny 2, w której jest odpędzany benzen (jako azeotrop potrójny). Ciecz wyczerpaną z kolumny 2 – wodnyroztwór etanolu – poddaje się destylacji w kolumnie 3, w której odzyskuje się etanol w formie podwójnego azeotropu z wodą, zawracanego do kolumny 1. Cieczą wyczerpaną jest woda.