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Tutorial MenueKompaktkurs RektifikationLerneinheit 4 von 6

Rektifikation: Funktion und Aufbau von Rektifikationsanlagen

Trennhilfsmittel Energie

Als Trennhilfsmittel kommen Filter, Membranen, Adsorbentien, Lösungsmittel, Energie usw. zum Einsatz. Nach dem Abtrennen des Produktes vom Gesamtstrom muss dieses in der Regel vom Trennhilfsmittel getrennt werden. So muss bei der Anwendung der Filtration das Produkt mechanisch vom Filter gelöst werden oder bei der Verwendung der Adsorption das adsorbierte Produkt durch Desorption wieder vom Adsorbens entfernt werden.

Wird dagegen Energie als Trennhilfsmittel verwendet, so ist diese durch die Verwendung von Wärmetauschern relativ leicht zu- und auch wieder abführbar.

Die Energiezufuhr in ein Phasensystem führt bei ausreichender Energiemenge zu einem Phasenübergang eines Teils der Komponenten. Soll ein flüssiges Gemisch getrennt werden, so ist sowohl der teilweise Übergang der Komponenten in den festen Zustand (Kristallisation) durch Wärmeabfuhr, wie auch der teilweise Übergang der Komponenten in den dampfförmigen Zustand durch Wärmezufuhr möglich.

Die Kristallisation wird nur in Ausnahmefällen angewendet. Mit ihr lassen sich mit nur einer Trennstufe hohe Reinheiten erzielen. Da es aber bei den meisten Stoffgemischen zur Ausbildung eines Eutektikums kommt, kann das Gemisch nicht vollständig getrennt werden. Auch die Abtrennung der gebildeten Kristalle von der Mutterlauge stellt ein größeres Problem dar.

Wird dagegen ein Teil der Komponenten durch Wärmezufuhr verdampft, so ist eine Trennung der entstehenden Phasen aufgrund der großen Dichteunterschiede (ca. Faktor 1000) zwischen der flüssigen und dampfförmigen Phase leicht möglich. Außerdem ist es möglich, eine Vielzahl von Trennstufen in nur einer Apparatur zu realisieren, womit in Abhängigkeit vom Gleichgewicht eine hohe Reinheit erzielt werden kann.

Vor- und Nachteile der Rektifikation

Damit wird deutlich, dass ein ideales Verfahren zur Stofftrennung die Verdampfung (Rektifikation) ist. Zusammenfassend nochmals die Vorteile:

  • Trennhilfsmittel Energie kann leicht zu- und abgeführt werden
  • entstehende Phasen Dampf/Flüssigkeit lassen sich aufgrund der großen Dichteunterschiede gut trennen
  • innerhalb einer Apparatur sind viele Trennstufen realisierbar
  • in vielen Fällen standardisierbare Verfahren anwendbar, daher ist hier schon viel Erfahrung vorhanden
  • Energie als Trennhilfsmittel steht in vielfältiger Form zur Verfügung und kann auch prozessübergreifend genutzt werden

Nachteile der Rektifikation sind:

  • zur Trennung sind viele Trennstufen notwendig
  • Rektifikation ist ein energieintensives Verfahren
  • aufgrund des großen Dampfvolumens (geringe Dichte des Dampfes!) werden die Trennanlagen sehr groß
  • Azeotrope im Gleichgewicht treten häufig auf und sind mit nur einer Trennanlage nicht zu überwinden

Anschauliches: Schauen Sie sich zwei komplexe Rektifikationsanlagen an

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