La distillazione è la tecnica di separazione di una miscela liquida nei suoi componenti, sfruttando le differenze di volatilità (la tendenza a evaporare). È una delle operazioni unitarie più importanti dell’ingegneria chimica, alla base della raffinazione del petrolio, della produzione di alcolici, della separazione dell’aria e di innumerevoli processi industriali.
Il principio è semplice: in una miscela, il componente più volatile (a punto di ebollizione più basso) tende a concentrarsi nella fase vapore, quello meno volatile resta nel liquido. Scaldando la miscela e poi condensando il vapore, si ottiene un distillato arricchito del componente più volatile.
| Termine | Significato |
|---|---|
| Volatilità | tendenza di un componente a passare in vapore |
| Distillato | prodotto leggero, ricco del componente volatile |
| Residuo | prodotto pesante, ricco del componente meno volatile |
Una distillazione semplice (una sola evaporazione-condensazione) separa poco se le volatilità sono vicine. La distillazione frazionata ripete molte volte il processo in una colonna: il vapore sale attraverso una serie di stadi (piatti o riempimenti) dove a ogni livello si ristabilisce l’equilibrio liquido-vapore, arricchendosi progressivamente del componente volatile salendo. La colonna realizza così, in un solo apparecchio, l’equivalente di molte distillazioni semplici in serie.
La separazione si descrive con concetti come il numero di stadi teorici (quanti equilibri equivalenti servono), il riflusso (parte del distillato rimandata in colonna per migliorare la separazione) e l’equilibrio liquido-vapore, rappresentato da diagrammi che legano composizione e temperatura.
Limiti e casi particolari: alcune miscele formano azeotropi, composizioni a volatilità costante che la distillazione ordinaria non può separare oltre, richiedendo tecniche speciali. La distillazione è un esempio paradigmatico di operazione unitaria, dove l’equilibrio termodinamico tra fasi e il trasporto di massa si combinano per separare componenti che la sola differenza di proprietà non distinguerebbe facilmente.