Rektifikation

Die Rektifikation bezeichnet ein thermisches Verfahren um ein Vielstoffgemisch in seine Einzelkomponenten aufzutrennen. Hierbei wird eine Konzentrationsänderung von Stoffen mittels mehrfach hintereinander geschalteter Destillationsschritte erzeugt, wodurch Fraktionen mir sehr hohem Reinheitsgrad erzielt werden können. Das Verfahren wird bei der Trennung größerer Stoffmengen bevorzugt kontinuierlich durchgeführt. Sie wird unter anderem bei der Trennung von Ethanol-Wasser-Gemischen genutzt.

Prinzip der Rektifikation

Das Prinzip der Rektifikation liegt in der Zerlegung eines Flüssigkeitsgemisches durch einen erzeugten Gegenstrom von Dampf und Flüssigkeit. In der vertikalen Austauschsäule, der Kolonne oder Rektifiziersäule, wird der im Verdampfer erzeugte Dampf nach oben geleitet. Hierbei strömt dieser dem aus dem Kondensator herabrieselnden Flüssigkeitsgemisch entgegen. Zwischen der Dampfphase und der aufzutrennenden Flüssigkeit findet ein Austausch von Wärme und Stoffen statt. Bei diesem Vorgang kondensieren schwersiedende Bestandteile des Dampfes und gehen in die flüssige Phase über, wohingegen leichtsiedende Bestandteile der flüssigen Phase durch die vorhandene Kondensationswärme verdampfen und in die Gasphase übergehen. Die Konzentration der leichtsiedenden Stoffe nimmt somit im Dampf zu, wobei sich die Temperatur des Dampfes in Strömungsrichtung verringert. In der Flüssigkeit erhöht sich im Gegensatz dazu der Anteil der schwersiedenden Bestandteile. Die Temperatur der Flüssigkeit steigt in Fließrichtung an.

Rektifizieranlage

Das Kernelement der Rektifizieranlage ist die Kolonne, welche durch Unterteilungen in einzelne Trennstufen aufgegliedert ist. Für diese Separation finden Glocken-, Ventil- oder Siebböden Verwendung. Der Dampf wird von unten durch die Öffnungen der Einbauten geleitet, wird gegebenenfalls durch Glocken oder Ventile abgelenkt und strömt durch die Rücklaufflüssigkeit. Dabei findet der Austausch von Wärme und Stoffen statt. Nach diesem Vorgang wird die Rücklaufflüssigkeit durch Abflussrohre oder Abflussschächte in einen tiefergelegenen Glockenboden geleitet, während der Dampf durch den nächst höheren Glockenboden aufsteigt. Um einen reibungslosen Prozessverlauf zu gewährleisten, wird ein Teil des Kondensats wieder in den Kolonnenkopf geleitet, um dort mit einer neuen Flüssigkeitsfraktion vermischt und den Destillationsschritten zugeführt zu werden. Mit dem Rücklaufverhältnis und der Anzahl der vorhandenen Trennstufen in der Kolonne kann die Konzentrationsqualität des Destillats gesteuert werden. Grundsätzlich beeinflusst ein kleineres Rücklaufverhältnis die Anlage dahingehend, dass eine größere Trennstufenzahl nötig ist, wohingegen der Wärmebedarf des Prozesses sinkt.

Synonym(e):

Gegenstromdestillation

Englische Übersetzung(en):

rectification