ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дистилляция в токе водяного пара и инертных газов из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Дистилляция жидких смесей, состояш,их из высококипящих компонентов, часто либо невозможна из-за термолабильности последних, либо сильно усложняется необходимостью использования высокотемпературных теплоносителей, обладающих, как правило, относительно низкими коэффициентами теплоотдачи (топочные газы, органические жидкости и др.). Для понижения рабочей температуры дистилляции в ряде случаев осуществляют процесс под вакуумом, но это удорожает установку и повышает -эксплуатационные затраты. Гораздо проще и глубже может быть понижена рабочая температура при дистилляции в т о к е водяного пара, применимой, однако, в случаях малой растворимости дистиллята в воде. [c.509] Сущность рассматриваемого процесса состоит в непосредственном введении перегретого или насыщенного водяного пара в дистиллируемую жидкую смесь. Так как в образующейся при этом парообразной смеси присутствует водяной пар, то на долю отгоняемого компонента приходится лишь его парциальное давление которое, разумеется, ниже полного рабочего давления Р и соответствует более низкой температуре насыщения 1у Р = р , где Рп — парциальное давление водяного пара в смеси. [c.509] Для определения этой температуры построим в системе координат f—/(рис. XI-3) кривые, выражающие зависимость давления паров от температуры для отгоняемых веществ (бензола, толуола и анилина). Аналогичные кривые построим также для воды, откладывая, однако, давления не от О, а от 100 кПа (на рисунке построена также кривая для воды при полном давлении 40 кПа). Легко видеть, что искомые температуры кипения гетерогенных смесей соответствуют абсциссам точек пересечения кривых Р—t для воды и отгоняемых веществ, так как ординаты точек удовлетворяют условию f = Pj -f Яд = 100 кПа. Из рис. XI-3 следует, что при Р = 100 кПа дистилляция бензола с водяным паром будет происходить при /д = 69,5 °С (температура кипения чистого бензола при нормальном давлении равна 80,2 °С) и при еще более низкой температуре (46 °С), если процесс проводить под давлением 40 кПа. Дистилляция вышекипящих веществ (например, толуола, анилина), как видно из рисунка, также происходит при температуре ниже 100 °С. [c.510] Выражение (XI.9) позволяет рассчитать необходимый расход водяного пара. [c.511] Заметим, что расходы водяного пара, выражаемые уравнениями (Х1.8) и (XI.9), соответствуют лишь требуемым парциальным давлениям компонентов паровой смеси, но не отражают полной затраты тепла на осуш,ествление процесса, так как не учитывают расхода тепла на испарение летучего компонента, рост энтальпии кубового остатка и потери в окружаюш,ую среду. Эти дополнительные расходы тепла могут быть сообщены жидкой смеси через поверхности нагрева или путем перегрева барботирующего водяного пара. [c.512] Существенными недостатками процесса дистилляции в токе водяного пара являются большой расход тепла (значительно больший, чем в случае простой дистилляции), некоторое обводнение (часто недопустимое) и потеря дистиллята вследствие его частичной растворимости в воде, неприменимость для отгонки легко гидролизуемых веществ. Эффект понижения нормального давления паров летучего компонента над жидкостью может быть достигнут путем замены водяного пара любым инертным газом. Более того, в этом случае рабочая температура не связана с давлением и может быть какая угодно низкая. Расход инертного газа можно определить по уравнениям, приведенным выше для водяного пара. Инертные газы как дистиллирующие агенты имеют, однако, также ряд существенных недостатков. К числу последних относятся трудность полного извлечения летучего компонента из газового потока, а также громоздкость подогревателей газа и конденсаторов парогазовой смеси из-за низких коэффициентов теплопередачи. [c.512] Вернуться к основной статье