ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экстрактивная перегонка из "Руководство по лабораторной перегонке" Экстрактивную перегонку, также как и азеотропную, применяют, если смесь необходимо обогатить до концентрации выше азеотропной или разделить близкокипящие компоненты и неидеальные смеси с относительной летучестью компонентов, близкой к 1. Однако, экстрактивная перегонка благодаря почти неограниченному числу возможных разделяющих агентов имеет намного большее распространение, чем азеотропная. [c.314] Количество добавляемого разделяющего агента следует устанавливать по возможности точнее, так как оно оказывает заметное влияние на эффективность разделения. [c.314] В качестве примера экстрактивной ректификации смеси близкокипящих компонентов уже было рассмотрено разделение смеси н-гептан-метилциклогексан с применением анилина. Система метилциклогексан—толуол имеет кривую равновесия, которая приближается к диагонали диаграммы равновесия пар — жидкость асимптотически. Чтобы получить чистый метилциклогексан, необходимо практически бесконечно большое число теоретических тарелок. Благодаря добавке 55% (мол.) такого полярного растворителя как анилин разделение сильно упрощается. [c.314] В качестве разделяющего агента применяют также твердое вещество. Ино и сотр. [94] успешно использовали для удаления из ацетона малых количеств хлористого метилена соль 2пВга, растворимость которой в ацетоне превышает 50% (масс.). Содержание хлористого метилена в ацетоне удалось снизить до 0,09 . Соль растворяли в ацетоне, применяя куб с мешалкой. [c.315] Принцип экстрактивной перегонки состоит в том, что благодаря разделяющему агенту увеличивается разность концентраций Ал между парами и жидкостью при равновесном испарении. Путем добавления третьего вещества можно даже преобразовать положительный азеотроп в отрицательный [63]. Обычно высококипящий разделяющий агент подбирают таким образом, чтобы относительная летучесть компонентов заметно повышалась. Агент вводят непрерывно в верхнюю часть колонны, чтобы его концентрация оставалась постоянной в жидкой фазе по всей высоте колонны. [c.315] Диаграмма равновесного кнпення смесн H I —Нз SO4—НзО при 750 мм рт. ст. [c.315] Зависимость формы кривой равнове-сия для смеси ацетон —хлороформ от количества введенного метнлиэобутил кетона. [c.316] Разделяющий агент, применяемый для проведения экстрактивной перегонки, должен отвечать следующим требованиям. Он не должен образовывать азеотропа с компонентами разделяемой смеси, должен легко отделяться от компонентов разделяемой смеси, давать с одним из разделяемых компонентов возможно большее положительное отклонение от закона Рауля, а с другим компонентом — возможно меньшее или даже противоположное (отрицательное) отклонение, причем разделяющий агент должен обеспечивать максимальное увеличение относительной летучести исходных компонентов [64]. [c.316] При рассмотрении азеотропной перегонки мы уже познакомились с приемами, позволяющими установить для какой-либо смеси вероятность образования азеотропа (см. разд. 6.2.1). Дополнительные возможности в этом направлении представляет методика Шайбеля [65], основанная на использовании коэффициентов активности компонентов разделяемой смеси. Выделение экстрагированного компонента относительно высококипящего разделяющего агента перегонкой не представляет трудностей. Согласно Бергу [34, 52] в соответствии с данными табл. 41 (см. разд. 6.2.1) наиболее подходящими разделяющими агентами для экстрактивной ректификации являются вещества, принадлежащие классам I и П. Это, главным образом, вещества, которые имеют склонность к образованию прочных водородных связей и могут взаимодействовать и как доноры протонов, и как доноры электронов. Сюда относят фенолы, ароматическе амины (анилин и его производные), высшие спирты, гликоль и т. д. [c.316] Оценка избирательной способности разделяющего агента требует проведения многочисленных опытов. Целесообразно определять кривые равновесия для образцов разделяемой смеси, в которые добавлены различные количества разделяющего агента Роуз [35] описывает результаты таких опытов для смеси -гептан—метилциклогексан, в которую добавляли различные разделяющие агенты. Относительную летучесть компонентов в присутствии растворителя обозначают д. Чтобы можно было сравнить действие различных разделяющих агентов, относительную летучесть компонентов, равную 1,07 в отсутствие агента, условно приравняем к 1. Тогда полезный эффект, вызванный введением разделяющего агента, будет равен N = aja. Очевидно, введе-ние 92% (мол.) анилина в жидкую фазу оказывает наибольшее влияние на фазовое равновесие. Влияние разделяющего агента на относительную летучесть разделяемых компонентов можно также оценить, исходя из интегральных теплот смешения [50]. [c.317] Коган [66 ] показал, что при добавлении третьего компонента к бинарной смеси увеличивается относительная летучесть того компонента смеси, в котором менее всего растворяется третий компонент. Другие приемы подбора разделяющего агента рассмотрены Кафаровым и Гордиевским [67], а также Коганом [68]. Рёк [69 ], а также Портер и Джонсон [70 ] показали, что с помощью распределительной газовой хроматографии при простом аппаратурном оформлении можно подобрать разделяющие агенты, подходящие для экстрактивной перегонки. [c.317] Определение разности между температурами кипения, специально приготовленных эталонных смесей позволяет быстро оценить эффективность разделяющего агента. Для этого смешивают в равных объемах каждый из разделяемых компонентов с предполагаемым разделяющим агентом и опытным путем определяют температуры кипения обеих полученных смесей. Затем эти температуры вычисляют, исходя из мольных концентрации компонентов, при этом предполагают линейную зависимость температуры от состава. Наконец, вычисляют разность температур кипения полученных смесей, при этом используют как экспериментальные, так и расчетные значения температур кипения. Если найденная из опыта разность температур кипения смесей значительно превышает расчетную, то разделяющий агент считают пригодным [35]. [c.317] Экстрактивную перегонку используют не только для разделения бинарных смесей, ее применяют также для выделения отдельных компонентов из многокомпонентных смесей, например бензола из нефтяных фракций [72]. Смеси насыщенных и ненасыщенных углеводородов с почти одинаковыми температурами кипения разделяются экстрактивной ректификацией в присутствии эфиров кетокислоты [73 ]. В последнее время большое значение приобретает разделение низших углеводородов i—Сз [74]. Кар-нер с сотр. [75] исследовал эффективность разделения смеси метилциклогексан—толуол в насадочных колоннах при экстрактивной ректификации с добавлением фурфурола на основании полученных данных были выведены уравнения для расчета процесса ректификации. [c.318] При экстрактивной перегонке, как и при азеотропной, после подбора оптимального разделяющего агента необходимо построить по возможности более точные кривые паро-жидкостного равновесия для тройных или многокомпонентных смесей. Нулл и Пальмер [76] дают рекомендации, как можно получить необходимые данные по равновесию при минимуме экспериментального материала. [c.318] Необходимое число теоретических ступеней разделения определяют расчетным путем по формуле Фенске, подставляя вместо ад значение относительной летучести, полученное в присутствии разделяющего агента (см. разд. 4.7.5.3). Точно также можно выполнить расчет графически по методу Мак-Кэба, учитывая количество исходной смеси и применяя кривую равновесия, которая соответствует возросшей величине (см. разд. 4.7). Как показал Гельбин [7], число теоретических ступеней разделения при экстрактивной ректификации можно рассчитать с помощью метода полюсных точек Бошняковича. [c.318] Головка с электромагнитным флегмоделителем и декантатором для колонн азеотропной ректификации с отбором легкой (а) и тяжелой (б) фаз. [c.320] В табл. 45 дано несколько примеров [64 ] успешного применения экстрактивной ректификации, которые иллюстрируют приведенные выше теоретические положения. [c.320] Вернуться к основной статье