ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние растворителя на равновесие жидкость — пар двухкомпонентной смеси из "Дистилляция" Равновесие системы жидкость — пар двух полностью растворимых друг в друге веществ может быть измеиено прибавлением третьего жидкого компонента. Это приводит к изменению парциального давления вещества в Смеси. Изменяется не только относительная летучесть компонента, но в случае азеотропных смесей может сместиться точка азеотропа. Так, равновесная кривая / (при нулевой концентрации растворителя) (рис. 12) указывает на наличие в азеотропной смеси только парафина и толуола. Смесь парафинов условно рассматривается как октановая фракция, имеющая ту же температуру кипения, что и толуол. При концентрации растворителя, например, равной 50 мол. %, азеотроп распадается и система толуол — парафин разгоняется без затруднений. Добавление растворителя до 100% еще более повышает коэффициент летучести и облегчает разделение компонентов смеси. [c.29] Наиболее типичный характер изменения летучести компонента при прибавлении растворителя показан на рис. 13. [c.29] Растворитель должен быть достаточно нелетучим но отношению к продуктам. Оценка растворителей может быть осуществлена ло их избирательной способности повышать относительную летучесть одного компонента сравнительно с летучестью другого при постоянной концентрации растворителя. [c.30] Если вычислить по предлагаемой методике концентрации паровой фазы у, находяще1 ]ся в равновесии с различными концентрациями жидкой фазы, X при разных температурах t и давлениях / то из полученных данных можно составить новый пространственный график (рис. 15). [c.32] Если перенести кривую изменения температуры в зависимости от концентрации /—2 при данном общем давлении Pi с рис. 14 на рис. 15, то каждая температура / и концентрация жидкой фазы X однозначно определяют на поверхности равновесия состав паровой фазы у. Кривая 1 — 2 на поверхности равновесия (рис. 15) определяет изменение состава паровой фазы у соответственно выбранному общему давлению Р и начальной концентрации v. [c.32] Проекцию пространственной кривой равновесия 1—2 (рис. 15) на плоскость / = onst можно использовать для вычисления статики процесса разделения системы А + В при данном общем давлении Я]. [c.32] Этим давлением определяется температура кипения смеси. Если нанести на рис. 14 разность Р — pz, то образуется поверхность GRSJ. Поверхность равновесного давления рль дистиллируемых веществ DFE и поверхность GRSJ, образуемая разностью P — pz пересекаются по линии 4 — 5 (рис. 14). Она показывает состояние равновесия системы всех концентраций. При перенесении находящихся на кривой 4—5 значений концентраций х и температуры t с рис. 14 на рис. 15 однозначно определяют равновесные концентрации паровой фазы у. [c.32] Если общее давление в системе изменяется, то поверхность GRSJ перемещается поступательно вперед или назад по оси Р. При этом линия пересечения 4 — 5 поверхностей равновесного давления DFE и поверхности разности давления Р — pz GRSJ также перемещается по поверхности DFE. Образующееся множество линий 4 — 5 характеризует равновесные состояния системы веществ А -Ь В с насыщенным водяным паром при разных давлениях. [c.33] Равновесная перегонка заключается в выпаривании определенной части жидкости, которая длительное время находится в соприкосновении с ее парами. В результате между фазами достигается полное равновесие. Затем пар отделяется от жидкости и конденсируется. Зависимость между составом жидкости и составом пара в конце процесса выражается диаграммой равновесия. [c.36] Если в начале процесса концентрация жидкой фазы Хп, то концентрация легколетучего компонента в паровой фазе будет уп и ему отвечает точка М на равновесной кривой (рис. 16). В ходе процесса точка, характеризующая равновесие начальной системы, начнет перемещаться вдоль равновесной кривой влево, т. е. в сторону меньших значений х. Это перемещение возможно до тех пор, пока не будет достигнута точка в которой вся жидкая фаза певратится в паровую и = С. В этом случае и у = х . Следовательно, реальный процесс перегонки мол ет занимать положение между указанными двумя экстремальными значениями. На диаграмме (рис. 16) одному нз возможных состояний будет отвечать точка М2- Определив по диаграмме для этой точки значения Хп — х ц у — X я подставив их в уравнение (33), можно рассчитать количество паровой фазы, если известно начальное количество жидкости. [c.37] Равновесная перегонка сравнительно редко применяется для разделения бинарных смесей. Чаще ее используют для разделения многокомпонентных систем, например, при перегонке нефти. В этом случае смесь нагревают под давлением в трубчатых аппаратах и подают в пространство с пониженным давлением. Образующиеся при этом пары находятся в условиях приблизительного равновесия и отделяются от перегретой жидкости. [c.37] В уравнении (35) неизвестным является е, значение которого находится в пределах О е 1 и зависит при постоянном давлении от температуры. В начале испарения е = 1, а в конце е = 0. [c.38] Количество паровой фазы, образовавшейся из общего колнче ства исходных веществ, зависит от начальной концентрации, температуры и давления. Методы расчета, применяемые для определения количества паровой и жидкой фаз, достаточно просты для двух- и трехкомпонентных смесей. В случае большого количества компонентов решение затрудняется, так как получаются системы уравнений третьей или более высокой степени. Их решение возможно графическими методами и с применением ЭВМ. [c.38] Разница температур кипения, °С. . [c.40] Величина про межуточных фракций. [c.40] Материальный баланс простой перегонки для бинарной смеси записывается исходя из следующего. [c.40] Уравнение (37) известно под названием уравнения Релея. Для получения численных значений по этому уравнению необходимо гтрибегнуть к графическому интегрированию. Непосредственное интегрирование возможно лишь в тех редких случаях, когда известна математическая связь между хну. [c.41] Вернуться к основной статье