ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Специальные виды перегонки из "Основные процессы и аппараты Изд10" Разделение компонентов с близкими температурами кипения, относительные летучести а которых близки к единице, сопряжено со значительными трудностями. При работе с такими смесями линия равновесия настолько сближается с диагональю диаграммы у—х, что для их разделения требуется очень большое число единиц переноса. Величина а может быть увеличена и разделение облегчено при изменении давления перегонки, обычно путем проведения процесса ректификации под вакуумом. [c.512] Предельным случаем близкокипящих смесей являются нераздельно кипящие, или азеотропные, смеси, для которых а = 1. Чтобы разделить эти смеси, нужно значительно изменять давление, что связано с усложнением и удорожанием установки. Относительно дорогим способом разделения азеотропных смесей является также молекулярная дистилляция (см. ниже). [c.512] В ряде случаев более эффективны такие методы разделения азеотропных смесей, которые основаны на введении в разделяемую смесь добавочного компонента, так называемого разделяющего агента, обладающего избирательным действием. При его добавлении летучесть и коэффициент активности для, низкокипящего компонента возрастают значительно больше, чем для высококипящего, что и облегчает разделение смеси. Применяя различные разделяющие агенты и подбирая их концентрацию, можно изменять в широких пределах относительные летучести компонентов исходной смеси и соответственно распределение ее компонентов между жидкостью и паром. [c.512] Проведение процессов ректификации в прАсутствии разделяющих агентов является общим признаком методов экстрактивной и азеотропной ректификации. Вместе с тем эти методы существенно отличаются друг от друга. При азеотропной ректификации разделяющий агент образовывает азеотропную смесь с одним или несколькими компонентами исходной смеси, в виде которой он отгоняется из ректификационной колонны в качестве дистиллята. При экстрактивной ректификации разделяющий агент должен обладать значительно меньшей летучестью, чем компоненты исходной смеси, и не образовывать с ними азеотропных смесей. Он отводится из колонны с кубовым остатком. [c.512] На рис. ХП-ЗО показано влияние добавки разделяющего компонента на изменение относительной летучести компонентов бинарной смеси. Пунктиром изображены кривые равновесия, получаемые при разделении смеси близкокипящих компонентов (рис. XII-30, а) и азеотропной смеси (рис. ХП-ЗО, б) в присутствии третьего компонента. Из диаграммы у—х видно, что вследствие резкого повышения относительной летучести процесс разделения значительно облегчается и может быть осуществлен при меньшем числе ступеней разделения. [c.512] В секции Г колонны (Ниже ввода исходной смеси) происходит исчерпывание компонента В его пары поднимаются по колонне вверх. Смесь компонента А с агентом С в виде жидкого остатка удаляется из колонны / и направляется в колонну 2 для регенерации разделяющего агента. Из колонны 2 сверху удаляется чистый компонент Л, а снизу отводится разделяющий агент С, который возвращается в колонну /. [c.513] Типичным примером применения экстрактивной ректификации является разделение смеси близкокипящих бензола (компонент А) и цикло-гексана (компонент В) с применением фенола (компонент С) в качестве разделяющего агента. Экстрактивная ректификация проводится только непрерывным способом. [c.513] При азеотропной ректификации обычно используют разделяющий компонент С, который образует с одним из компонентов исходной смеси А или В) азеотропную смесь, обладающую минимальной температурой кипения. Образующаяся более летучая, чем исходная, азеотропная смесь отгоняется в качестве дистиллята, а другой практически чистый компонент удаляется в виде остатка. [c.513] Подбор разделяющего агента производят на основе второго закона Вревского (см. стр. 476), указывающего направление изменения состава азеотропной смеси с температурой. [c.514] На рис. ХП-32 показан вариант процесса азеотропной ректификации, когда образующаяся азеотропная смесь состоит из компонентов с резко отличающейся взаимной растворимостью при разных температурах. [c.514] В качестве Примера применения азеотропной ректификации можно указать на процесс разделения азеотропной смеси этиловый спирт—вода (температура кипения —78 °С), где в качестве разделяющего компонента используют бензол, образующий с йодой и спиртом тройную азеотропную смесь с минимумом температуры кипения ( 64, °С). Остаток, удаляемый из 1 0Л0нны, представляет собой безводный этиловый спирт. [c.514] Процессы азеотропной ректификации проводят непрерывным и периодическим способами, причем в последнем случае разделяемый компонент полностью загружается в куб колонны вместе с исходной смесью, что упрощает схему установки. [c.514] При азеотропной ректификации в большинстве случаев требуется больший расход тепла, чем при экстрактивной ректификации. Кроме того, при азеотропной ректификации более затруднен подбор разделяющего агента и ограничена возможность изменения соотношения его количества и количества исходной смеси сравнительно с экстрактивной ректификацией. [c.514] В качестве разделяющего агента при экстрактивной и азеотропной ректификации все большее распространение получают растворимые твердые вещества, в частности солй, в присутствии которых в благоприятную сторону изменяется соотношение разделяемых компонентов при фазовом равновесии . [c.515] Разделение практически не смешивающихся и частично смешивающихся жидкостей в химйческой технологии проводят путем гетерогеннойазео тройной рек-т и ф И/К а ц и и (рис. ХП-ЗЗ). Например, таким способом осуществляют отделение органических веществ от небольших примесей растворенной в них влаги. Процесс проводится в исчерпывающих колоннах I и 2. Исходная смесь, состоящая из компонентов А и S, поступает в отстойник 3, где смешивается с конденсатом из дефлегматора 4, общего для обеих колонн. В отстойнике этот конденсат расслаивается на два слоя, составы которых соответ- ствуют взаимной растворимости компонентов. [c.515] Раствор А я В (верхний слой) сливается в колонну 1 здесь в результате перегонки образуется пар, представляющий собой гетероазеотроп, который поступает из дефлегматора 4 в отстойник 3. Остаток из клонны 1 является практически чистым компонентом В, который сливается в сборник 5. [c.515] Раствор В в А (нижний слой) разделяется в колонне 2 на гетероазеотроп и компонент 1. Гетероазеотроп близок по составу к гетероазеотропу, отгоняемому из колонны /, поэтому он направляется через общий дефлегматор 4 в отстойник 3. Снизу колонны 2 отводится в сборник 6 практически свободный от примесей компонент А. [c.515] Выше была рассмотрена пленочная ректификация под вакуумом, с помощью которой разделяют неустойчивые органические соединения. Однако температура кипения многих высокомолекулярных веществ (с молекулярным весом 300) даже при значительном вакууме остается слишком высокой для того, чтобы их можно было разделить, не опасаясь разложения. Кроме того, для ряда смесей необходимо свести к минимуму продолжительность разделения. [c.515] Такие смеси разделяют, создавая весьма высокий вакуум над поверхностью жидкости, -соответствующий остаточному давлению 10 — 10 мм рт- ст. В условиях высокого вакуума с уменьшением плотности газа возрастает длина свободного пробега молекул и при достаточно малом остаточном давлении она может стать больше расстояния между поверхностями испарения и конденсации. При этом большая часть молекул, отрывающихся с поверхности испарения, попадает на поверхность конденсации и не возвращается с этой поверхности. Процесс осуществляется при. наличии близкорасположенных поверхностей испарения и конденсации.. [c.515] Вернуться к основной статье