ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экстрактивная и азеотропная дистилляция из "Основы технологического проектирования производств органического синтеза" При экстрактивной дистилляции двух близкокипящих жидко-, стей в разделяемую смесь добавляют третью жидкость (или ее пары), что приводит к изменению относительной летучести разделяемых компонентов. Чаще всего этот прием используется в нефтехимической промышленности. Так, по отношению к бутадиену летучесть изобутана составляет 1,209, летучесть изобутилена 1,070, после добавления фурфурола в смесь углеводородов С4 летучесть увеличивается соответственно до 2,6 и 1,666. [c.241] При периодическом процессе третий компонент добавляют в куб колонны (иногда на верхнюю тарелку), при непрерывном — в укрепляющую секцию колонны (вместо флегмы). Добавляемый компонент должен обладать достаточной селективностью по отношению к тяжелой фракции, значительно меньшей летучестью, чем разделяемые жидкости, и быть инертным по отношению к веществам, с которыми он смешивается. Если этот третий компонент полностью растворим в тяжелой фракции, добавку отделяют дистилляцией при ограниченной растворимости — отстаиванием. При отделении толуола от близкокипящих нефтяных продуктов в колонну вводят фенол (в колонну из 50 тарелок разделяемую смесь вводят на 16-ю тарелку, фенол —на 30-ю). Кубовую жидкость (смесь фенола с толуолом) разделяют дистилляцией, причем фенол направляют в первую колонну, а толуол — в сборники готового продукта. [c.241] При азеотропной дистилляции к смеси добавляют жидкость (или пар),которая образует с одним из компонентов азеотропную смесь. Жидкость (пар) добавляют в количестве, достаточном для полного извлечения одного из компонентов смеси. [c.241] В промышленности органического синтеза азеотропную дистилляцию используют для выделения анилина из анилиновой воды . В азеотропной смеси анилин — вода содержится 81,2 вес.% воды и 18,8 вес.% анилина т. кип. смеси 99,5°С (т. кип. анилина при 1 атм равна 184°С). Колонны для азеотропной дистилляции рассчитывают так же, как и обычные, причем азеотропная смесь рассматривается как легкокипящий компонент. При дистилляции воды, содержащей 4 вес.% анилина, достаточно однократного испарения для получения азеотропной смеси и около 10 тарелок — для отгонки 95% анилина от первоначального содержания. Расход пара составляет И—14 г на 1 г извлеченного анилина, расход воды 180— 230 м . При 25—28°С растворимость анилина в воде около 3,5%, а воды в анилине 5%, поэтому анилин отделяется от воды простым отстаиванием с возвращением 3,5%-ной анилиновой воды на повторную дистилляцию, а влажного анилина —на вакуум-перегонку. [c.242] Производство абсолютированного изопропилового спирта (ИПС). В результате простой дистилляции получают азеотропную смесь ИПС с водой (87,7% ИПС, 12,3% НаО т. кип. 80,3°С). Таким образом, в ИПС-сырце на 1 г спирта приходится 155 кг воды, в то время как в тройной смеси ИПС —бензол на 1 т спирта приходится 40 кг воды. Чтобы удалить из смеси всю воду, надо добавить 10т бензола на 1 т воды (или 660кг бензола на 1 т ИПС). Абсолютирование спирта проводят в тарельчатой колонне с 68— 70 тарелками. Бензол подают на верхнюю тарелку, технический ИПС на 50—66-ю. [c.242] Тройная азеотропная смесь (73,8% бензола, 7,5% воды, 18,7% ИПС) охлаждается и расслаивается на водный и бензольный слои. Чтобы извлечь из смеси весь ИПС, в нее добавляют холодную воду. В бензольном слое после расслаивания содержится 80% бензола, 1% воды и 19% ИПС в водном слое содержится 10—15% спирта, остальное — вода. Бензольный слой возвращается на 68— 70-ю тарелку колонны. Количество флегмы составляет 1500 кг на 1 г ИПС-сырца. Кубовый остаток из колонны абсолютирования подвергается повторной дистилляции в насадочной колонне периодического действия для выделения остатков воды и других примесей дистиллят представляет собой готовый продукт. [c.242] Вместо бензола в колонну абсолютирования можно вводить диизопропиловый эфир (ДИПЭ), при этом образуется тройная азеотропная смесь (91% ДИПЭ, 6% ИПС и 3% воды). Из-за малого содержания воды в этой смеси в цикле должно находиться значительно большее количество экстрагента, чем при использовании бензола (для удаления 1 г воды требуется до 32 т ДИПЭ или 10 т бензола). Схема азеотропной дистилляции с применением ДИПЭ в принципе не отличается от описанной выше. Критериями для выбора бензола или ДИПЭ в качестве экстрагента являются экономические показатели. Температура кипения ДИПЭ (68,7° С) несколько ниже, чем бензола (79,6°С),а парциальное давление паров выше. Это приводит к увеличению потерь экстрагента, что особенно важно при большом количестве его в цикле. Однако и этот показатель нельзя рассматривать отдельно от остальных. [c.243] Стоимость переработки составляет около 50% стоимости сырца, в то время как при использовании бензола она равна 30%. Основной перерасход приходится на ДИПЭ, цена которого в 3 раза выше цены на бензол, а потери примерно в 10 раз больше. Энергетические затраты примерно в 1,5—3 раза выше, что связано с большим оборотом ДИПЭ в цикле. Основываясь на этих показателях, технолог-проектировщик должен выбирать бензол. [c.243] Метод азеотропной дистилляции применяется и для абсолютирования других спиртов (например, этилового). [c.243] В производстве противосорняковых препаратов применяется азеотропная дистилляция сточных вод, в которых содержатся фенол, поваренная соль и другие примеси. Процесс ведут в колонне периодического действия, заполненной насадкой из колец Рашига размером 50 X 50 мм. Диаметр колонны 1500 мм, высота насадки 8000мм флегмовое число Я = 2—4. Фенол получают в виде 6%-ного водного раствора, используемого в производственном цикле. Расход пара составляет 8—12 г на 1 т извлеченного фенола. [c.243] Применение перегонки с паром оправдано при одном из следующих условий если в реакционной массе содержится твердое вещество, адсорбирующее часть органического продукта и цементирующее его при исчерпывающей вакуум-перегонке (к таким веществам относятся окислы железа, застывающие смолы и др.) если необходимо провести перегонку при температуре паров ниже 100° С (чтобы предотвратить ухудшение качества продукта). Так, применение перегонки с паром примерно для 40% анилина, полученного восстановлением нитробензола чугунной стружкой (60% продукта отгоняется из реактора за счет тепла реакции) , и для дихлорбен-золов объясняется первой причиной. [c.244] Величину К можно снизить при использовании перегретого пара вместо насыщенного и глухого для компенсации потерь тепла, нагревания жидкости до температуры кипения, равномерного.распределения пара в массе жидкости (перемешивание, кольцевые барбо-теры и др.). Значение К зависит также от заданной степени извлечения органического вещества чем больше степень извлечения, тем больше должен быть К. Можно определить максимальное значение К, выше которого затраты на пар больше стоимости извлеченного продукта. [c.244] Вернуться к основной статье