ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние давления и температуры в паровой зоне из "Мембранные процессы разделения жидких смесей" Поскольку литературные данные по рассматриваемому вопросу противоречивы, для выяснения влияния давления пара на скорость и селективность процесса были поставлены специальные опыты [42], результаты которых представлены на рис. П-36 (мембрана из полиэтилена). Первая серия опытов проводилась при = 52,9 °С, вторая — при = 52,9 °С и = 20 °С. Давление пара в обеих сериях изменялось от 2,67 кН/м (20 мм рт. ст.) до атмосферного. [c.167] Совершенно иная картина наблюдается при = 52,9 °С, а = = 20 °С. При достаточно высоком вакууме [для бензола 2,67— 45,3 кН/м (20—340 мм рт. ст.), для м-гексана — от 2,67 до 60 кН/м (20—450 мм рт. ст.) и т. д.] скорость проницания меньше, чем в первой серии опытов (при = 52,9 °С). Вероятно, это можно объяснить тем, что средняя температура мембраны несколько ниже, так как нижняя камера 14 (см. рис. П-17) охлаждается. В то же время скорость проницания при атмосферном давлении достаточно велика и незначительно отличается от скорости проницания при Рп = 2,67 кН/м2 (20 мм рт. ст.). [c.167] В том случае, когда нижняя камера обогревается ( == п) температура практически равна температуре жидкости и температуре мембраны (см. стр. 182). Когда вакуум достаточно велик, концентрация паров в нижней камере мала, и движущая сила процесса отвода молекул, проникших через мембрану с ее нижней поверхности в паровую фазу, велика. При повышении давления в системе давление паров в объеме нижней камеры возрастает, движущая сила уменьшается и в пределе при давлении пара, равном атмосферному, падает до нуля. [c.167] В том случае, когда нижняя камера охлаждается ( ж= 52,9 °С, п = 20 °С), давление паров в ней понижается, возникают конвективные потоки охлажденных паров вниз и движущая сила становится достаточно большой (даже при Рп, равном атмосферному давлению). [c.167] Р = 74,7 кН/м2 (560 мм рт. ст.) никакого разделения не наблюдается (т. е. состав жидкости равен составу пара) . При дальнейшем увеличении пар обогащается не бензолом, а к-гексаном. Качественно это можно объяснить тем, что скорость проницания бензола с увеличением давления уменьшается быстрее (см. рис. 11-36). При = 4,67 кН/м2 (350 мм рт. ст.) скорость проницания бензола равна скорости проницания к-гексана, а при дальнейшем увеличении давления к-гексан начинает проникать быстрее бензола. [c.168] Зависимость коэффициента разделения бинарных смесей углеводородов от давления и температуры пара была изучена на примере разделения следующих смесей (см. Приложение IX) к-гептан — изооктан, к-гексан — к-октан и др. [c.168] Результаты экспериментов приведены в табл. П-10. Анализ полученных данных позволяет сделать ряд интересных выводов. [c.168] Следует особо подчеркнуть, что последние две смеси, в отличие от первых, не являются идеальными, т. е. коэффициенты отклонения от аддитивности заметно больше единицы. Эти коэффициенты не остаются постоянными при изменении Р и однако характер их изменения для смесей бензол — к-гексан и бензол — циклогексан один и тот же. При увеличении давления примерно до 60 кН/м (450 мм рт. ст.) они изменяются незначительно. С дальнейшим увеличением давления у бензола (т. е. компонента, имеюш его большую теплоту испарения) в обеих смесях растет, а у к-гексана и у цикло-гексана уменьшаются, причем для смеси бензол — к-гексан эти изменения гораздо заметнее. Вероятно, это связано с тем, что различие в теплотах парообразования бензола и к-гексана больше, чем бензола и циклогексапа, и поэтому соотношение скоростей проницания бензола и к-гексана с увеличением давления изменяется гораздо резче. [c.170] Таким образом, для полиолефиновых мембран коэффициент разделения двойных смесей углеводородов при изменении температуры и давления паров, отводимых от мембраны, зависит от соотношения теплот испарения и коэффициентов диффузии компонентов смеси. Выводы, сделанные применительно к идеальным смесям, справедливы и для неидеальных смесей. Однако коэффициенты отклонения от аддитивности компонентов смеси остаются неизменными только в некотором интервале давлений в данных примерах — от 3,33 кН/м (25 мм рт. ст.) до 60 кН/м (450 мм рт. ст.), а затем начинают изменяться. [c.170] Вернуться к основной статье