ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы разделения и очистки из "Общая химическая технология Том 2" В технологии продуктов основного органического синтеза процессы, связанные с химическими превращениями, обычно составляют далеко не большую часть всех производственных операций, так как для предварительной подготовки углеродсодержащих исходных веществ, неорганических реагентов и вспомогательных веществ (растворители и др.), для разделения продуктов реакций и очистки целевых и побочных продуктов в подавляющем большинстве случаев требуется значительно большее количество аппаратов и другого оборудования, чем для проведения основных химических процессов. [c.324] Экстракция является процессом выделения из раствора жидкого или твердого вещества путем обработки этого раствора соответствующим растворителем (экстрагентом), который не смешивается с исходным раствором, но хорошо растворяет извлекаемое вещество. Непрерывную экстракцию проводят большей частью в аппаратах колонного типа с насадкой или без насадки (рис. 120) экстрагируемый раствор и экстрагент движутся противотоком друг к другу. Применяют как однократную экстракцию (в одной экстракционной колонне), так и многоступенчатую (в нескольких последовательно установленных колоннах с раздельным вводом экстрагента в каждую колонну). [c.325] Получаемый насыщенный экс- j трагент подвергается далее дистилляции с возвратом экстрагента в процесс. [c.325] Большое значение при выборе абсорбента имеет его селективность по отношению к абсорбируемым компонентам. Абсорбенты, являющиеся высшими гомологами абсорбируемых веществ или близкие к ним по химическому строению, представляют собой, так сказать, абсорбенты с нормальной селективностью (абсорбция подчиняется законам Генри и Рауля). Вещества же, сильно отличающиеся от абсорбируемых веществ по составу, либо не абсорбируют их (например, вода не абсорбирует парафины или бензол), либо мало абсорбируют, либо абсорбируют неожиданно много (например, ацетон и диметилформамид являются прекрасными абсорбентами ацетилена, стр. 439 и 456). [c.325] А—без насадки Б—с насадкой. Условные обозначения Л—легкая фракция Г—тяжелая фракция. [c.325] ЖИДКОСТЬЮ. Хемосорбционными процессами являются, например, различные жидкостные процессы сероочистки (см. том I, стр. 279), улавливание из газов хлора и хлористого водорода известковым молоком и др. [c.326] Главными аппаратами абсорбционных процессов являются тарельчатые и насадочные абсорбционные колонны, высота которых (зависящая в основном от требуемой степени извлечения) обычно составляет 10—15 м, но может достигать и 50 м. Диаметр колонн различной производительности составляет 1—2,5 м, а при очень больших масштабах производства—до 4—5 м. В некоторых случаях вместо одной высокой колонны последовательно устанавливают несколько колонн небольшой высоты. При проведении абсорбции под давлением до 30 ат в производствах большого масштаба целесообразнее (для уменьшения расхода металла) устанавливать несколько колонн небольшого диаметра с более тонкими стенками, чем одну толстостенную колонну большого диаметра. Кроме колонн, оборудование процессов абсорбции обычно включает компрессоры для подачи газа, холодильники для предварительного и промежуточного охлаждения газа и абсорбента, десорбционную колонну с теплообменниками, а также промежуточные сборники и насосы, при помощи которых осуществляется циркуляция абсорбента. [c.326] Адсорбция представляет собой процесс поглощения компонентов жидкой или газовой смеси твердыми микропористыми веществами (адсорбентами), имеющими высокоразвитую поверхность. Адсорбированные вещества выделяют из адсорбента при пропускании через него нагретых газов или водяного пара. [c.326] К адсорбции может быть отнесена также очистка воды и отделение водных растворов органических веществ от неорганических электролитов при помощи ионообменных смол (стр. 722). [c.326] Процессы адсорбции ранее осуществлялись по периодической или полунепрерывной схеме . По мере увеличения масштабов производства синтетических продуктов все большее применение получают процессы непрерывной адсорбции с противоточным движением газов (или жидкостей) и адсорбентов в аппаратах колонного типа. [c.326] Дистилляция, или ректификация, является методом раз деления смесей летучих веществ посредством противоточного взаимодей ствия жидкой и паровой фаз этой смеси. Этот метод основан на физических законах равновесия фаз. Дистилляция—самый распространенный и на дежный метод разделения летучих смесей в технологии основного органи ческого синтеза. Пределы температур и давлений, при которых проводится дистилляция, весьма широки от —150° (разделение углеводородных га зов) до -1-350° (дистилляция высших углеводородов) и от 1 —10 мм рт. ст (вакуум-дистилляция полигликолей) до 50 ат (разделение газов). [c.326] По числу разделяемых летучих компонентов различают одно-, двухтрех- и многокомпонентные смеси. [c.326] При периодической схеме дистилляции достаточно одной колонны, для непрерывного же разделения смеси из п компонентов требуется не менее п—1 колонн. [c.327] для разделения дистилляцией смеси всех четырех хлорзамещенных метана, полученных его хлорированием (стр. 360) и освобожденных от избыточного СН и хлористого водорода, требуется три колонны, независимо от схемы коммуникаций дистиллятов и кубовых остатков в дистилляционной системе (рис. 121). [c.327] Л—ректификация с отбором дистиллятов в порядке понижения их летучести В—ректификация с отбором кубовых жидкостей в порядке повышения их летучести В—комбинированная схема ректификации. [c.327] В смысле расхода греющего агента (пар) и хладоагента (вода) выгоднее схема А, по которой из смеси в системе колонн последовательно отгоняются дистилляты в порядке уменьшения их летучести. Наибольшее же количество пара и воды расходуется при дистилляции по схеме Б] в этом случае из исходной смеси компоненты отбираются в виде кубовых жидкостей в порядке увеличения их летучести. При дистилляции по комбинированным схемам (например, по схеме В) расход пара и воды может быть меньше, чем расход по схеме Б. В зависимости от физико-химических характеристик разделяемой смеси (относительные количества компонентов, теплота испарения, температуры кипения и т. д.) схема А не всегда является наилучшей, и зачастую приходится применять другие варианты коммуникаций, более приемлемые по условиям данного процесса. [c.327] По внутреннему устройству дистилляционные колонны разделяются на тарельчатые (с колпачками и ситчатые) и насадочные в качестве насадки применяют керамические или фарфоровые кольца диаметром от 50 до 15 мм. В последнее время получают распространение колонны с видоизмененными ситчатыми тарелками, в которых имеются штампованные перфорированные круглые отверстия или щели такие тарелки не имеют переливных трубок. [c.327] Степень чистоты разделяемых фракций, достигаемая при дистилляции, завдант прежде всего от относительной летучести компонентов. Чем больше разница между температурами их кипения, тем полнее разделение. Кроме того, степень чистоты зависит от устройства колонны (число тарелок, высота насадки) и условий процесса дистилляции—интенсивности орошения колонны обратным дистиллятом (флегмой). Чем больше в колонне тарелок или выше (и мельче) насадка и чем интенсивнее орошение, тем чище получаемые фракции. [c.327] Диаметры колонн составляют 0,35—З ж. [c.328] Дистилляционная аппаратура периодического действия применяется на установках небольшой мощности, а также при получении продуктов высокой чистоты путем повторной перегонки полученных дистиллятов. В последнем случае применяется усиленное орошение колонны (высокие флегмовые числа) в начале и в конце дистилляции для отделения низко- и высококипящих примесей. [c.328] Вернуться к основной статье