ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы процессов дестилляции и ректификации из "Общая химическая технология топлива" Когда жидкость, состоящая из двух компонентов А я В, нагреется до точки кипения, то она выделяет Пар состава Хг (рис. 298 точка а ), более богатого компонентом А, а жидкость станет более бедной этим компонентом. При продолжении перегонки и повышении температуры точка а будет сдвигаться влево, жидкость а будет обогащаться вкк компонентом при этом температура кипения по мере испарения будет возрастать. [c.458] Это разделение взаиморастворимых компонентов достигается применением ректификационных колонн, в которых осуществляется многократное испарение. [c.458] Процесс испарения можно проводить двумя принципиально отличающимися способами. [c.458] В процессе многократного испарения в отличие от способа однократного испарения нагрев производится не сразу, а как бы отдельными ступенями, причем каждую такую ступень можно рассматривать как процесс однократного испарения, происходящий в бесконечно малый промежуток врехмени. [c.459] Примером способа однократного испарения служит трубчатая нефтеперегонная установка. В качестве установки, иллюстрирующей применение способа многократного испарения, можно указать на куб периодического действия. Для обычной бинарной системы концентрации компонентов в паровой и жидкой фазах зависят исключительно от конечной температуры нагрева и не зависят от применяемого способа испарения. Однако следует указать, что при одной и той же конечной температуре нагрева количество отгоняющихся паров при однократном испарении будет больше, чем при постепенном испарении. Вместе с тем при одном и том же количестве образовавшейся паровой фазы количество низкокипящего компонента в жидкости будет больше при однократном испарении, чем при многократном, так как при этом температура системы будет ниже. Более низкая температура при способе однократного испарения, при одной и той же величине отбора, приводит к более экономному расходу тепла на нагрев по сравнению со способом многократного испарения. Понижение температуры при однократном испарении обусловливается тем, что парциальные давления компонентов перегоняемой смеси, например сырого бензола или нефти, кипящих при различных температурных интервалах, будут ниже давления каждого ее чистого компонента, что и приведет к конечному снижению температуры перегонки. Легкие фракции увлекают более тяжелые благодаря их различной упругости паров. В американской практике это явление называется тянущим (drawing) эффектом. [c.459] Дестилляция смол, сырого бензола и других смесей при нормальных условиях состоит в нагревании этих смесей при атмосферном давлении с разделением их на отдельные фракции. В случае дестилляции при атмосферном давлении может иметь место разложение некоторых групп, составляющих перегоняемые смеси сильное разложение этих составных групп наблюдается при дестилляции первичных смол. Для уменьшения разложения составных частей смол при дестилляции применяется водяной пар. [c.459] При дестилляции роль водяного пара состоит, главным образом, в понижении парциального давления испаряющихся компонентов. Помимо понижения температуры испарения компонентов применение водяного пара вызывает интенсивное движение дестиллируемого исходного сырья, что уменьшает степень его перегрева у нагретых стенок нагревателя. [c.459] При кипении парообразование происходит внутри самой жидкости и и н теней в нее в тех местах нагреваемого сосуда, где н а-грев больше. Испарение происходит при любой температуре с различной скоростью независимо от внешнего давления. Процесс кипения происходит при данном внешнем давлении при определенной температуре. [c.460] При перегонке водяной пар, поступающий в жидкость, раздробляется на мельчайшие пузырьки, создавая таким образом ббльшую поверхность для испарения в них дестиллируемой жидкости. Вследствие этого можно считать, что весь выходящий объем пара будет почти насыщен пара.ми испаряющегося компонента, которые, проходя через слой разгоняемой смеси, согласно закону Дальтона могут включать в себя такое ее количество, которое соответствует давлению паров этой смеси при данной температуре. [c.460] Например, если впускаемый в перепонный аппарат пар имеет давление р = 760 мм Hg, а упругость насыщенных паров перегоняемой смеси при данной температуре t должна быть = 200 тм Hg, то и испарение смеси будет происходить до тех пор, пока парциальное давление водяных паров не станет равно 560 мм, а паров смеси 200 мм Hg. Так как испарение происходит за счет отаятия тепла от смеси, то для компенсации этой потери необходимо подводить тепло извне. Взамен подводимого извне тепла можно увеличить количество подаваемого водяного пара. Но тогда часть водяного пара может сконденсироваться, в результате чего снижается температура смеси. При правильно проводимом процессе дестилляции необходимо с увеличением температуры отбираемой фракции увеличить подачу количества водяного пара на весовую единицу фракции. Количество вводимого ВОДЯНОГО пара зависит как от температурных пределов кипения перегоняемой фракции, так и от системы дестилляции. [c.460] Из сопоставления уравнений 149 и 150 вытекает, что система с перегретым водяным паром может рассматриваться как простая бинарная система, находящаяся при внешнем давлении Рн — p,i, т. е. при более низком давлении, чем бинарная система без перегретого водяного пара. Таким образом вводимый перегретый водяной пар снижает внешнее давление на величину Рн и создает условия, которые были бы в случае наличия в аппарате вакуума. Следовательно, в присутствии перегретого водяного пара при одинаковом внешнем давлении Р и одинаковой концентрации жидкости х, температура системы будет ниже по сравнению с той, в которой не применяется водяной пар. [c.461] Расход водяного пара можно определить следующим образом. [c.461] Это отношение выражает расход в кг водяного пара на 1 кг отгоняемого продукта при условии полного насыщения парового пространства отгоняемыми парами. На практике расход пара обычно приближается к теоретическому. Увеличение расхода по сравнению с теоретическим вызывается, главным образом, несовершенством парораспределительных устройств в аппаратуре. [c.461] например, при дестилляции на периодически действующих кубах или кубовых батареях расход водяного пара на единицу дестиллята больше, чем при дестилляции в трубчатых печах. Это снижение количества пара в трубчатой системе компенсируется высоким нагревом исходного сырья. Так как пра1ктически состояния насыщения достигнуть нельзя, то действительный расход пара выше теоретического. [c.461] Понижения температуры дестилляции можно достигнуть также применением вакуума. [c.461] Зависимость понижения температуры кипения ксиленола или гептоде-кана от давления показана на рис. 299 и 300. [c.461] Т/ и Те — температуры кипения другого вещества при соответственных давлениях р и р . [c.461] Та = 603° С, а для нормального октана Те — 398,8° и — 1,51. [c.461] Зная температуры кипения нонадекана при других давлениях, можно вычислить температуры кипения октана при этих же давлениях. По полученным данным строят кривые кипения. [c.462] Вернуться к основной статье