Азеотропная точка

Рис. 109. Диаграмма состав — температура кипения системы с азеотропной точкой.

I. Х ана зависимость составов жидкой фазы и находящегося с ней в равнс весии пара от температуры для двухкомпонентной жидкой системы А — В при постоянном давлении. Молярный состав жидкой фазы X и насыщенного пара у выражен в процентах вещества А. По иривед нным данным 1) постройте график зависимости состава пара ог состава жидкой фазы при постоянном давлении 2) постройте диаграмму кипения системы А — В 3) определите температуру кипения системы с молярным содержанием а% вещества А каков состав первого пузырька пара над этой системой при какой температуре закончится кипение системы каков состав последней капли жидкой фазы 4) определите сос1ав пара, находящегося в равновесии с жидкой фазой, кипящей при температуре Tt 5) при помощи какого эксперимента можно установить состав жидкой бинарной системы, если она начинает кипеть при температуре Ti при наличии диаграммы кипения системы 6) какой компонент и в каком количестве может быть выделен из системы, состоящей из Ь кг вещества А и с кг вещества В 7) какого компонента и какое количество надо добавить к указанной в п. 6 смеси, чтобы получилась азеотропная система 8) какое количество вещества А будет в парах и в жидкой фазе, если 2 кг смеси с молярным содержанием а% вещества А нагреть до температуры 71 9) определите вариантность системы в азеотропной точке. [c.287]

Если на кривой равновесия для какой-либо смеси имеется точка перегиба, например для смеси этанол—вода, то число теоретических ступеней разделения определяют методами, описанными в разд. 4.7.1 и 4.7.2. Однако при этом вводятся следующие ограничения, а именно концентрация легколетучего компонента в головном продукте % должна быть меньше концентрации в азеотропной точке, а при определении минимального флегмового числа рабочую линию процесса ректификации для укрепляющей части колонны следует[проводить по касательной к кривой равновесия (рис. 65). Если провести рабочую линию а—с , как обычно, от точки а через точку Ь , то на кривой равновесия получатся три точки пересечения Ь , и Ь . Даже при некотором увеличении флегмового числа, начиная с его минимального значения, этой рабочей линии соответствует бесконечно большое число теоретических ступеней разделения. Чтобы получить конечное число теоретических ступеней, необходимо перейти от минимального флегмового числа, соответствующего касательной к кривой равновесия (рабочая линия а—с), к несколько большему флегмовому числу, определяемому рабочей линией а—с после этого можно строить [c.107]

Рис. 39. Изотермы-изобары, пересекающие вершину треугольника составов или азеотропные точки (обозначения те же, что

Пример 1.6. В первых трех колонках табл. 1.6 приведены опытные данные Розанова по давлениям насыщенных паров компонентов и составам равновесных фаз системы ацетон — хлороформ под давлением 101 325 Па. При температуре 65 эта система образует азеотроп с максимальной точкой кипения и концентрацией ацетона в сосуществующих фазах хе=Уе=0,ЬЪЪ. При температуре азеотропной точки давление насыщенных паров ацетона 1=133 322 Па, а хлороформа />2=114 390 Па. Требуется рассчитать данные для построения кривой равновесия у—х по уравнениям Ван Лаара и Маргулеса и сравнить их с приведенными в табл. 1.6 опытными данными. [c.55]

Решение. Найдем значения коэффициентов активности ацетона и хлороформа в азеотропной точке (индекс 1 относится к ацетону, 2 — к хлороформу) [c.55]

Аналогичным образом с помощью тех же значений коэффициентов активности 1 и у е для азеотропной точки могут быть по соотношениям (1.98) и (1.99) найдены константы А В уравнений Маргулеса [c.56]

Перегонка гомогенных азеотропов начальной концентрации хь, совпадающей с концентрацией постоянно кипящей смеси, бесполезна для разделения компонентов раствора, ибо выкипание жидкой и конденсация паровой системы будут проходить при неизменном составе у обеих фаз. Если же начальная концентрация Х[ отличается от азеотропной, то составы паровой п жидкой фаз различаются, и перегонка позволяет достигнуть определенной степени разделения. [c.102]

Выше (стр. 31) было показано, что образование азеотропа является следствием отклонения системы от идеальности. Характер зависимости температуры кипения и состава пара от состава жидкости в бинарных системах, имеющих положительный и отрицательный азеотропы, иллюстрируется рис. 19. При составах жидкости, лежащих до азеотропной точки, в системах с положительными азеотропами пар содержит больше, чем раствор того компонента, концентрация которого принята в качестве независимой переменной. В области концентраций, лежащих за азеотропной точкой, пар относительно богаче вторым компонентом. В системах с отрицательными азеотропами имеет место обратная зависимость. [c.72]

Методы предсказания свойств азеотропов в тройных системах разработаны значительно хуже, чем для бинарных систем. Термодинамические условия образования тройных азеотропов подробно исследованы Хаазе [94] здесь.же рассмотрен лишь приближенный метод предсказания свойств азеотропов в трехкомпонентных системах. Из общих термодинамических положений следует, что возможность образования и характер азеотропа в тройной системе определяются значениями частных производных коэффициентов относительной летучести двух компонентов Б азеотропной точке 8 и е , выражаемых уравнениями [c.93]

Рис. 38. Изотермы-изобары, ие пересекающие вершины треугольника составов или азеотропные точки. Сплошные линии—изотермы-изобары, пунктирные — дистилляционные ЛИНИН.

Другой возможный ход изотерм-изобар и дистилляционных линий вблизи вершины А, азеотропной точки т или М и седловидной точки 5 показан на рис. 39. [c.117]

Для иллюстрации закономерностей, имеющих место в систе мак с седловидной точкой, на рис. 40 изображены изотер иы-изобары (рис. 40,а) и дистилляционные линии (рис. 40,6) в системе метилацетат (Л)—хлороформ (В)—метанол (С). Из рнс. 40 следует что наличие седловидной точки порождает разование четырех семейств изотерм-изобар и дистилляционных линий. Интересно отметить, что все три азеотропные точки (гп1, гп2 и М) являются в этом случае точечными изотермами-изобарами. [c.119]

Между разделяющими линиями ректификации и дистилляции имеется следующая связь. Разделяющая линия ректификации типа I существует при наличии разделяющей линии дистилляции, соответствующей хребту на поверхности температур кипения. Разделяющая линия ректификации типа II не имеет соответствующей ей разделяющей линии дистилляции. Она выходит всегда из какой-либо исходной точки дистилляционных линий и заканчивается в конечной точке этого же семейства дистилляционных линий. Разделяющая линия типа III проходит там, где идет разделяющая линия дистилляции, соответствующая лощине на поверхности температур кипения. Разделяющая линия ректификации типа II—III не имеет соответствующей ей разделяющей линии дистилляции. Она выходит из исходной точки какого-либо семейства дистилляционных линий и заканчивается в вершине или азеотропной точке, не являющейся ни исходной, ни конечной точкой дистилляционных линий. [c.134]

В азеотропной точке составы жидкости и пара одинаковы, поэтому, согласно уравнению (58), коэффициенты активности компонентов выражаются уравнениями [c.182]

Из этих уравнений видно, что наиболее надежно константы определяются, если азеотропная точка лежит в средней области концентраций. При малой концентрации одного из компонентов погрешность расчета возрастает. [c.183]

В качестве примера рассмотрим расчет констант в уравнении Ван-Лаара в системе диоксан—вода. Азеотроп содержит 0,53 мол. доли воды и кипит при атмосферном давлении при 87,8°. Коэффициенты активности в азеотропной точке 1 = 1.57 и У2=1,55. По уравнениям (239) находим Л = 0,68 и 5=0,88. Эти значения констант А и В хорошо согласуются с величинами, рассчитанными выше по обшему давлению. В системах с симметричным ходом зависимости коэффициентов активности компонентов от состава согласно уравнениям (223) равновесие описывается уравнениями с одной константой. Для ее определения достаточно знать только состав азеотропа. Уравнение для расчета константы А получается из уравнений (223) и условия [c.183]

Технологическое преимущество второго способа перед первым заключается в том, что все материальные потоки являются жидкими и для регенерации разделяющего агента нет необходимости в выделении его в чистом виде. Однако при этом в колонку вводится компонент, от которого должен быть освобожден дистиллат. Поэтому применение процесса экстрактивной ректификации с использованием в качестве разделяющего агента раствора минерального вещества возможно лишь для минеральных веществ, обладающих высокой эффективностью. При разделении систем, имеющих азеотропную точку, важно при этом, чтобы в части ректификационной колонки, работающей в присутствии разделяющего агента, получались пары с большей, чем в азеотропе, концентрацией отгоняемого компонента. [c.209]

Гак как заданный состав находится справа от азеотропной точки, то выделить ректификацией в чистом виде можно только ацетон. Вес1> сероуглерод (3,247 моль) перейдет в азеотропную смесь с молярным 1 одержанием 63%. Остальные 37% в азеотропном растворе составит ацето1 [c.206]

Традиционно для разделения многокомпонентных смесей применяют схемы с последовательным расположением оборудования (рис. 5.1), что обусловлено их простотой и надежностью работы. Однако возросшие требования к производству (использование энергетически оптимальных схем разделения) и потребности в новых продуктах, являющихся компонентами сложных смесей (близкокипящие смеси, смеси с наличием азеотропных точек и т. п.), делают необходимым в настоящее время применение в промышленности как схем с многократным использованием массовых разделяющих агентов, так и схем сложного разделения, в которых расположение оборудования делает возможными операции разделения, и система колонн и вспомогательного оборудования должна рассматриваться как единое целое. [c.233]

ИП 1 — отсутствие или незначительная взаимная растворимость компонентов тип 2 — частичная растворимость тип 3 — полная растворимость с наличием азеотропной точки (максимальное давление паров и минимальная температура кипения) тип 4 — полная растворимость с прибли- идеальному раствору тип 5 — полная растворимость с нали-темпера у ° ° точки (минимальное давление паров н максимальная [c.73]

Если силы притяжения между неодинаковыми молекулами больше, чем между одинаковыми, то процесс растворения является экзотермическим. При этом вследствие повышения растворимости компонента в смеси энтальпия испарения раствора превышает энтальпию испарения чистого компонента. Это затрудняет образование паров и вызывает понижение их давления. На рис. 23 (ряд I, тип 5) в качестве примера указаны смеси с азеотропной точкой (с минимумом давления паров). [c.74]

ИМЕЮЩИМИ ТОЧКУ ПЕРЕГИБА И АЗЕОТРОПНУЮ ТОЧКУ [c.107]

Неидеальные смеси, не образующие азеотропа, характеризуются тем, что их кривая равновесия асимптотически приближается к диагонали в верхнем или нижнем углу диаграммы (например, см. рис. 29, е и з). Разделение подобных смесей требует значительного числа теоретических ступеней разделения даже при сравнительно большой разнице в температурах кипения. компонентов. Неидеальные смеси с одной азеотропной точкой (их кратко называют азеотропными) при ректификации образуют (см. разд. 4.6.2), либо азеотроп с минимальной температурой кипения (положительный азеотроп), либо азеотроп с максимальной температурой кипения (отрицательный азеотроп). [c.299]

В первом случае для анализа структур диаграмм фазового равновесия жидкость — пар применимы методы, разработанные для систем, в которых отсутствуют химические реакции. Диаграммы смесей такого типа можно различать по признакам внешнего характера, а именно, по числу азеотропных точек и их расположению в концентрационном симплексе. В работах [29, 30] была предложена соответствующая классификация диаграмм фазового равновесия, основанная на указан . ых нризнакях. [c.192]

Размерность азеотропа соответствует размерности элемента концентрационного симплекса, на котором расположена азеотропная точка. Величины, стоящие в скобках, определяют число азеотропов данной размерности в симплексе концентраций. Число классов диаграмм резко возрастает с увеличением числа компонентов. Так, для бинарных смесей число классов равно 2, для трехкомнонент-,ных —7, для четырехкомпонентных —51 и для пятикомпонентных — 899. [c.193]

Для растворов, которые точно подчиняются закону Рауля, кривые температура — состав могут быть построены по расчетным данным. Если же смесь дает отклонения от закона Рауля, то кривая может быть построена по опытным данным. Однако, если отклонения эти очень велики, то на кривых давление пара — состав (или температура кипения —состав) может появиться максимум или минимум в зависимости от того, положителынз1е или отри-[[ательные отклонения проявляют эти растворы. В точках максимума или минимума кривая жидкости обязательно коснется кривой пара. Такая точка, в которой состав пара и состав жидкости одинаковы, называется азеотропной точкой. Смесь кипит как одно целое, и разделить смесь иа составные части путем перегонки оказывается невозможным. [c.200]

Рис. 3. Соотношения Ра°/ (пунктир) и ТГа/Тг (сплошная линия) в бинарных систеыах, имеющих и не имеющих азеотропную точку.

В зависимости от свойств системы характер поверхности давления (при 7 = onst) различен. В простейшем случае идеальной системы она является плоскостью. В системах с положительными отклонениями от закона Рауля поверхность давления располагается выше, а в системах с отрицательными отклонениями— ниже этой плоскости. Наличие азеотропных точек в бинарных системах, входящих в трехкомпонентную, обусловливает появление на поверхности давления выступов или впадин. Характер поверхности давления в трехкомпонентной системе еще осложняется влиянием совокупного взаимодействия всех компонентов друг с другом. Точка тройного азеотропа, отвечающая экстремуму давления, геометрически определяется как точка касания поверхности давления и плоскости, параллельной плоскости концентрационного треугольника. Рассекая поверхность давления плоскостями, параллельными плоскости треугольника составов, получаем в сечении линии — изотермы-изобары, которые должны быть замкнутыми вблизи точки тройного азеотропа (рис. 20, а). Поверхность давления может иметь такой ход лишь при наличии бинарных азеотропов. [c.74]

При наличии в трехкомпонвнтной системе двух бинарных азеотропов одинакового характера (положительных или отрицательных) между азеотропными точками на поверхности давления проходит хребет или лощина (рис. 20,6). [c.75]

Будет ли вершина концентрационного треугольника или азеотропная точка точечной изотермой-изобарой или через ее пройдет изотерма-изобара конечной протяженности зависит от соотношения температур кипения компонентов системы и азеотропов. Из очевидных геометрических соображений следует, что вершина концентрационного треугольника является точечной изотермой-шобарой, если вблизи нее по сторонам треугольника концентраций кривые температур кипения обеих бинарных смесей имеют наклон одинакового знака, т. е. температуры кипения возрастают или убывают по направлению к вершине. В этом случае часть поверхности температуры кипения вблизи вершины (поднята или опущена и концевые точки линии пересечения этой поверхности с горизонтальными плоскостями (7 = onst) будут лежать на сторонах, сходящихся в вершине. В этом легко убедиться, рассматривая рис. 35—37, на которых изображены изотермы-изобары дистилляционные линии для ряда трехкомпонентных систем. Если вблизи вершины кривые температур кипения имеют разные наклоны, то, как -можно убедиться из рис. 35—37, через эту вершину проходит изотерма-изобара конечной протяженности. [c.118]

Легко видеть, что через точки тройных азеотропов с максимумом или минимумом температуры кипения не могут проходить нзотермы-изобары конечной протяженности, так как в этих точках имеет место максимальная или минимальная темтература системы. Следовательно, тройные азеотропы всегда являются точечными изотермами-изобарами и концевыми точками дис-тилля ционных линий. Этим же свойством обладают точки бинарных азеотропов, если их темтература кипения является минимальной или максимальной в системе. Примерами таких точек являются точки m и М на рис. 37 и точка гп на рис. 36. Если температура кипения бинарного азеотропа не является ни максимальной, ни минимальной в тройной системе, то, как следует из геометрических соображений, через такую азеотропную точку проходит изотерма-изобара конечной протяженности. Примером такой точки является точка mj на рис. 36. [c.118]

В общем случае понижение давления сказывается таким образом, что азеотропная смесь обогащается легкокипящим компонентом. Во многих случаях в конце концов при некотором вакууме, азеотропный состав исчезает. В качестве примера можно указать на разделение смесей этанол—вода и вода—фенол (рис. 226). Вакуумной перегонкой при 70 мм рт. ст. получают абсолютный спирт и без разделяющего агента. Азеотропная точка на кривой равновесия смеси вода—фенол исчезает при остаточном давлении 32 мм рт. ст. Шнайнкер и Пересслени [45] установили, что азеотропная точка смещается следующим образом азеотроп смеси муравьиная кислота—вода при 55 мм рт. ст. содержит 66% (масс.) муравьиной кислоты, а при 200 мм рт. ст. — 72% (масс.) кислоты азеотроп смеси бутанол—бутилацетат при 50 мм рт. ст. содержит 37% (мол.) бутанола, а при 760 мм рт. ст. — 79% (мол.) спирта. [c.306]

Для уяснения причины получения четырех фракций при разгонке раосмотри1м несколько подробнее процесс ректификации смеси 2. По мере отгонки ацетона состав кубового остатка будет перемещаться по секущей, проходящей через точку 2, в направлении разделяющей линии. По достижении последней отгонка ацетона прекращается и начинает отгоняться азеотроп ацетон—хлороформ. При этом состав кубовой жидкости будет изменяться по прямой, соединяющей точку пересечения указанной Рис. 45. Ход процесса выше секущей И разделяющей линии К с ректификации смеси, азеотропной точкой М в направлении, про-состав которой изо- тивоположном последней. Поскольку раз-кЕ Т раздеЗщей Деляющая линия—кривая, вогнутая по от-линии ректификации. ношению к вершине ацетона, такое изменение состава кубовой жидкости приведет к тому, что точка этого состава окажется за пределами разделяющей линии в другой ректификационной области, где первой фракцией является хлороформ. После отгонки некоторого количества последнего, точка состава кубовой жидкости вновь воз-В(ращается на разделяющую линию. [c.126]

Если концентрация разделяющего агента больше азеотропной, то он является высококипящим компонентом и должен концентрироваться на нижних тарелках. Обычно стремятся к тому, чтобы концентрация разделяющего агента на возможно большем числе тарелок была близка к азеотропной при минимальном содержании разделяющего агента в кубе.. Чаще всего это довольно легко осуществить вследствие отмеченного выше большого различия составов равновесных жидкой и паровой фаз в системе, состоящей из компонента заданной смеси и разделяющего агента. Характерным примером в этом отношении является кривая, приводимая на рис. 85. Из рис. 85 следует, что от куба до второй тарелки концентрация разделяющего агента резко возрастает от весьма малой до величины, близкой к средней концентрации по высоте колонны. На остальных тридцати тарелках изменение концентрации разделяющего агента срав- [c.216]

Разумеется, для разделения близкокипящих компонентов и неидеальных смесей, не образующих азеотропа, можно подобрать ректификационные колонны эффективностью в 100 и более теоретических ступеней разделения, поскольку насадка с ВЭТС, равной 1—2 см, сейчас не является уже редкостью. Однако вместо применения колонн с 200 или даже 300 теоретическими ступенями разделения (относительная летучесть а = 1,03 — 1,02) такие смеси можно разделить, если воздействовать на фазовое равновесие в направлении повышения значений а и достижения более благоприятных условий разделения. В качестве примера рассмотрим экстрактивную ректификацию смеси близкокипящих компонентов н-гептан — метилциклогексан, для которых разность температур кипения составляет 2,7 °С (а = 1,075). При обычной ректификации с бесконечным флегмовым числом требуется 48 теоретических ступеней, чтобы сконцентрировать смесь от 15,3 до 95,4% (мол.). Если же в смесь добавить 70% (масс.) анилина, то такого же обогащения можно достигнуть при числе теоретических ступеней 12,4 и флегмовом числе V = 35. При этом относительная летучесть возрастает с 1,07 до 1,30 [35]. Если смесь является азеотропной, то чистые компоненты можно получить только с помощью селективного метода разделения. [c.301]

Закономерности ректификации трехкомпонентных смесей с азеотропными точками были изучены Петликом и Аветьяном [39а]. Лино с сотр. [40] методом азеотропной ректификации с добавкой бромистого этилена удалось удалить из ацетона следы воды вплоть до концентрации менее 1400 ppm. [c.305]

Руководство по лабораторной ректификации 1960 (1960) -- [ c.80 , c.332 , c.336 , c.338 , c.352 ]

Основные процессы и аппараты Изд10 (2004) -- [ c.476 ]

Основы физической и коллоидной химии Издание 3 (1964) -- [ c.138 ]

Технология спирта Издание 3 (1960) -- [ c.336 ]

Препаративная органическая химия Издание 2 (1964) -- [ c.27 ]

Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 8 (1971) -- [ c.502 ]

Краткий курс физической химии Издание 3 (1963) -- [ c.298 , c.300 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология