Системы газ жидкость перегонка

Перегонка — весьма удобный способ выделения и очистки продуктов реакции. Разделение смеси жидкостей перегонкой возможно тогда, когда образующийся при перегонке пар имеет другой состав по сравнению с жидкостью. Д. П. Коновалов установил законы, характеризующие соотношения между составами равновесных жидкостей и пара. Согласно первому закону Д. П. Коновалова повышение относительного содержания данного компонента в жидкой фазе всегда вызывает увеличение относительного содержания его в парах. При этом в двухкомпонентной системе пар (по сравнению с находящейся с ним в равновесии жидкостью) относительно богаче тем из компонентов, прибавление которого к системе повышает общее давление пара, т. е. понижает температуру кипения смеси при данном давлении. В качестве примера приведены кривые зависимости состава пара от состава жидкости для смеси бензол — толуол (рис. 34, а). [c.28]

Процессы, основанные на взаимодействии газообразных и жидких реагентов, широко используются в химической и смежных с ней отраслях промышленности. К таким процессам относятся абсорбция и десорбция газов, испарение жидкостей, перегонка жидких смесей (дистилляция и ректификация), пиролиз жидкостей с испарением продуктов пиролиза, ассоциация газовых молекул с образованием жидкостей, полимеризация в газовой фазе с образованием жидких полимеров и т. п. В химических гетерогенных процессах Г — Ж реакции протекают в основном в жидкой фазе, причем реакции предшествует доставка газообразного реагента диффузией его в газе и растворением в жидкости. Для системы Г—Ж наиболее характерны абсорбционные и десорбционные процессы. [c.156]

На различии в равновесных составах жидкой и паровой фаз основано разделение неограниченно растворимых жидкостей перегонкой. На диаграмме кипения верхняя линия /д/ц выражает зависимость температуры конденсации пара от его состава. Нижняя линия /д/в выражает зависимость температуры кипения раствора от его состава. Диаграмма двумя линиями разделена на три поля. Поле / — область существования пара (С = 2 — 1 + 1 =2) поле 2 — область существования жидкости (С = 2 — 1 + 1 =2), системы однофазны, имеют по две степени свободы, т. е. произвольно можно задавать температуру и состав без нарушения равновесия поле 3 характеризует двухфазное состояние системы (пар и жидкость) с одной степенью свободы (С = 2--2+1 = 1), т. е. произвольно можно задавать только один параметр. Каждой температуре кипения соответствуют определенные составы жидкой и паровой фаз. Любая фигуративная точка в поле 3 (например, точка а) отражает валовый (общий) состав системы. Чтобы найти составы фаз, необходимо провести изотерму через точку а. Состав жидкой фазы определяется точкой / (Хв = 0,2), паровой — точкой 2 (уд = 0,6). Пар обогащен компонентом В. Согласно закону Коновалова, прибавление легколетучего компонента В в исходный раствор, например до состава х , вызывает понижение температуры кипения исходной жидкости (от <1 до /г). При изотермическом изменении валового состава системы (от х = 0,4 до Хв = 0,5, что на диаграмме соответствует перемещению фигуративной точки а в точку Ь) число фаз и их составы остаются прежними (лр = 0,4 у = 0,6), но происходит [c.95]

Смещение состава азеотропов при изменении внещних условий определяется вторым законом Вревского если давление (температура) системы жидкость-пар имеет максимум, то при повышении температуры в азеотропной смеси возрастает концентрация того компонента, парциальная молярная теплота испарения которого больше, а если давление (температура) системы раствор-пар имеет минимум, то при повышении температуры в азеотропной смеси возрастает концентрация компонента с меньшей теплотой испарения. Этот закон был установлен Вревским строго термодинамически, но сформулирован в качественной форме. Он определяет возможность разделения азеотропных смесей изменением давления при перегонке. При этом точка азеотропа на диаграмме у — х перемещается и в принципе может совпасть, например, с правым верхним углом диаграммы. Это позволит разделить азеотропную смесь перегонкой. [c.107]

Обезвоживание пропана. Для обезвоживания жидкого пропана применяется одна из разновидностей азеотропной перегонки. В процессе получения и при последующем хранении жидкий пропан поглощает небольшое количество воды в растворенном виде. При полном насыщении и при температуре 27° в пропане содержится 0,092% мол. воды. Активность воды, растворенной в пропане, очень высока, однако эту воду можно отогнать в виде азеотропной смеси [12]. Схема этого процесса изображена на рис. 24. Влажный пропан непрерывно поступает в колонну для обезвоживания. Сухой пропан (температура кипения при атмосферном давлении —42°) получается в виде остатков, а отогнанный продукт представляет собой азеотропную смесь воды и пропана. После конденсации отогнанный продукт расслаивается на две фазы. Верхняя — углеводородная — фаза возвращается в колонну, а нижняя — водная — фаза сливается. Данные по равновесию системы жидкость — пар для пропана, насыщенного водой, приведены в табл. 26. При низких давлениях константа равновесия для испарения воды из раствора в пропане значительно превышает единицу. Это означает, что в данных условиях вода является более летучим компонентом. [c.129]

В двухфазной системе газ — жидкость осуществляются многие производственные процессы, широко распространенные в химической, нефтеперерабатывающей, коксогазовой, металлургической, целлюлозно-бумажной, пищевой и других отраслях промышленности. К ним относятся процессы абсорбции газовых компонентов жидкостями и десорбции газов из жидкой фазы, испарения и конденсации жидкостей (перегонка), ректификации, охлаждения и нагревания газов или жидкостей путем теплообмена между фазами, очистки газов от пыли, тумана и вредных газовых компонентов и т. п. [c.9]

Основные научные исследования относятся к химической термодинамике и кинетике. Открыл (1881— 1884) законы, устанавливающие зависимость относительного состава компонентов в газовой и жидкой фазах растворов от давления пара и температуры кипения двойных жидких систем (законы Коновалова). Создал (1886) основы теории перегонки жидких смесей. Развил (1900) представления о критическом состоянии в системах жидкость — жидкость, указав области гомогенности и расслоения. Экспериментально обосновал (1886— 1900) идеи о химической природе растворов. Детально исследовал гетерогенные каталитические процессы, впервые ввел (1885) понятие активной поверхности, имеющее важное значение в теории гетерогенного катализа, и указал на роль химического взаимодействия реагентов с катализатором при активации молекул. Сформулировал (1886—1888) представления об автокатализе и на год ранее В. Ф. Оствальда вывел (1887) формулу для определения скорости автокаталитических реакций (уравнение Оствальда — Коновалова). [c.251]

Перегонка является весьма удобным способом выделения и очистки продуктов реакции. -Разделение смеси жидкостей перегонкой возможно тогда, когда образующийся при перегонке пар имеет другой состав по сравнению с жидкостью Д. П. Коновалов установил законы, характеризующие соотношения между составами равновесных жидкостей и пара. Согласно первому закону Д. П. Коновалова, повышение относительного содержания данного компонента в жидкой фазе всегда вызывает увеличение относительного содержания его в парах. При этом в двухкомпонентной системе пар [c.27]

График зависимости у от х называется диаграммой равновесия и напоминает у — ж-диаграмму равновесия системы жидкость — пар, применяемую при расчетах перегонки, [c.139]

Анализ процессов адсорбции с неподвижным или движущимся адсорбентом упрощается, если течение происходит настолько медленно, что во всех точках колонны достигается равновесие. Это, нообщс говоря, невозможно в дифференциальных процессах разделения, например при экстракции в системе жидкость — жидкость, абсорбции или перегонке. Когда скорость течения очень мала, наиболее эффективными оказываются адсорбционные методы, а эти методы становятся неэффективными. Интересно, что при проведении процесса в равновесных условиях рабочая линия совпадает с кривой равновесия. [c.154]

Давление насыщенного пара в системах из взаимно нерастворимых жидкостей. Перегонка с водяным паром. Если жидкости взаимно нерастворимы, то давление пара каждой из них останется равным давлению пара ее в чистом состоянии, независимо от присутствия другой жидкости, в каком бы то НН было количестве. Общее давление пара смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей равно сумме давлений пара чистых компонентов (рис. 145) температура кипения всех смесей в такой системе постоянна, пока налицо имеется хоть небольшое количество обеих жидких фаз температура эта будет ниже температур кипевня чистых компоненов. [c.389]

Зависит ли общая упругость паров, выделяемых такой системой жидкостей, от того, в каком количестве входит в эту систему каждая из несмешивающихся жидкостей Нет, не зависит. Состав системы, вообще говоря, в этом отнощении роли не играет парциальные упругости паров воды и нефти зависят не от содержания каждого из них, а только от температуры. Каждый компонент сохраняет упругость, присущую ему, как если бы он был в отдельности, а не вместе с другим. Сумма же парциальных упругостей паров составляет общее давление паров системы. При перегонке оно равно внешнему давлению. [c.75]

По физическому смыслу методы разделения смесей при их частичной кристаллизации аналогичны методам перегонки, когда система пар-жидкость и процессы частичной конденсации и испарения аналогичны системе жидкость - кристаллы и процессам частичной кристаллизации и растворения. По аналогии с перегонкой отношение концентраций в равновесных кристаллической и жидкой фазах (а) называют коэффициентом разделения. [c.299]

Несмотря на то что открытые системы для перегонки, большие и малые, широко применяются в исследованиях веществ, определяющих вкус и запах, для них также характерны трудности, связанные с образованием посторонних примесей и потерей нужных веществ. По мере того как эти недостатки становятся все более очевидными, популярность этих систем падает. Многие исследователи применяли различные методы извлечения потоком газа в открытых и замкнутых системах для перегонки со сбором летучих веществ в ловушках, охлаждаемых сухим льдом или жидким азотом. В качестве увлекающих газов обычно используют азот, гелий и другие инертные газы. Однако применение этого метода связано с двумя основными трудностями. Выделение летучего вещества зависит главным образом от парциального давления этого вещества в газовой фазе, и если давление пара мало или растворимость этого вещества в растворителе пищевого продукта (воде или другой жидкости) велика, то выделение может потребовать большого времени. Если не довести выделение до конца, то изменятся относительные количества высоко- и низкокипящих веществ. Большое значение имеет при этом и эффективность улавливания веществ, особенно в открытых системах. Нужно очень тщательно следить за [c.248]

Дробная перегонка служит для разделения однородной смеси жидкостей, кипящих при различной температуре и не образующих друг с другом постоянно кипящих смесей. В основе всякой дробной перегонки лежит закон фазового равновесия в системе жидкость—пар, открытый Д. П. Коноваловым пар обогащен тем компонентом, прибавление которого к жидкости понижает ее температуру кипения . [c.114]

В основе теории фракционной перегонки лежат два закона фазового равновесия в системе жидкость —пар, разработанные в 1881—1884 гг. Д. П. Коноваловым. [c.70]

Дистилляция. В главу включены теория и основные характеристики процессов перегонки и ректификации на новом уровне, т. е. с использованием термодинамических принципов (данные по оборудованию помещены в разделе, посвященном системам жидкость — газ). [c.6]

Экстракция в системах жидкость — жидкость применяется для разделения смесей, которые трудно или невозмол<но разделить путем дистилляции или перегонки из-за небольшой разности давления их паров, малой летучести или недостаточной термической стойкости, а также вследствие того, что они образуют азеотропные смеси. [c.235]

Большинство процессов разделения включает перенос вещества из одной фазы в другую. Некоторые специальные типы разделения, такие, как термодиффузия, зависят от возникающих разностей концентраций в отдельных фазах. Возможно, самым общим типом переноса, встречающимся в химической технологии, является перенос между газами и жидкостями, который обычно происходит при абсорбции газа, десорбции и перегонке. Другие типы включают перенос в системах жидкость—жидкость при экстракции селективными растворителями, а также перенос в системах газ— твердая фаза или жидкость—твердая фаза при сушке, выщелачивании и кристаллизации. Инженер-проектировщик должен уметь определять тип массообменного оборудования и рассчитывать требуемые размеры и число установок, необходимых для осуществления данной операции разделения. Напротив, инженер-технолог должен применять те же знания для выбора рабочих условий с целью получения желаемой продукции при существующем оборудовании или же диагностировать неполадки. [c.429]

Промышленное выделение этих двух ароматических углеводородов из бензинов прямой гонки нельзя осуществить простым фракционированием или четкой ректификацией из-за образования азеотропных смесей (в особенности с нафтенами) и проводится азеотропной или экстракционной перегонкой избирательной экстракцией и адсорбцией в системе жидкость—твердая фаза. Выбор оптимального процесса зависит от конкретных технико-экономических условий и в значительной степени от природы сырья. [c.57]

Изучение явлений адсорбции, измерение упругости паров высококипящих жидкостей, исследование равновесия и кинетики реакций в гетерогенных системах, наконец, перегонка веществ при низких давлениях,—все это связано с экспериментом, требующим, если не высоких степеней разрежения, то по крайней мере давлений порядка нескольких тысячных долей миллиметра. Такие разрежения не могут быть достигнуты примитивными средствами, и начинающему экспериментатору приходится овладевать более сложной техникой применения высоковакуумных агрегатов. Предварительно нужно установить необходимость применения высокого вакуума в данном эксперименте и в дальнейшем строго соблюдать выработанные практикой приемы работы. Нередки случаи, когда у невнимательного экспериментатора установка называется высоковакуумной только формально, а по существу такое же разрежение мог бы обеспечить хороший масляный насос. [c.99]

При исследовании фракций, содержащих углеводороды С20 и более высококипящнс, можно использовать молекулярную перегонку. При обычной перегонке молекулы, испарившиеся с иоверх-ггости нагреваемой жидкости, сталкиваются между собой, часть их отбрасывается назад к поверхности исларения и конденсируется, поэтому приходится затрачивать дополнительную энергию, повышать температуру системы. Молекулярная перегонка проводится при глубоком вакууме (остаточное давление <0,1 Па) расстояние между поверхностями испарения и конденсации небольшое (10—30 мм), меньше длины свободного пробега молекул. При этом испарившиеся молекулы не сталкиваются и достигают конденсатора с минимальными затратами энергии, что позволяет перегонять вещества при температуре ниже I х температур кипения. [c.65]

В случае, когда в смеси присутствуют два адсорбтива, равновесие аналогично бинарным смесям в системе жидкость-пар представляется графически в координатах у-х. Если составы фаз выражаются в молярных долях менее сорбирующегося компонента (по аналогии с перегонкой более летучего ), кривые адсорбционного равновесия располагаются выше диагонали (рис. 20-2), а их кривизна отражается величиной а, определяемой по выражению (20.8). Как видно из рис. 20-2, при увеличении температуры коэффициент разделения а уменьшается. Аналогичное действие на а оказывает увеличение давления. [c.194]

В остальных случаях можно применять колбы и металлические кубики типа Кляйзена (рис. 22) и Богданова (рис. 23). Изогнутое горлышко колбы Богданова уменьшает возможность переброса жидкости из колбы при колебаниях вакуума в системе. При перегонке парафинсодержащих фракций в отводной трубке может застывать парафин. Чтобы избежать этого, в отводную трубку вкладывают толстую медную или алюминиевую проволоку, тщательно следят за трубкой и, если нужно, осторожно подогревают ее пламенем газовой горелки. [c.43]

Весьма важно знать, какие азеотропные смеси существуют в каждой системе жидкость—пар, так как системы, образующие азеотронные смеси, не удается разделить на индивидуальные коьшоненты простой перегонкой, независимо от применяемого давления. [c.116]

Наиболее распространенные способы сверхочистки основаны на хроматографии — разделёнии компонентов смеси путем использования различий в их распределении между двумя фазами. При хроматографии применяется сравнительно простая техника разделения в соответствии с приведенным выше определением сюда следует отнести даже такие способы, как разделение с помощью делительной воронки (двухфазная система жидкость — жидкость) и фракционную перегонку (двухфазная система газ — жидкость). Однако эти методы требуют довольно больших количеств веществ, и степень разделения, достигаемая при этом, часто оказывается недостаточной. Невысокая степень разделения связана с тем, что процесс разделения здесь происходит в одну (или несколько) стадий. Методы сверхразделения включают процессы, которые происходят в огромное число стадий с очень малыми количествами веществ (несколькими миллиграммами или еще меньше) при этом может быть достигнута необычайно высокая степень разделения. Наиболее часто используются комбинации фаз газ — жидкость и жидкость — твердое вещество. [c.24]

Осн. исследования относятся к хим. термодинамике и кинетике. Открыл (1881 —1884) законы, устанавливающие зависимость относителп.-ного состава компонентов в газовой и жидкой фазах р-ров от давления пара и т-ры кипения двойных жидких систем (законы Коновалова). Создал (1886) основы теории перегонки жидких смесей. Развил (1900) представлепия о критическом состоянии в системах жидкость — жидкость, указан обл. гомогенности и расслоения. Результаты этих исследований легли в основу многих разделов теории хим. технологии — учения о тепло-и массо-передаче, ректификации, смешении, диффузионных процессах в системах жидкость — жидкость и т. д. Эксперим. обосновал (1886 1900) идеи о хим. природе р-ров. Детально исследовал гетерогенные каталитические процессы, впервые ввел (1885) понятие активной поверхности, имеющее важное значение в теории гетерогенного катализа, и указал на роль хим. взаимодействия реагентов с катализатором при активации молекул. Сформулировал (1886—1888) представления об автокатализе и на год ранее В. Ф. Оствальда вывел (1887) ф-лу для определения скорости автока-та/штических р-ций (уравнение Оствальда — Коновалова), не утратившую значения до сих пор. Президент Русского физико-хим, об-ва (1923—1924 и 1927—1928), [c.218]

Двукомпонентные системы. При перегонке жидкостей чаще всего приходится иметь дело с жидкими смесями, состоящими из двух и большего числа компонентов. Здесь мы рассмотрим главным образом систе.мы двухко.мпонентные, причем, имея в виду, что при изучении перегонки приходится иметь дело с жидкостями и парами и что твердая фаза не играет существенной роли, в основно.м мы встрети.м только две систе.мы [c.468]

Очистка веществ дистилляцией основана на том, что при испарении смеси жидкосте й пар получается обычно иного состава — происходит его обогащение легкокинящим компонентом смеси. Поэтому из многих смесей можно удалить легко кипящие примеси или, наоборот, перегнать основное вещество, оставив трудно кипяпще примеси в перегонном аппарате. Часто приходится сталкиваться с системами, при перегонке которых все компоненты отгоняются в неизменном соотношении (азеотропные смеси). В этом случае разделения не происходит и очистка перегонкой невозможна. В качестве примеров азеотропных смесей можно привести водные растворы НС1 (20,24% НС1) и этилового спирта (95,57% jHjOH). [c.14]

Экстракты, полученные с применением растворителей, имеющих более высокую температуру кипения, как, например, дихлорэти-лена, трихлорэтилена, хлороформа, бензола или керосина, взбалтываются обычно с водным раствором кислоты. После перехода. алкалоидов в водную фазу растворители могут быть использованы снова — непосредственно после отделения и.1и после перегонки с водяным паром. Применение вышеуказанных растворителей позво.1яет использовать непрерывную экстракцию в системах жидкость — жидкость. Следует отметить, что экстракция несмешиваю-щимися растворителями связана с применением дорогостояш,их реактивов и оборудования. [c.359]