Температура кипения, азеотропных бинарных смесей

Рис. X. 64. Схематические диаграммы температура — состав для жидкой и паровой фаз бинарных смесей данного вещества, образующего азеотропную смесь с углеводородами, обладающих одинаковыми точками кипения при нормальных условиях.

Чтобы их разделить, надо употребить какой-либо другой физический метод разделения или прибегнуть к химическим методам. Или, наконец, добавляя третью жидкость, получить иную азеотропную смесь с минимумом температуры кипения, в состав которой входила бы одна, из двух дававших первый азеотроп жидкостей, тогда другой оставшийся компонент, пе входящий в азеотропную смесь, мог бы быть отделен перегонкой. Этот прием применяется часто. Приводим несколько примеров азеотроп-ных бинарных смесей с минимумом и максимумом температуры кипения (табл. 1). [c.35]

Образование азеотропных смесей при перегонке представляет собой частое явление в литературе описано более 3000 бинарных азеотропных смесей [131 известно также большое число тройных азеотропных смесей. Ряд азеотропных смесей с указанием их состава и температур кипения приведен в работе [901.Однако не всегда возможно заранее предугадать, возникнет при перегонке азеотропная смесь или нет. Образование азеотропной смеси тем вероятнее, чем ближе друг к другу температуры кипения [c.212]

При типичной азеотропной перегонке к бинарной смеси, компоненты которой кипят при близких температурах, добавляют третий компонент. Этот компонент образует с одним или обоими компонентами бинарной смеси азеотропную смесь с минимальной точкой кипения, увеличивая тем самым разницу между температурами кипения перегоняющихся фракций. Таким образом, в результате добавления третьего компонента изменяются относительные летучести двух первоначальных составных частей смеси. [c.35]

Отгонка абсолютного этилового спирта возможна по той причине, что после прибавления бензола образовалась тройная смесь, которая имеет более глубокий минимум температуры кипения и содержит в азеотропной точке больше воды, чем азеотропная смесь этиловый спирт — вода. Прибавление третьего компонента для разделения бинарных азеотропных смесей часто используется при азеотропной ректификации. [c.39]

Из изложенных положений следует, что образование бинарного азеотропа определяется отношением давлений паров рассматриваемых веществ и степенью неидеальности образуемой ими системы. Чем больше отклонения от идеального поведения, тем больше могут различаться по температурам кипения вещества, образующие азеотропную смесь. Наоборот, чем ближе система к идеальной, тем [c.8]

Многочисленные жидкие спстемы не образуют азеотропных смесей. Образование азеотропа в бинарной смеси зависит от а) величины отклонения от закона Рауля и б) разности температур кипения обоих чистых комнонентов. Чем меньше отклонение от закона Рауля для данной нары химических веществ, тем при меньшей разности температур кипения может образоваться азеотропная смесь [12]. Эта зависимость представлена графически на рис. 10. [c.117]

Образование и состав азеотропных смесей в значительной степени зависят от давления. Очень часто компоненты бинарной смеси дают азеотроп при давлении около 760 мм рт. ст., однако при более низком давлении образование азеотропной смеси не наблюдается и оба компонента можно отделить друг от друга перегонкой. При давлении выше нормального состав азеотропной смеси с ростом давления постепенно меняется, и в конце концов-наступает момент, когда азеотроп опять исчезает. При этом одновременно может меняться и соотношение температур кипения обоих компонентов (при низких давлениях нижекипящим является один компонент, а при повышенном давлении — второй). В качестве примера можно привести смесь метанола и ацетона [38], образующих азеотроп, который при изменении давления от 200 до 15 ООО мм рт. ст. постепенно обогащается метанолом, причем при низком давлении нижекипящим компонентом является ацетон, а при повышенном — метанол. [c.281]

Если нельзя удалить воду нз данной жидкости в виде бинарной смеси, то иногда к влажной жидкости прибавляют вещество, которое позволяет отогнать воду в виде тройной смесн. Этот прием, однако, применим лишь в том случае, если затем можно отгонкой отделить избыток прибавленного третьего компонента от высушенной жидкости. На этом принципе основан, в частности, способ абсолютирования этанола перегонкой с бензолом [49). Бензол образует с водой и этанолом тройную азеотропную смесь, кипящую при 64,85 и разделяющуюся в сепараторе на два слоя. Нижний слой содержит 32% воды, верхний 7,4% воды. Если верхний слой возвращать из сепаратора в перегонную колбу, то потери этанола при высушивании будут относительно небольшими. Избыточный бензол после удаления воды образует с этанолом бинарную, постоянно кипящую смесь с температурой кипения на 10 ниже, чем температура кипения чистого этанола, которую также можно разделить перегонкой на колонке. Практически в абсолютном этаноле остаются лишь очень небольшие количества бензола. [c.581]

Иногда очень важно определить нижний предел азеотропной области. Например, нафталин образует бинарный почти тангенциальный азеотроп с ж-крезолом и почти тангенциальный зеотроп с м- я п-крезолами [50]. Смесь этих крезолов, содержащаяся в высокотемпературной каменноугольной смоле, имеет такой состав, что дает с нафталином тангенциальную изобару температур кипения при пониженных давлениях от 300 до 700 мм рт. ст. наблюдаются лишь небольшие изменения [71]. Этим методом был определен и верхний предел азеотропной области крезолов с нафталином [32]. Лисицкий [131] подобрал фракцию нафталинового масла, состоящую из нейтральных соединений, кипящую при 210,5 С, которая давала почти тангенциальную изобару с нафталином. Азеотронная депрессия в этом случае не превышала 0,01° С. Необходимо подчеркнуть, что по наблюдениям Лисицкого, в карболовом и нафталиновом маслах, кроме нейтральных соединений, образующих с нафталином азеотропы с малой азеотропной депрессией, содержатся низкокипящие фракции, характеризующиеся почти тангенциальными зеотропными изобарами температур кипения. [c.163]

Многокомпонентные системы, подобно бинарным, образуют часто азеотропные смеси с максимумом давления и минимумом температуры кипения смеси с максимумом температуры кипения встречаются очень редко. Минимум температуры кипения у трехкомпонентных смесей наблюдается в тех случаях, когда, по крайней мере, две бинарные смеси, составленные из тех же компонентов, образуют азеотропные смеси с минимумами температур кипения. При этом тройная смесь имеет более глубокий минимум температуры, чем бинарные смеси. Так, например, азеотропная смесь этиловый спирт—бензол—вода кипит при температуре 64,9 °С, а составленные из ее компонентов азеотропные смеси этиловый спирт—вода, бензол—вода и этиловый спирт—бензол кипят соответственно при температурах 78,2, 69 и 68,3 °С. [c.434]

Аналогичное положение будет иметь место и при ректификации многокомпонентной азеотропной смеси с максимумом температуры кипения. На рис. 52 представлена совокупность кривых фазового равновесия азеотронных разделяемых пар, из которых каждая в отдельности должна рассматриваться как бинарная смесь, обладающая азеотропной точкой с максималь- [c.156]

На фиг. 4-1 (часть VIII) даны соотношения упругостей паров для бинарного раствора вода — пиридин [1]. Эта система показывает заметные отклонения от идеальности и дает смесь, общая упругость паров которой больше, чем у наиболее летучего чистого компонента в результате получается азеотропная смесь с минимальной температурой кипения. Части V, VI и IX фиг. 4-1 показывают парциальные и общие упругости паров для трех бинарных систем, в которых один из компонентов является соответственно парафиновым, циклопарафиновым или ароматическим углеводородом часть V, н-гептан и этиловый спирт [8] часть VI, циклогексан и этиловый спирт [9] часть IX, толуол и уксусная кислота [1]. В каждой из этих систем образуются смеси, общая упругость паров которых больше, чем у наиболее летучего компонента в чистом виде в результате этого образуются азеотроппые смеси с минимальной температурой кипения. Для этих систем отклонение от идеальности очень велико, и в каждом случае образуется азеотропная смесь с значительно более низкой точкой кипения, чем пизкокипящего компонента. Для бинарных растворов, оба компонента которых полностью смешиваются в жидкой фазе, возможнытривида диаграмм температура—состав (включающих как жидкую, так и паровую фазы), как показано на фиг. 4-2. [c.75]

Многокомпонентные смеси, как и бинарные, часто имеют азеотропные точки, характеризующиеся преимущественно максимумом давления и минимумом температуры кипения. Минимум температуры кипения у тройных смесей наблюдается в тех случаях, когда все три или, по крайней мере, две бинарные смеси, содержащие те же компоненты, имеют минимумы температуры кипения. При этом у тройных смесей наблюдается более глубокий минимум температуры кипения, чем у бинарных смесей, составленных из этих же компонентов. Так, например, из компонентов тройной смеси — спирта, бензола и воды — могут быть образованы три бинарные смеси 1) спирт — вода 2) бензол — вода 3) спирт — бензол, Минимумы температур кипения этих смесей равны соответственно 78,2 69 68,3°С, а тройная смесь кипит при еще более низкой температуре 64,9 °С. [c.38]

Непрерывная противоточная перегонка в вакууме. Диаграмма фазового равновесия жидкость-пар бинарной смеси представлена на рис. 12.3. Из этой диаграммы видно, что вода и серная кислота образуют азеотропную смесь с максимальной температурой кипения 336,6 °С при атмосферном давлении, содержащую 98,3 % (мае.) Безводная серная кислота кипит при атмосферном давлении при температуре 296,2 °С, вьщеляя пары 80 и превращаясь при этом также в 98,3 %-ный водный раствор. Водные растворы, содержащие менее 70 % (мае.) Щ80 , при нагревании образуют пар, практически не содержащий серной кислоты. Ниже приведены температуры кипения 98 %-ной кислоты при различных остаточных давлениях [c.412]

Можно предположить, что величины азеотропных областей компонента, образующего бинарные положительные азеотропы с различными гомологическими рядами, будут отличаться друг от друга. Ранее существовало мнение, что изомеры, принадлежащие к одному и тому же гомологическому ряду, не способны образовывать бинарные азеотропы друг с другом. Однако Калингерт и Войцеховский [67] доказали, что два изомерных углеводорода, незначительно отличающихся по температуре кипения, могут образовать отрицательный азеотроп, существующий в очень узком интервале температур и давлений. С изменением давления смесь становится гомо-зеотропной. Азеотропные области, образованные бензолом с парафиновыми и нафтеновыми углеводородами, больше азеотропных [c.52]

Более сложные явления наблюдал Лисицкий при ректификации полиазеотропной смеси, содержащей пиридиновые основания, фенолы и смесь гомологов парафиновых и ароматических углеводородов. Для того, чтобы предсказать, какой вид азеотропов образуется в каждом отдельном случае, необходимо проведение многочисленных широких исследований. Азеотропные области фенолов велики, а азеотропные области пиридинов относительно малы, поэтому тройные седловинные азеотропы не всегда могут образоваться, однако возможно образование положительных бинарных азеотропов, характеризующихся более низкими температурами кипения. [c.114]

Допустим, требуется выделить компонент 1 из азеотропной смеси его с компонентом 2, причем азеотроп 12 в двойной системе образует или минимум, или максимум температуры кипения. Подберем такой компонент 3 — разделяющий агент, который приводил бы в тройной системе 1—2—3 к образованию двойного азеотропа 23 с самой малой температурой кипения зо всей тройной системе. Добавим разделяющий агент в азеотропную смесь 12 с таким расчетом, чтобы состав получившегося тройного раствора соответствовал точке д (рис. VI, 21). Тогда ректификация тройного раствора будет протекать следующим образом. В качестве первой фракции в соответствии с характером фазового равновесия будет отгоняться бинарный азеотроп 23 и точка <7 будет смещаться к точке 1. [c.175]

В качестве примера приведем случай, когда метод продуктового симплекса позволяет определить возможные варианты разделения многокомпонентной азеотропной смеси, чего нельзя добиться с помощью описанных ранее методов это — двадцатикомпонентная азеотропная смесь, представляющая собой нафталиновую фракцию каменноугольной смолы [25]. Из работы [30]. "посвященной исследованию структуры диаграммы данной смеси методом термодинамико-топологического анализа и разработанной на этой основе принципиальной технологической схемы разделения, известно, что рассматриваемая полиазео-тропная смесь образует 38 бинарных азеотропов с положительным и отрицательным отклонением от закона Рауля и 16 тройных седловых азеотропов. Состав разделяемой смеси, температуры кипения и коды компонентов приведены в табл. 111,8. Состав, температуры кипения и коды азеотропов даны в табл. 111,9. [c.123]

Система типа II. Экстракция с флегмой. Условия температуры кипения А, В и С выше температур кипения гетероазео-тропных смесей А — С и В — С Л — С — бинарная азеотропная смесь (смесь А — С, обладая минимальной температурой кипения, кипит при температуре, более высокой, чем гетероазео-тропные смеси) тройные азеотропные смеси отсутствуют. Схема регенерации для этого случая представлена на рис. 84, а соот- [c.160]

Азеотропная перегонка. Если экстракционная перегонка применяется для разделения иарафивовых углеводородов, то азеот-ропную перегонку используют для разделения ароматических углеводородов. Процесс идет также в присутствии третьего компонента, образующего с одним или несколькими компонентами разделяемой смеси азеотропную смесь. Растворитель может образовывать с компонентами азеотропные смеси с минимумом или максимумом на кривой кипения. При разделении бинарной смеси могут получаться азеотропные смеси с минимум температур кипения, но один из азеотропов обычно кипит ниже, чем второй. Растворитель может образовывать гомогенные азеотропные смеси (полная взаимная растворимость растворителя и выделяемого компонента смеси) и гетерогенные азеотропы. Примером последнего служит тройной азеотроп этанол—вода-бензол с Гкип- = 64,9°С (74,1% бензола, 18,5% спирта и 7,4% воды), образующийся при обезвоживании этилового спирта бензолом. [c.55]

В зависимости от типа азеотропной смеси конечные продукты выделяются в виде кубовых остатков (азеотропная смесь с минимумом температуры кипения) или в виде дистиллятов (азеотропная смесь с максимумом температуры кипения). Основные положения технологии разделения бинарных азеотропных смесей методом ректификации приведены в работе [187] . В работе [188] этот общий принцип использован при разделении смеси муравьиная кислота — вода (схема б), а в работе [189] — при разделении смеси метил-борат — метанол (схема а). Для оценки целесообразности и экономич- [c.206]

В соответствии с прежними представлениями (см. стр. 50) верхний и нижний пределы азеотропной области образуются двумя тангенциальными или почти тангенциальными изобарами температур кипения. Это положение остается неизменным для седловинных азеотропов, за исключением двух особенностей. Верхняя изобара температур кипения должна касаться горизонтальной прямой, проведенной через точку = (—) а только в этой точке. Указанную изобару температур кипения будет иметь смесь компонента Я,, ряда (Я) с отрицательным бинарным азеотроиом [(—) А, Р]. Нижняя тангенциальная изобара должна касаться горизонтальной линии, проведенной через точку, что находится в противоречии [c.92]

Часто органические жидкости образуют с водой двойные или тройный азеотропные смеси с температурой кипения более низкой, чем температуры кипения отдельных компонентов. Дистиллят обычно содержит относительно большое количество воды, благодаря чему воду удается отогнать с относительно малыми потерями органического растворителя. Так, например, бензол (т. кип. 80,12°) образует с водой бинарную смесь с т. кип. 69,25°, содержащую 29,6 мол.% воды. Вследствие низкой раство- [c.580]

При таком рассмотрении процесса азеотропной дистилляции нетрудно обнаружить несостоятельность всех тех методов расчета этого процесса, в которых исходные разделяемые и вновь образованные азеотропы принимают за отдельные вещества. Такой прием явно противоречит правилу фаз, так как многокомпонентная смесь принимается за бинарную. Становится понятным также, почему при таком приеме получают Бесьма завышенные результаты расчета как но флегмовому числу, так и по числу теоретических тарелок. Например, при обезвоживании этанола при помощи бензола разность температур кипения тройного и бинарного азеотропов всего лишь 72,5— 69,7 = 2,8°. Следовательно, такая надуманная бинарная смесь , [c.159]

Этим свойством тройной азеотропной смеси можно иногда воспользоваться для разделения бинарных смесей, имеющих азеотропные точки. Так, для абсолютирования С2Н5ОН, т. е. для отгонки чистого этилового спирта из бинарной смеси этиловый спирт — вода, достаточно прибавить к этой смеси такое количество бензола, которое требуется для образования тройной смеси. Отгонка абсолютного этилового спирта возможна по той причине, что после прибавления бензола образовалась тройная смесь, которая имеет более глубокий минимум температуры кипения и содержит в азеотропной точке больше воды, чем азеотропная смесь этиловый спирт — вода. Прибавление третьего компонента для разделения бинарных азеотропных смесей часто используется при азеотропной ректификации. [c.41]

На фиг. 4-1 (часть IV) приведены парциальные и общая упругости паров для бинарного раствора ацетона и сероуглерода [1], а на VII части — те же величины для бинарного раствора ацетона и хлороформа [1]. Интересно о шетить, что ацетон образует с сероуглеродом смесь, общая упругость паров которой больше, чем у самого сероуглерода. Сероуглерод является более летучим чистым компонентом, и поэтому он образует азеотропную смесь с минимальной температурой кипения. Ацетон же с хлороформом образует смесь, с общей упругостью паров меньшей, чем у хлороформа, который является наименее летучим компонентом этой Me nj в результате полз чается азеотропная смесь с максимальной температурой кипения. [c.75]

На основе имеющихся данных, характеризующих азеотропные смеси углеводородов различных типов, и наших экспериментальных результатов можно сделать следующее заключение для пяти бинарных азеотропных смесей с минимальной температурой кипения, образованных данным веществом и парафиновыми, циклопарафиновыми, моноолефиновыми, диолефи-новыми и ароматическими углеводородами соответственно (причем все пять углеводородов имеют одинаковую точку кипения) отклонение парциальных и общих упругостей паров от идеальности будет наибольшим для азеотропной смеси на основе парафинового углеводорода и наименьшим— на основе ароматического углеводорода остальные смеси занимают промежуточное положение и обычно характеризуются величинами того же порядка. Самую большую разницу (понижение) между точками кипения низкокипящего компонента и азеотропной смеси с мпншальной точкой кипения дает азеотропная смесь на основе парафинового углеводорода, а самую низкую — смесь на основе ароматического углеводорода осталь- [c.77]

Так как это является общим свойством таких систем, то пунктирная линия, характеризующая расположение точек кипения и состава бинарных азеотропных смесей этилового пvlpтa и вышеперечисленных парафиновых углеводородов, может быть использована для определения точек кипения и состава бинарных азеотропных смесей этилового спирта с другими парафиновыми углеводородами, для которых известны температуры кипения, но неизвестен состав образующейся азеотропной смеси. Следует отметить, что точки для других углеводородов располагаются над линией для парафиновых углеводородов примерно в следующем порядке циклопарафины, моноолефины, диолефины и ароматические углеводороды. Из этого следует, что с данным, образующим азеотропную смесь веществом, все углеводороды, имеющие примерно одинаковую точку кипения, будут образовывать азеотропные смеси, имеющие приблизительно одинаковый состав (в молярных долях вещества, образующего азеотропную смесь), и что точки кипения этих азеотропных смесей будут понижаться в следующеу порядке ароматические углеводороды, диолефины, моноолефины, циклопарафины, парафины. Та же общая закономерность сохраняется для углеводородов и с другими [c.78]

Несмотря на то, что разница в точках кипения соответствующих азеотропных смесей может бытк значительно меньше, чем таковая у самих изомеров, этот процесс может быть успешно использован вследствие больхлей растянутости линий жидкость — пар на диаграмме состав—температура для двух азеотропных смесей (рассматриваемых как бинарные системы) по сравнению с бинарной системой, состоящей из двух этих изомеров. В тех случаях, когда требуется очистить небольшие количества вещества в колонне, имеющей емкость и задержку слишком большую, чтобы можно было применить прямую перегонку, может быть использована азеотропная перегонка. В этом случае следует брать вещество, образующее азеотропную смесь, кипящую значительно ниже, чем исходная смесь, чтобы иметь возможность получать азеотропный дистиллат со сколь угодно низкой концентрацией данного соединения. Применяя избыток вещества, образующего азеотропную смесь, можно всю взятую для разделения смесь вывести из колонны в виде дистиллата. Этот метод очистки окажется непригодным, если не будет заметной разницы в точках кипения между азеотропной смесью, образуемой загрязнением, и азеотропной смесью выделяемого соединения. В случае же образования тройной азеотропной смеси,состоящей из основного вещества, загрязнения и вещества, образующего азеотропную смесь, загрязнение может быть удалено ценой потери определенного количества выделяемого соединения. Особые преимущества очистки с помощью азеотропной перегонки проявляются в тех случаях, когда вещество, подлежащее очистке, склонно к полимеризации, разложению или другим реакциям уже при обычной температуре его кипения. Добавление подходящего вещества, образующего азеотропную смесь, служит в этих случаях как средством для снижения температуры кипения, так и в качестве разбавителя данного вещества. [c.92]

Азеотропная перегонка используется для разделения ароматических углеводородов. Процесс идет в присутствии третьего компонента, образующего азеотропную смесь с одним или несколькими компонентами разделяемой смеси. Азеотроиные смеси могут быть с минимумом или максимумом температуры кипения. При разделении бинарной смеси могут получаться азео-тропные смеси с минимальной температурой кипения, но одна [c.69]

Винилалкиловые эфиры, как и другие простые эфиры, принадлежат к акцепторным жидкостям, образующим водородные связи с веществами, имеющими подвижный атом водорода. Бинарные смеси простых эфиров со спиртами, сильно ассоциированными за счет водородных связей, характеризуются, однако, положительными отступлениями от закона Рауля. Последнее, вероятно, объясняется большим числом рвущихся водородных связей по сравнению с числом и энергией вновь образующихся связей [11]. Поэтому при достаточной близости температур кипения компонентов наблюдается образованхге гомогенных минимальных азеотропных смесей при перегонке эфирноспиртовых смесей. Согласно Войтсу [12], и.пропиловый спирт (т. кип. 97,19°) и дипропиловый эфир (т. кип. 91°) дают азео-тропную смесь с т. кип. 85,8° и содержанием 32,2 вес. % спирта, а н. бутиловый спирт (т. кип. 117,5°)и дибутиловый эфир (т. кип. 141,9°) дают смесь с т. кии. 117,25° и содержанием 88 вес. % спирта. Этиловый спирт и диэтиловый эфир (разница температур кипения 43,8°) не образуют постоянно кипящей смеси. Отступления от закона Рауля, таким образом, недостаточно для образования экстремума на кривой плотность пара — состав в случае компонентов, значительно отличающихся по температурам кипения. [c.43]

Известно, что кипение бинарной смеси существенно отличается от процесса кипения однородной (чистой) жидкости, Различают азе-отропные и неазеотропные бинарные смеси жидкостей. Азеотропными называются смеси жидкостей, состав которых при кипении не изменяется температура кипения при ps = onst постоянна. Неазеотропные смеси жидкостей при постоянном давлении имеют переменную температуру кипения в зависимости от концентрации компонентов, составляющих данную смесь. При этом [c.27]

Вначале бензиновая (или нефтяная) фракция доводится до кипения в кубе ректификационной колонны эффективностью 20—30 теоретических тарелок. После достижения требуемой температуры конденсации кран на линии отбора дистиллята из головки колонны закрывают, чтобы установилось равновесие при полном орошении. Затем в колонну вводится известное количество азеотропного агента А. Если добавленное количество азеотропного агента не меньше половины задержки колойны, то образуется смесь бинарных азеотропов А, Я,..а), А, Я,. 1), (А, Я,.), (А, Hf+i) и наблюдается понижение температуры конденсации дистиллята. [c.167]

Особенности дистилляции азеотропных смесей. Большинство жидких полностью растворимых бинарных смесей не следует закону Рауля для таких смесей общая упругость пара может получиться больше или меньше суммы упругостей паров этих компонентов при той же температуре. Смеси определенного состава, имеющие минимальную упругость паров (рис. 5-7,а), будут кипеть при более высокой температуре (рис. 5-7,6), а смеси, имеющие максимальную упругость царов (рис. 5-7,г), наоборот, будут кипеть при более низкой температуре (рис. 5-7,<3), чем смеси с другим составом этих компонентов. Из рассмотрения рис. 5-7,6 следует, что если в установке периодического действия осуществлять многократную дистилляцию смесей с концентрациями в точках >1 и 2, то эти точки будут иере-мещаться по кривой кипения до состояния точки а. В результате перегонки можно в кубовом остатке получить азеотропическую смесь (состояние точки а) для смеси с начальной концентрацией в точке 61 в погоне (парах) После его многократной перегонки можно получить в практически чистом виде [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология