Разделение смесей взаимно растворимых компонентов

Нефть, как уже было указано, представляет собой чрезвычайно сложную смесь взаимно растворимых органических веществ. Разделить ее нацело на составляющие компоненты практически невозможно, но этого для промышленного применения нефтепродуктов и не требуется. На практике нефть делят на фракции, отличающиеся по пределам выкипания. Это разделение проводится на установках первичной перегонки нефти с применением процессов дистилляции и ректификации. [c.120]

Если соединение состоит из хиральных молекул, то в чистом виде оно всегда оптически активно однако смесь равных количеств энантиомеров оптически неактивна, так как одинаковое по величине, но противоположное по знаку вращение взаимно компенсируется. Такие смеси называют рацемическими смесями [5] или рацематами [6]. Их свойства не всегда полностью совпадают со свойствами индивидуальных энантиомеров. В газообразном или жидком состоянии, а также в растворах их свойства обычно одинаковы, так как в этих случаях смеси почти идеальны, однако в твердом состоянии [7] такие свойства, как температура плавления, теплота плавления, растворимость, часто отличаются. Так, рацемическая винная кислота плавится при температуре 204—206 °С, а ее растворимость в воде при 20 °С составляет 206 г/л, в то же время температура плавления ( + )-или (—)-энантиомера равна 170 °С, а растворимость— 1390 г/л. Процесс выделения двух оптически активных компонентов из рацемической смеси называют разделением. [c.131]

Способность ограниченно смешивающихся жидкостей образовывать гетероазеотропы используется для разделения азеотропных смесей в системах с неограниченной взаимной растворимостью компонентов. Так, азеотропная-смесь в системе пиридин — вода, содержащая 57% пиридина и кипящая при 365 К, методом перегонки не может быть разделена на чистые компоненты. Однако если к такой азеотропной смеси добавить бензол, который образует с водой гетероазеотроп, кипящий при более низкой температуре (342 К), то при перегонке водных растворов пиридина в присутствии бензола можно получить чистый пиридин, а вода вместе с бензолом в виде гетероазе-отропа перейдет в дистиллят. Диаграмма на рис. 139 отвечает системе, в которой гетероазеотроп не образуется. В такой системе во всем интервале концентраций пар богаче жидкости компонентом Б, имеющим более низкую температуру кипения при заданном давлении. Такие системы характеризуются тем, что состав пара (точка О), равновесного с жидкими растворами (точки С и D), не является промежуточным между составами жидких растворов. Кроме того, температура равновесной трехфазной системы не будет самой низкой температурой, при которой существует равновесие пар—жидкость. Систему с ограниченной взаимной растворимостью компонентов второго типа перегонкой можно разделить на два чистых компонента. Примерами систем данного типа могут служить системы вода — фенол, гексан — анилин, вода — никотин, бензол — ацетамид, метанол — тетраэтил-силан и др. [c.398]

В простейшем случае в процессе экстрагирования участвуют три вещества исходная смесь Р двух взаимно растворимых компонентов А и В, подлежащая разделению, и экстрагент С, не полностью смешивающийся с исходной смесью и способный растворять главным образом один из компонентов, например В. [c.740]

Рассмотренные процессы частичного испарения жидкой смеси взаимно растворимых компонентов, позволяя обогатить смесь тем или иным компонентом, не дают возможности разделить смесь с получением компонентов в достаточно чистом виде. Для того чтобы осуществить такое разделение, потребовалось бы многократно повторить процесс частичного испарения и конденсации. [c.25]

При однократных процессах (перегонка в вакууме и молекулярная разгонка) нельзя получить концентрированные продукты высокой степени чистоты. Смесь взаимно растворимых жидкостей, например бензола и толуола, при нагревании закипает при температуре, находящейся между температурами кипения компонентов. Температура кипения смеси тем выше, чем больше содержится в смеси менее летучего вещества. В выделяющихся парах концентрация более летучих веществ больше, чем в исходной смеси. Например, если отогнать часть смеси бензола и толуола и сконденсировать пары, в конденсате бензола окажется больше, чем в исходной смеси, а в оставшейся в кубе жидкости будет больше толуола, чем в исходной смеси. Таким образом, при однократной перегонке происходит лишь частичное разделение смеси. [c.34]

Рассмотрение двух предыдущих случаев показало, что при разделении систем частично растворимых компонентов с верха колонн, будь то укрепляющая или отгонная, может отводиться лишь смесь паров состава, близкого к эвтектическому, а с низа — один из компонентов системы. Однако в некоторых случаях взаимная растворимость компонентов с понижением температуры настолько заметно уменьшается, что представляется возможным путем ожижения, охлаждения и последующего расслоения в отстойнике верхнего продукта колонны получить и другой компонент системы с практически приемлемой степенью чистоты. Примерами такого рода систем являются бутанол — вода или фурфурол — вода. Для разделения подобного рода систем применяется одноколонная установка, оборудованная отстойником ожиженного дистиллята, схема которой приведена на рис. VI.5. [c.276]

Концепция диспергирования основывается на том, что смесь при более высокой температуре получается выше бинодали. Если смесь охлаждается, то снижается взаимная растворимость компонентов. Структура, полученная охлаждением смеси с конечной скоростью, не находится в термодинамическом равновесии и стремится к разделению фаз. Этот процесс вследствие высокой вязкости смеси при обычных температурах протекает очень медленно, поэтому свойства таких систем не меняются в течение длительного времени ( замороженное неравновесие ). Чтобы длительно [c.124]

В зависимости от природы веществ компоненты смеси могут обладать ограниченной взаимной растворимостью, образуя, таким образом, отдельные фазы многокомпонентной системы. В простейшем случае при смешении жидкостей образуются две фазы, в каждой из которых содержатся отдельные компоненты органического и неорганического происхождения. Иногда такие системы образуются искусственно путем добавления компонента, склонного к избирательному растворению. Добавление такого компонента (разделяющего агента) изменяет условия фазового равновесия системы, увеличивая движущую силу процесса, и позволяет применить специальный метод для разделения компонентов исходной смеси. Часто введение разделяющего агента в исходную смесь обуславливается не столько близостью свойств компонентов, а склонностью к разложению, полимеризации и т. п. при высоких температурах. [c.285]

Та же цель, которая преследуется перегонкой в вакууме, в ряде случаев достигается перегонкой с водяным паром. Ввод, водяного пара в разделяемую смесь понижает ее температуру кипения, что создает лучшие условия для отгонки более летучих или термонестойких компонентов смеси. Осуществление этого варианта простой перегонки требует выполнения условий расслоения дистиллята на отгоняемое вещество и воду. Следовательно, данный способ пригоден лишь для смесей с малой взаимной растворимостью их компонентов и воды в конденсированном состоянии в противоположном случае возникла бы проблема разделения дистиллята. Указанному условию обычно удовлетворяют смеси углеводородов, н поэтому перегонка с водяным паром в основном и используется для их грубого разделения на отдельные фракции. В принципе вместо водяного пара может быть использован любой подходящий, т. е. химически инертный по отношению к разделяемой смеси, газ. [c.51]

По характеру фазового превращения фракционную кристаллизацию часто разделяют па кристаллизацию из расплавов, растворов и паровой фазы [1—6]. Следует отметить, что между процессами кристаллизации из расплавов и растворов нет принципиального термодинамического различия. Во всех случаях фракционной кристаллизации исходная смесь содержит, по крайней мере, два компонента, которые в твердом, жидком или газообразном состоянии обладают той или иной взаимной растворимостью. Иногда термин кристаллизация из расплава применяется при разделении смесей высокоплавких компонентов, а термин кристаллизация из раствора — в случаях разделения смесей, кристаллизующихся при низкой температуре. [c.5]

В тех случаях, когда основной компонент комбинированного разделяющего агента полностью смешивается со всеми веществами, подлежащими разделению, или область ограниченной взаимной растворимости с некоторыми из них мала, добавка к нему компонента с малой растворимостью в указанных веществах, например воды, повышает эффективность разделяющего агента в области высоких концентраций, обычно применяемых в процессах экстрактивной ректификации. Если же взаимная растворимость основного компонента разделяющего агента и веществ, образующих заданную смесь, относительно мала, то добавка к нему компонента с еще меньшей растворимостью с указанными веществами нецелесообразна. у [c.99]

Смесь компонентов, растворенная в системе из двух несмешивающихся или частично смешивающихся жидких фаз, распределяется между ними в зависимости от растворимости индивидуальных компонентов в этих фазах или, точнее говоря, в соответствии с их сродством к этим фазам. Распределение компонентов определяется константой распределения Ко- Она представляет собой отношение равновесной концентрации данного компонента в неподвижной фазе к концентрации того же вещества в подвижной фазе, причем предполагается, что это вещество (компонент) находится в обеих фазах в одинаковом состоянии. Таким образом, эффективность разделения компонентов определяется тем, насколько различаются их константы распределения. Для того чтобы можно было использовать с целью хроматографического разделения систему из двух жидких фаз, необходимо, чтобы одна из фаз перемещалась относительно другой, а для этого необходимо иммобилизовать, т. е. прочно закрепить, одну из фаз такая закрепленная жидкая фаза называется неподвижной фазой. Другая фаза должна медленно перемещаться вдоль поверхности раздела с первой, и она называется подвижной фазой. Обе эти фазы должны быть взаимно насыщены, т. е. приведены в равновесие, так как иначе в процессе хроматографического разделения возможно изменение концентрации компонентов самой растворяющей системы. [c.23]

Ректификация смеси вода — метиленхлорид — этанол. Методы разделения этой смеси, по сравнению с ректификацией смеси ацетон —вода усложняются, так как тройная смесь является отрицательным азеотропом (с более низкой температурой кипения, чем у каждого из компонентов смеси). Кроме того, метиленхлорид и вода имеют ограниченную взаимную растворимость. Как указывалось выше, при регенерации летучих растворителей в производстве триацетатного волокна после десорбции в рекуперате образуются два слоя верхний, состоящий из воды, [c.168]

Диаграммы фазового равновесия. В процессе экстракции участвуют по крайней мере три вещества смесь взаимно растворимых двух веществ, подлежащая разделению, и растворитель, не полностью смеигивающийся со смесью и способный растворять один компонент смеси. В данном случае имеет место тройная или трехкомпонентная система, общий состав которой всегда однозначно можно представить точкой в равностороннем треугольнике. [c.605]

Разделение практически не смешивающихся и частично смешивающихся жидкостей в химйческой технологии проводят путем гетерогеннойазео тройной рек-т и ф И/К а ц и и (рис. ХП-ЗЗ). Например, таким способом осуществляют отделение органических веществ от небольших примесей растворенной в них влаги. Процесс проводится в исчерпывающих колоннах I и 2. Исходная смесь, состоящая из компонентов А и S, поступает в отстойник 3, где смешивается с конденсатом из дефлегматора 4, общего для обеих колонн. В отстойнике этот конденсат расслаивается на два слоя, составы которых соответ- ствуют взаимной растворимости компонентов. [c.515]

Пусть, например, требуется выделить толуол из смеси с алка-нами, имеющими практически ту же точку кипения. Разделение подобной системы в обычной колонне практически неосуществимо, поэтому следует прибегнуть к азеотропной ректификации в присутствии третьего компонента. В качестве последнего можно использовать метилэтилкетоп. Полностью взаимно растворимый со всеми компонентами смеси кетон образует с алканами низкокипящий годюазеотроп с точкой кипения, заметно более низкой, чем точка кипения толуола, что позволяет получить сверху колонны смесь азеотропов, а снизу — толуол. Если в систему подается избыток кетона, то нижний продукт представляет собой легко поддающуюся разделению смесь толуола с метилэтилке-тоном. [c.338]

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]

Фракционированная конденсация применяется в тех случаях, когда температура кипения отдельных компонентов сильно разнится, например для разделения коксового газа, водяного газа и др. Ректификация применяется в тех случаях, когда температура веществ, входящих в смесь, мало разнится. Разделение воздушной смеси производится путем предварительного сжижения воздуха и последующей ректификации сжиженной газовой смеси. Основные составляющие воздуха (кислород и азот) при сжижении образуют смесь с полной взаимной растворимостью. Легкокипящим компонентом является азот, труднокипящим — кислород. [c.368]

В процессах азеотропной и экстрактивной ректификации все возрастающее применение аходят комбинированные разделяющие агенты. Чаще всего одно из веществ, входящих в состав такого комбинированного разделяющего агента, ограниченно смешивается с одним или несколькими компонентами заданной смеси. Как было показано выше, ограниченная взаимная растворимость является проявлением больших положительных отклонений от идеального поведения. Поэтому добавка вещества, ограниченно смешивающегося с компонентами заданной смеси, позволяет повысить селективность разделяющего агента. В процессах азеотропной ректификации это позволяет, кроме того, упростить регенерацию разделяющего агента. В процессах экстрактивной ректификации применение таких комбинированных разделяющих агентов, помимо благоприятного влияния на селективность, позволяет понизить температуру кипения кубовой жидкости, что имеет существенное значение, если температуры кипения компонентов заданной смеси и разделяющего агента сильно различаются. Так, применяемый для разделения смесей углеводородов С4 фурфурол при атмосферном давлении кипит при 161°С, а его смесь с 4 вес.% воды — при 102° С. Использование фурфурола с добавкой воды сильно облегчает технологическое оформление процесса экстрактивной ректификации, обеспечивая возможность применения в качестве теплоносителя водяного пара, а в качестве хладагента для конденсации — воды. [c.319]

ЦИИ В Присутствии третьего компонента. В качестве последнего можно использовать метилэтилкетон. Полностью взаимно растворимый со всеми компонентами смеси кетон образует с алка-нами низкокипящий гомоазеотроп с точкой кипения, заметно более низкой, чем точка кипения толуола, что позволяет получить с верха колонны смесь азеотропов, а с низа толуол. Если в систему подается избыток кетона, то нижний продукт представляет собой легко поддающуюся разделению смесь толуола с мети лэтилкетоном. [c.298]