Разделение жидких бинарных растворов

Приведенные выше уравнения показывают, как по изотермам кажущейся адсорбции можно вычислить истинную адсорбцию, состав адсорбированной фазы и коэффициент разделения, если известна величина норового объема. Другим способом получения этих величин является метод адсорбции непосредственно из паровой фазы, В этом методе адсорбент помещается в паровую фазу над бинарным раствором известного состава, а затем по разностям количеств и концентрации исходного и полученного растворов определяется общая адсорбция каждого компонента. Поскольку все три фазы — жидкая, паровая и адсорбированная — находятся. в равновесии, состав адсорбированной фазы должен быть тем же, что и при непосредственном контакте с жидкостью. Впервые этот метод был применен в 1913 г. Вильямсом к системе уксусная кислота — вода — древесный уголь [49], однако до настоящего времени он мало использовался. Вильямс вывел также уравнение для расчета изотермы истинной адсорбции, которое хотя и отличается по форме, но все же эквивалентно уравнению (6). [c.140]

Расчет процессов экстракции основывается на совместном решении рассмотренных ранее уравнений материального баланса и фазового равновесия. Тепловые эффекты перехода вещества из одной жидкой фазы в другую, если такой переход не сопровождается химическим взаимодействием, обычно невелики. Поэтому изменение температуры растворов в процессе экстракции приходится учитывать только в особых случаях. Обычно же считают, что процесс протекает в изотермических условиях. Для расчета процессов, в которых между двумя несмешивающимися фазами распределяется один компонент, а также для расчета процессов разделения бинарных смесей широко применяются графические методы. На рис. V. 40 дан графический расчет процесса одноступенчатой экстракции, заключающегося во взаимодействии исходной смеси, состав которой изображается на треугольной диаграмме точкой Р, с экстрагентом (точка 5). При их смешении получаются смеси, составы которых отвечают точкам, лежащим на прямой fS. Если исходная смесь и экстрагент взяты в таком соотноше.чии 8М РМ, что в результате получается смесь валового состава М, то после установления равновесия и расслаивания эта смесь разделяется на экстракт Е и рафинат К. составы которых отвечают граничным точкам на иоде ЕН (нода — линия, соединяющая точки составов равновесных жидких фаз). При этом распределяемый [c.570]

Жидкостно-адсорбционная молекулярная хроматография в ее приближающемся к равновесному варианте основана на различии в константах равновесия системы раствор — адсорбент для разных компонентов раствора. Даже при полном разделении компонентов смеси при прохождении данного компонента через слой адсорбента в колонне раствор содержит по крайней мере два вещества компонент анализируемой смеси и растворитель. Таким образом, теория равновесной жидкостно-адсорбционной хроматографии должна основываться на теории адсорбции из бинарных [1 —16] и более сложных [1, 4, 17, 18] жидких растворов. Эта теория разработана еще недостаточно и носит чисто термодинамический характер. Поэтому коэффициенты активности компонентов раствора в адсорбированном состоянии и константы равновесия определяются из самих экспериментальных изотерм адсорбции. Константы равновесия при упрощенных представлениях о структуре адсорбционного слоя могут быть определены через разности работ смачивания чистыми жидкими компонентами, которые, в свою очередь, могут быть найдены из разности работ насыщения адсорбента парами чистых жидких компонентов и их поверхностных натяжений. Однако все это ограничивает возможности расчета и делает его неточным. [c.205]

Разделение жидких бинарных растворов [c.278]

Разделение жидких бинарных растворов........ [c.390]

В этом методе разделения жидкую смесь кипятят, а образующиеся пары пропускают через колонку с насадкой и затем конденсируют в отдельных емкостях. Пары, двигающиеся вверх по колонке, постепенно обогащаются более летучим компонентом. Этот экспериментальный факт можно объяснить при рассмотрении простого бинарного раствора, находящегося в равновесии с паром. [c.69]

Кристаллизация из растворов — наиболее распространенный метод выделения и глубокой очистки большого числа химических веществ, в том числе простых неорганических соединений, поэтому целесообразен систематический обмен мнениями в области углубленного исследования этого процесса. Расчетные и экспериментальные методы термодинамики в исследовании жидких и твердых растворов получили в последнее время большое распространение. Возрастающий интерес к указанному направлению научных исследований обусловлен в первую очередь возможностью прогнозирования коэффициентов разделения в многокомпонентных гетерогенных системах с учетом использования свойств чистых компонентов или бинарных растворов. [c.159]

Для других бинарных растворов получаются кривые равновесия, несколько отличные от кривой для водноспиртового раствора. Некоторые из них не имеют точки пересечения с диагональю, а располагаются выше ее. Разделение таких жидких растворов на составляющие их компоненты возможно во всем интервале концентраций. [c.90]

Всю номенклатуру изделий химического машиностроения можно разделить на 16 основных групп [3, 8] 1) дробилки и мельницы для измельчения твердых исходных материалов 2) грохоты для сортировки и разделения твердых сыпучих материалов по их крупности 3) печи и сушилки для удаления влаги из твердых влажных материалов при атмосферном давлении или при вакууме 4) фильтры для разделения суспензий на твердую и жидкую фазы 5) центрифуги и сепараторы для разделения суспензий и жидкостных смесей 6) смесители для получения смесей твердых, сыпучих или пастообразных материалов 7) прессы, таблеточные машины и форматоры - вулканизаторы для переработки пластмасс и резиновых смесей 8) емкостные аппараты для накопления, хранения и перемещения жидкостей и газов 9) теплообменные аппараты, или теплообменники, для передачи тепла от одних сред (горячих теплоносителей) к другим (холодным теплоносителям) 10) выпарные аппараты для концентрирования растворов твердых веществ при температуре кипения путем частичного удаления растворителя в парообразном состоянии 11) массообменные аппараты для диффузионного переноса одного или нескольких компонентов бинарных и многокомпонентных смесей из одной фазы в другую 12) абсорбционные аппараты для процессов поглощения индивидуального газа, а также избирательного поглощения одного или нескольких компонентов газовой смеси жидким поглотителем 13) аппараты дистилляции й ректификации для разделения жидких смесей на чистые компоненты или фракции 14) холодильные машины для охлаждения жидкостей или газов (паров) до различных уровней ниже температуры окружающей среды [c.36]

Представляют большой интерес методы разделения бинарных гомогенных в жидкой фазе азеотронных систем, которые при заданном внешнем давлении имеют либо максимальную, либо минимальную точку кипения на диаграмме t — х, у. Процесс выкипания жидкого гомогенного азеотропного раствора протекает при постоянной температуре и одинаковых составах жидкой и паровой фаз, что исключает использование обычных способов ректификации для получения обоих практически чистых компонентов смеси. [c.323]

Исследования процесса кристаллизации бинарной смеси нафталин (/кр = 80°С)—р-нафтол (/кр=120°С), образующей непрерывный ряд твердых растворов, при циркуляции маточника через вертикальный охлаждаемый снаружи трубчатый элемент (длина 250 мм, внутренний диаметр 20 мм) проведены в работе 198]. Результаты разделения оценивали по температуре /л получаемых фракций. Установлено, что толщина кристаллического слоя на большей части длины охлаждаемой трубы постоянна и возрастает по мере увеличения продолжительности процесса. По длине трубы на одном и том же радиусе состав кристаллической фазы практически одинаков. По мере же удаления от стенки трубы наблюдается постепенное обогащение твердой фазы высокоплавким компонентом (р-нафтолом). Однако, вблизи свободной поверхности кристаллического слоя резко снижается концентрация высокоплавкого компонента (рис. 5.12, а), что объясняется задержкой жидкой пленки расплава после его слива из трубы. Последующий некоторый рост концентрации, возможно, вызван образованием на свободной поверхности кристаллического слоя отдельных дендритных кристаллов р-наф-тола. [c.168]

Когда проба, содержащая смесь компонентов, вводится в движущийся поток газа, эти компоненты продвигаются вдоль колонки со скоростью, зависящей от их относительной летучести и взаимодействия с неподвижной жидкой фазой. Во время прохождений смеси по колонке компоненты задерживаются (отстают) в своем движении, растворяясь в жидкой фазе. Чем выше растворимость компонента, тем больше его отставание, благодаря этому становится возможным разделение компонентов. В ходе разделения устанавливается такой режим, при котором компоненты выходят из колонки в виде бинарных смесей с газом-носителем в определенной последовательности. [c.106]

При охлаждении однофазного двухкомпонентного (бинарного) жидкого раствора могут наблюдаться два случая одна жидкая фаза расслаивается на две жидкие фазы разного состава или из жидкой фазы гомогенного раствора выделяется один компонент в виде кристаллической фазы. Первый тип разделения фаз называется жидкостным, второй — кристаллическим. [c.280]

Ниже рассмотрены некоторые простейшие случаи разделения в фракционной колонке бинарных жидких смесей с близкими упругостями пара, компоненты которых образуют идеальный раствор (случай изотопов). В более сложных случаях приложения теории были нами ограничены частным случаем, когда один из компонентов присутствует в смеси лишь в небольшом количестве (изотопы водорода, углерода, азота, кислорода и др.). Во второй части этой работы некоторые выводы теории применены к результатам работы нашей колонки для разделения изотопов кислорода фракционной перегонкой воды. Начнем с рассмотрения простой перегонки (без фракционной колонки). [c.290]

Процессы разделения, которые мы изучали в предыдущих главах, ограничивались двух- и трехкомпонентными системами. При рассмотрении абсорбции в гл. 37—39 растворенное вещество, переносимое из газа в жидкость, представляло собой один компонент. При изучении ректификации (гл. 41) рассматривалась бинарная система, для которой целью процесса было изменение соотношения имеющихся двух компонентов. При изучении экстракции в гл, 37 мы рассматривали распределение одного компонента между двумя взаимно нерастворимыми жидкостями. Позднее, в гл, 40, мы рассматривали процессы экстракции для систем, в которых жидкие фазы частично растворялись друг в друге, ио нас интересовал только перенос одного компонента. Во всех этих процессах возможно наличие и распределение между фазами большого числа компонентов. [c.681]

Переходной ступенью от теории ректификации бинарных 1)астворов к теории многокомпонентных систем является рассмотрение тройных смесей, часто встречающихся в нефтехимической технологии. При наличии данных но парожидкостному равновесию состояние тройных смесей поддается наглядному графическому представлению в системе трилинейных координат, а принятие некоторых упрощающих допущений позволяет проводить удобный графический расчет ректификации таких смесей. Исследование же процесса разделения тройных систем является основой для ностроения теории процессов азеотропной и экстрактивной ректификации, в которых разделение гомогенного в жидкой фазе азеотропа пли трудно разделимого бинарного раствора осуществляется путем добавления к системе третьего компонента. [c.247]

Расчет адсорбционного поглощения и разделения смеси веществ требует знания закономерностей переноса массы в многокомпонентных жидких смесях. Процессы nefteHO a в смесях обладают рядом принципиальных особенностей в сравнении с переносом в бинарных растворах. Теоретической базой исследования переноса массы в смесях является термодинамика. необр атимых процессов, в основу которой положен линейный закон Онзагера, утверждающий, что между потоками и силами, вызывающими потоки, имеет местО/ линейная зависимость, отражающая Д ействв как основных, так и перекрестных эффектов. Перекреетиые эффекты имеют место и при диффузии многокомпонентной смеси веществ. В этом случае на потоки массы отдельных компонентов смеси влияют не только их собственные градиенты концентраций, но и конц ентрации других компонентов. Так, например, плотности молекулярных диффузионных потоков У, необходимо задавать в виде [c.136]

В экстремальной точке бинарного гомоазеотропа концентрации паровой и жидкой фаз одинаковы и, следовательно, здесь коэффициент относительной летучести компонентов системы равен единице. Разделительный агент изменяет относительную летучесть компонентов исходной смеси и поэтому по крайней мере с одним из них должен образовать неидеальпый раствор. То же относится и к случаю разделения близкокипящих компонентов, относительная летучесть которых близка к единице. [c.329]

В случае пленок из МЭК и ХБ из-за фазового распада гомогенных структур, определяемого по помутнению пленок, зависимости скорости дегидрохлорирования ПВХ от содержания ПММА в смеси приобретают вид, типичный для ингибирования распада ПВХ в присутствии ПММА. Фазовая структура пленочных образцов будет зависеть от соотношения полимеров в смеси, от природы растворителя и режима образования твердой пленки. Фазовая структура данной бинарной системы, как известно [12], может формироваться вдали от равновесия ПВХ-ПММА. По соотношению количеств фаз эта структура определяется наличием равновесия ПВХ-ПММА-растворитель в поле тройной диаграммы в области резкого возрастания вязкости системы, обусловленного либо фазовыми превращениями (распад фаз с образованием твердого осадка), либо стеклованием жидких фаз (релаксационный переход), либо лиотропным гелеобразованием. Разные механизмы стабилизации надмолекулярных структур ПВХ-ПММА, возникающих при концентрировании растворов в разных растворителях в совокупности с заторможенностью процессов массообмена при разделении фаз и релаксации структурной неравновесности в фазе каждого полимера, приводят в конечном итоге к разным кинетическим зависимостям скорости деструкции твердых смесевых образцов от состава. Переходный слой представляет из себя суперпозицию межфазной границы (сегментальная совместимость компонентов), структурно-возмущенной области (зона значительного конформационного напряжения) и области диффузионного смешения компонентов, что находится в хорошем соответствии с данными работы [15]. Природа растворителя оказывает существенное влияние как на характер распределения концентрации ПВХ, так и на строение зоны сопряженных фаз. При использовании плохого растворителя (толуола) переходный слой представляет собой резкую межфазную границу, в пределах которой наблюдается скачко- [c.254]

Вопрос состоит в том, что считать системой. В случае обычных жидких смесей или растворов низкомолекулярных веществ под системой надо понимать весь объем жидкости в области полного смешения или фазы в области разделения. Иное дело в случае полимеров каждую макромолекулу в принципе можно рассматривать как малую субсистему, тоже бинарную (напомним, что в координационной сфере два компонента — собственно полимер и растворитель). Хотя системы, состоящие из относительно малого числа частиц (в данном случае мономерных звеньев цепи), обладают рядом специфических особенностей принцип флуктуаций, в том числе гетерофазных, для них не претерпевает существенных изменений. Поэтому задача об устойчивости глобулы в самом общем виде решается в обычной форме, выражающей принцип Ле Шателье—Вант-Гоффа [c.107]

В работе [577] при помощи стабильного азотокисного радикала 2,2,6,6-тет раметил-4-оксипиперидин-1-оксила изучали структуру замороженных двухкомпонентных растворов гептан — этанол, СС14— этанол, толуол — этанол при температуре жидкого азота. Обнаружено, что в замороженных смесях гептан — этанол и ССЦ — этанол происходило разделение раствора на две фазы твердый неполярный растворитель и твердую бинарную смесь постоянного состава. От количества этанола в растворе менялось соотношение объемов этих фаз при постоянстве их состава. Вследствие лучшей растворимости в этаноле радикал распределялся главным образом в области, содержащей этанол. Когда концентрация радикалов превышала значение растворимости в областях, содержащих этанол, при [c.183]

Суннер с соавторами [1] впервые применили газожидкостную хроматографию для разделения алифатических меркаптанов. Жидкой фазой служил 5%-ный раствор дифениламина в диоктилфталате. Авторам не удалось разделить бинарные смеси бутилмеркаптана с /пре/п-амилмеркаптаном и вторичных амилмеркаптанов. [c.243]

Если процесс смешения протекает эндотермически, растворимость будет повышаться с ростом температуры и критическая температура будет лежать на уровне верхней критической температуры , выше которой компоненты системы смешиваются во всех соотношениях. Пример такой системы [53] приведен на рис. И, а. Гораздо реже наблюдается существование бинарной системы, проявляющей полное смешение при температуре ниже нижней критической температуры и разделение системы на две фазы выше ее. Условия, приводящие к получению фазовых диаграмм этого тина, обсуждались Коппом и Эвереттом [72]. Нижняя критическая температура может существовать только в том случае, если смешение экзотермическое, а изменение энтропии сильно отрицательное, что приводит к достижению значения АОм, необходимого для разделения фаз. Эти условия соблюдаются в некоторых водных растворах благодаря образованию айсбергов , которое было обсуждено в предыдущем разделе. Типичным примером такой системы может быть система метил-пиперидин — вода, фазовая диаграмма которой приведена на рис. И, б [73]. Наконец, для бинарной системы возможно наличие как верхней, так и нижней критической температуры. Слседовательно, сосуществование двух жидких фаз наблюдается лишь в ограниченном диапазоне температур, а фазовое равновесие характеризуется замкнутой кривой. Термодинамическим условием фазового равновесия служит изменение отрицательного при нижней критической температуре растворения значения АНм на положительное для верхней критической температуры растворения. Это означает, что (1АНм/с1Т == АСр — величина положительная. Как видно из данных табл. 2, это условие соблюдается для растворов, образующих айсберги веществ в воде. Баркер и Фок [60] указали, что для систем, между неодинаковыми молекулами которых при большинстве относительных ориентаций преобладает отталкивание, а не притяжение. [c.52]

Типичный процесс экстрактивной дистилляции показан па рис. 42. 4. Одно из преимуществ экстрактивной дистилляции состоит в том, что отделение третьего компонента от компонентов бинарной смеси осуществляется обычно очень просто. Над местом подачи экстрагента (растворителя) нужно иметь всего лишь несколько тарелок, чтобы отделить растворитель от парового потока. Кроме того, требуется простая дополнительная ректификационная колонна для отделения растворителя от кубового остатка. Пример расчета экстрактивной ректификации показан в разделе 9 справочника Перри. Основное отличие от расчета обычной ректификационной колонны для разделения трехкомпонентной смеси состоит в неидеальности раствора жидкой фазы. [c.698]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология