Практическое применение равновесий между жидкостью и паром

У.5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РАВНОВЕСИЙ МЕЖДУ ЖИДКОСТЬЮ И ПАРОМ [c.279]

При разработке практических применений методов азеотропной и экстрактивной ректификации часто возникает необходимость в исследовании равновесия между жидкостью и паром в системах, компоненты которых обладают ограниченной взаимной растворимостью. Расслаивание жидкости или конденсата пара затрудняет применение циркуляционного и динамического методов в их обычном оформлении. Источниками погрешности являются при этом вызванное расслаиванием нарушение соотношения между жидкими фазами в приемниках проб (циркуляционный метод) и отсутствие перемешивания жидких фаз (динамический метод). [c.152]

При обсуждении применения термодинамической теории растворов основное внимание было обращено на использование ее для проверки экспериментальных данных о равновесии между жидкостью и паром. При этом представлялось невозможным не упомянуть о развитых на основании этой теории методах вычисления данных о равновесии, поскольку эти методы имеют исключительно важное практическое значение. [c.4]

Диффузионная стадия пропитки сильно зависит от растворимости газов. Действительно, так как поры и капилляры экстрагируемого твердого материала постепенно заполняются растворителем, между концентрациями целевого компонента в твердой и жидкой фазах устанавливается равновесие. Защемленные газы растворяются в жидкости, и в ней возникают градиенты концентрации, обусловливающие конвективную диффузию растворяющихся газов. Практическое применение этого эффекта заключается в следующем замена труднорастворимых газов легкорастворимыми может обеспечить возможность увеличения скорости пропитки (или экстрагирования настаиванием, перколяцией и т. п.) в 10 раз. С другой стороны, можно найти метод освобождения воздуха (или других газов и паров) из пористого материала и таким образом улучшить массообмен. Это тем более заманчиво, поскольку, например, во многих горных породах тупиковые поры занимают 40—60 % общего объема пор. [c.169]

Подробное рассмотрение и сопоставление различных уравнений, предложенных для обработки данных о равновесии между жидкостью и паром в трех- и многокомпонентных системах, представляющее самостоятельный интерес, выходит за пределы целей настоящей книги. Отсылая интересующихся к оригинальной литературе [ ограничимся здесь рассмотрением некоторых методов, получивших наибольшее практическое применение. [c.118]

Практическое применение изложенных положений иллюстрируется на примере проверки экспериментальных данных о равновесии между жидкостью и паром в системе бензол (1) — 1,2-дихлорэтан (2) — этиловый спирт (3) при постоянной температуре (40° С) при изменении состава смесей вдоль секущей 3—12 с молярной долей компонента 1 в бинарном растворе 12 а = 0,277 мол. доли. [c.329]

Практическое применение уравнений (У-130) и (У-132) иллюстрируется на примере проверки данных о равновесии между жидкостью и паром в тщательно исследованной А. Г. Морачевским и В. Т. Жаровым системе бензол — циклогексан — этиловый спирт при 50° С [c.333]

Метод газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) в последнее время находит применение при изучении термодинамических величин, характеризующих равновесие между жидкостью и паром, и, в частности, для определения коэффициентов относительной летучести и коэффициентов активности различных веществ, растворенных в неподвижной фазе (разделяющем агенте). Значение этого метода заключается в возможности определять указанные величины для практически бесконечно разбавленных растворов, которые образуются при внесении пробы в хроматографическую колонку. Знание таких величин имеет особую ценность для решения вопроса о возможности и границах эффективного разделения смесей методом экстрактивной ректификации. [c.56]

Наиболее объективные и точные методы проверки и обработки экспериментальных данных о равновесии между жидкостью и паром основаны на использовании термодинамической теории растворов, которая в последнее время находит все возрастающее практическое применение. При этом конкретные приложения основываются на использовании не строгих общих уравнений равновесия, а вытекающих из них на основании ряда допущений частных уравнений. В связи с этим представлялось необходимым привести вывод некоторых важнейших уравнений для того, чтобы читателю была ясна сущность допущений, лежащих в основе этих уравнений. Так как весьма затруднительно сочетать популярность изложения с присущей термодинамической теории растворов математической строгостью, последнюю в известной мере пришлось принести в жертву. [c.509]

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ РАСЧЕТА И ПРОВЕРКИ ДАННЫХ О РАВНОВЕСИИ МЕЖДУ ЖИДКОСТЬЮ И ПАРОМ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЭТИХ МЕТОДОВ [c.511]

Метод ректификации был и остается важнейшим практическим способом разделения смесей органических жидкостей. Современные ректификационные агрегаты, содержащие в одном блоке сотни тарелок, обеспечивают возможность четкого разделения веществ с разницей температур кипения в несколько градусов. Весьма эффективным оказывается применение метода ректификации и к разделению технических смесей углеводородов Св- Однако некоторые углеводороды рассматриваемого типа образуют друг с другом азеотропные смеси. Кроме того, температуры кипения некоторых углеводородов на- столь близки, что разделение их путем обычной ректификации требует очень высоких энергетических затрат. Поэтому требовалось проведение тщательных исследований фазовых равновесий в системах, образованных углеводородами С5, а также экспериментальная проверка возможности ректификационного разделения смесей различного состава. Данные о равновесии между жидкостью и паром в сме-, сях углеводородов С5 приведены в работах [1—8]. [c.219]

За сравнительно короткое время после выхода первого издания настоящей монографии (1961 г.) в разработке теории и техники азеотропной и экстрактивной ректификации достигнуты значительные успехи. Нуждается в систематизации и обобщении опыт применения рассматриваемых методов с учетом вышедшей за это время литературы. Так, в последнее время опубликована монография автора Гетерогенные равновесия [3], освещающая проблему расчета условий фазового равновесия, монография-справочник Равновесие между жидкостью и паром [31], в которой описаны методы экспериментального исследования и проверки данных о равновесии между жидкостью и паром, а также приведен экспериментальный материал, опубликованный в мировой литературе до 1966 г. Появилась, наконец, монография Солевая ректификация [142], излагающая теоретические основы и вопросы практического применения метода экстрактивной ректификации с применением солей в качестве разделяющих агентов. [c.3]

Справочник по равновесию между жидкостью и паром в бинарных и многокомпонентных системах, составители В. Б. Коган и В. М. Фридман, Ленинград, 1957. В табличной форме приведены данные о равновесии между жидкостью и паром для 768 бинарных систем, 93 трехкомпонентных систем и 8 многокомпонентных. Таблицам предпослано краткое введение с изложением теоретических основ методов расчета и практическое применение этих методов. Для быстрого нахождения нужной системы справочник снабжен формульным указателем бинарных систем (компонент А, компонент Б, номер таблицы), указателем трехкомпонентных систем (для каждого компонента даны формула и название, номер таблицы), указателем многокомпонентных систем. В 1966 г. эти же авторы совместно с В. В. Кафаровым выпустили двухтомный справочник Равновесие между жидкостью и паром, включающий значительно больше систем. [c.109]

Для практического применения уравнений (298) необходимы данные о парциальных молярных теплотах испарения компонентов и дифференциальной теплоте испарения одной из жидких фаз, данные о равновесии между паром и расслаивающейся жидкостью, а также данные о равновесии жидкость — пар для гомогенных растворов при изотермических условиях для области концентраций, близкой к ноде, проходящей через точку тройного гетероазеотропа. [c.154]

Очевидно, что любую из величин, содержащихся в этом уравнении, можно рассчитать с его помощью, если остальные входящие в него величины известны. Уравнением пользуются большей частью для расчетов теплот испарения и давления насыщенного пара. Однако при практическом применении его значительным препятствием к этому часто является необходимость располагать для такого расчета данными о мольных объемах (следовательно, о плотности) пара и жидкости в условиях равновесия между ними. Не для всех случаев можно эти данные найти готовыми в литературе, а соответствующие измерения связаны со значительными трудностями. Поэтому весьма ценным является то, что для области невысоких давлений пара, приняв некоторые допущения, можно это уравнение упростить, исключив из него величины объемов. [c.213]

Для технологических расчетов, связанных с практическим применением методов азеотропной и экстрактивной ректификации, необходимо располагать данными о равновесии между жидкостью и паром в системах, образованных компонентами заданной смеси и разделяющим агентом. Эти данные составляют основу всех технологических расчетов, поэтому их определение является одним из важнейших этапов исследований, связанных с разработкой способов разделения. Для решения этой задачи используются главным образом экспериментальные методы. Однако в последнее время, особенно для трех- и многокомпонент- [c.142]

Наибольшее практическое применение для обработки опытных данных о равновесии между жидкостью и паром получили различные формы уравнения Гиббса — Дюгема. Это уравнение, как известно, описывает условия фазового равновесия при постоянных температуре и давлении. Согласно правилу фаз Гиббса, бинарная двухфазная система при заданных двух параметрах состояния является нонвариантной, т. е. при заданных температуре и давлении может существовать лишь определенная жидкая смесь, находящаяся в равновесии с паровой фазой определенного состава. Таким образом, при Т — onst и Р = onst составы фаз, входящие в уравнение Гиббса — Дюгема, не могут рассматриваться как независимые параметры состояния системы и уравнения Гиббса — Дюгема и Дюгема — Маргулеса к бинарным двухфазным системам, строго говоря, неприменимы. Поэтому использование этого уравнения для обработки данных о фазовом равновесии в бинарных системах неизбежно связано с термодинамической нестрогостью. Последнюю легко выявить, сопоставляя уравнение Гиббса — Дюгема (1-206) и уравнение состояния фазы (1-193). Из этого сопоставления следует, что использование уравнения Гиббса — Дюгема для обработки данных о равновесии при Т = onst связано с допущениями, что AV JRT) dP = = О, т. е. что коэффициенты активности компонентов не зависят от давления. Последнее положение выполняется с высокой степенью [c.157]

Практическое применение изложенных положений проиллюстрировано В. Т. Жаровым и А. Г. Морачевским на примере проверки опытных данных о равновесии между жидкостью и паром в системе этиловый спирт — бензол [40]. Данные о равновесии при 50° С в этой системе, полученные этими авторами, приведены в табл. 15 и сопоставляются на рис. 55 с результатами В.В. Удовенко и Л. Г. Фатку-линой [41]. [c.178]

Практическое применение описанного метода иллюстрируется на примере проверки данных о равновесии между жидкостью и паром в трехкомпонентных системах ацетон — метиловый спирт — вода и ацетон—хлороформ—метилизобутилкетон, состав смесей в которых изменялся по сечениям концентрационного треугольника, и в системе этиловый спирт—дихлорэтан—бензол, исследовавшейся при изменении состава смесей по секущим концентрационного треугольника. Данные о равновесии в указанных системах помещены в справочнике [135]. Для первых двух систем опытные данные [c.315]

Условия фазового равновесия зависят от физико-химической природы компонентов заданной смеси, температуры и давления. Последнее в процессах ректификации практически постоянно и выбирается по технологическим соображениям. Поэтому при заданном давлении условия равновесия между жидкостью и паром оказываются физико-химической характеристикой разделяемой системы и не могут быть изменены без введения в нее новых компонентов. Возможности изменения движущей силы процесса ректификации за счет изменения соотношения расходов материальных потоков также лимитируются технико-экономическими соображениями. Поэтому возможности интенсификации процессов разделения смесей с помощью обычной ректификации ограничиваются применением высокоинтенсивной аппаратуры и организацией оптимальной технологии разделения, обеспечивающей наиболее рацибналь-ную последовательность выделения отдельных компонентов или фракций из исходной многокомпонентной смеси. Необходимо также иметь в виду, что обычная ректификация, как правило, приме- [c.6]

На рис. 6.2 приведена зависимость состава сополимера от исходной смеси мономеров при различных значениях [12]. Термин идеальная сополимеризация был введен Уоллом [5] для того, чтобы показать аналогию между кривыми, изображенными на рис. 6.2, и кривыми равновесия между жидкостью и паром в идеальных смесях жидкостей. В случае, когда Г1 > 1, полимер богаче мономером М1, а при < 1 мономера М1 в полимере меньше. Важное практическое следствие идеальной сонолимеризации состоит в том, что с увеличением различия в величинах относите льно11 активности мономеров все труднее получить полимер, содержащий заметное количество обопх мономеров. Это является одной из причин того, что ионная соно.лимеризация имеет сравнительно небо.льшое практическое применение. Напрпмер, при = 10 п Гг = 0,1 полимер, содержащий заметное количество Мо, получить нельзя. Так, из исходной смеси мономеров, содержащей 80 мол.% Мг (/г = 0,8), образуется сополимер, содержащий только 18,5 мол.% Мг ( <1 = 0,185). Только при незначительной разнице [c.341]

Практические соображения в некоторых случаях диктуют необходимость применения давления при дестилляции, как, например, при разделении составных частей, находящихся в газообразном состоянии при обычных температурах и давлениях. Необходимо, следовательно, выяснить пределы давления, при котором в процессе дестилляции может быть достигнуто разделение данных составных частей. Кэммингс [ ummings, Ind. Eng. hem., 23, 900 (1931)) исследовал влияние высокого давления на соотношение между жидкостью и паром при равновесии для некоторых бинарных смесей в области, лежащей вблизи и выше критических точек компонентов. Ниже приводится краткая сводка этих результатов в применении к равновесию между жидкостью и паром при постоянном давлении, а также цитаты и иллюстрации, взятые из оригинальной статьи. [c.643]

Однако очень часто в литературе нет необходимых для этого расчета данных о мольных объемах (следовательно, о плотноети) пара и жидкости в условиях равновесия между ними, а измерение их связано со значительными трудностями. Это часто служит препятствием для практического применения ур. (VIII, 7). Весьма ценным является то, что для некоторых частных случаев зто уравнение можно упростить, исключая из него объемы, но вводя при этом допущения уже не вполне строгие. Так, в области невысоких давлений пара жидкость обладает обычно плотностью, в несколько сотен и даже тысяч раз большей, чем плотность пара. Не внося большой неточности в результаты, можно в разности (Уп—У ) пренебречь мольным объемом жидкости по сравнению с мольным объемом пара и представить ур. (VIII, 7) в следующем более простом виде [c.252]

До сих пор наиболее распространенным методом очистки жидкостей является простая перегонка, осуществляемая в ретортах или колбах Вюрца. Суть процесса заключается в постепенном испарении жидкости с непрерывным отводом и конденсацией образующихся паров. Ход простой перегонки бинарной системы можно проследить на диаграмме равновесий жиД кость — пар (рис. 14). Если исходить из жидкости состава Хи то первая порция образовавшегося пара будет иметь состав у1. Будучи сконденсированным нацело, этот пар превратится в жидкость того же состава у (точка ух на оси абсцисс на рис. 14), который затем удаляется из системы. В результате конденсаций и удаления из системы какого-то количества дистиллата содержание легколетучего компонента в жидкости уменьшится, и она будет иметь теперь состав Х2, а равновесный с ней пар — состав г/2- Точки составов дистиллата, собранного во время испарения жидкости, которое вызывает изменение состава от Хх до дгг, расположатся между точками ух и помощью такого постепенного испарения раствора и удаления дистиллата можно достичь смещения точки состава жидкости практически К началу коор- динат, т. е. добиться получения в кубе почти чистого трудноле- тучего компонента, освобожденного от низкокипящих примесей. Получить чистый легколетучий компонент при простой перегонке не удается. Высококипящего вещества в чистом виде также получается очень мало, так как большая часть раствора уходит при перегонке в виде промежуточной фракции (точки ее состава располагаются между ух и уз). Целесообразным применение простой перегонки может быть лишь в случае очень большой раз- [c.99]

Значительно более совершенное разделение, чем это практически может быть достигнуто последовательными перегонками, со значительно меньшей затратой сил, времени и с весьма малыми потерями продукта получается при применении процесса ректификации, представляющего по сути дела большое число последовательных перегонок, однако проводимых одновременно и в одном аппарате — ректификационной колонке. Процесс ректификации основан на следующем принципе если пары и жидкость, состоящие из компонентов разделяемой смеси, привести в тесное соприкосновение, причем пары и жидкость не находятся в равновесии и, следовательно, имеют разные температуры, то между этими фазами начнется обмен вещества, в результате которого фазы будут стремиться к состоянию равновесия. Если жидкая фаза содержит первоначально больше легкокипящего компонента, чем это требуется для состояния равновесия с паровой фазой, то в результате взаимодействия произойдет обогащение паров легкокипящим компоненто м, а жидкости — высококипящим компонентом. Многократное повторение подобной операции — взаимодействия паров и жидкости — дает требуемую степень разделения. Для осуществления этого процесса применяется ректификационная кoлo нa — строго вертикально стоящий цилиндр, диаметра и высоты в зависимости от производительности и требуемой степени разделения, снабженный внутри специальным устройством, обеспечивающим тесный контакт между парами и жидкостью. [c.172]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология