Законы фазового равновесия между жидкостью и из ром

Ректификация состоит в многократном чередовании и повторении процессов испарения и конденсации в противотоке пара и жидкости при температуре кипения. Ректификация относится к многоступенчатым противоточным процессам разделения (протекает по схеме каскада с постоянным потоком) и принципиально может обеспечить любую заданную степень разделения . Противоток пара и жидкости создается благодаря наличию в схеме ректификационной установки испарителя (куба), связанного с нижним концом, и конденсатора (дефлегматора), связанного с верхним концом колонны. Тепло, подводимое к кубу, благодаря теплообмену между паром и жидкостью в адиабатических условиях передается последовательно от ступени к ступени и отводится хладоагентом в конденсаторе. Благодаря массообмену между потоками пара и жидкости более летучий компонент переносится потоком пара в направлении снизу вверх, а менее летучий компонент — потоком жидкости сверху вниз. Таким образом, в основе ректификации лежит тепло- и массообмен между потоками пара и жидкости. При этом движущая сила массообмена определяется фазовым равновесием жидкость — пар и материальным балансом. Соотношения между основными параметрами ректификации, определяемые законами фазового равновесия жидкость — пар и материальным балансом, составляют статику ректификации. [c.42]

Процесс абсорбции идет до состояния равновесия, характеризуемого равновесным распределением растворимого газа между инертным газом (носителем) и жидкостью и выражаемого законом Генри. Константу фазового равновесия т выражают в зависимости от принятых единиц концентрации. Если рР (в мм рт. ст.) — равновесная концентрация газа, выраженная через парциальное давление, а лс (в кмоль на 1 кмоль смеси) — [c.337]

В обоих процессах происходит непрерывное обогащение одной из фаз, движущихся по принципу противотока навстречу друг другу. На каждом сечении колонки происходит массообмен между фазами, определяемый законами фазового равновесия, в данном случае законом распределения вещества между двумя жидкостями. [c.151]

Процесс непрерывного противоточного извлечения в колонке весьма близок по своему характеру к процессу ректификации (см. гл. VH). В обоих процессах происходит непрерывное обогащение одной из фаз, движущихся по принципу противотока навстречу друг другу. На каждом сечении колонки происходит массообмен между фазами, определяемый законами фазового равновесия, в данном случае законом распределения вещества между двумя жидкостями. [c.110]

Равновесие в системе Ж—Г характеризуется правилом фаз, указывающим необходимые условия существования данного количества фаз, т. е. число параметров, характеризующих равновесие, законом распределения компонента между фазами и константой равновесия химических реакций. Для перечисленных процессов характерны главным образом двухфазные системы, содержащие один, два и более компонентов. Фазовое равновесие для этих систем изображается в виде диаграмм состав — свойство, чаще всего состав — температура кипения. Так, например, диаграмма состав — температура кипения трехкомпонентной системы Н2О—НМОз—Н2504 (рис. 75) позволяет определить равновесные составы жидкости и паров кипящих смесей или температуры кипения смесей заданного состава при равновесии. На анализе этой диаграммы и расчетах при помощи ее основано производство концентрированной азотной кислоты ректификацией смесей разбавленной азотной и концентрированной серной кислот. Графическое изображение распределения компонентов между фазами при равновесии дается, например, в координатах С —где — равновесное содержание компонента в газовой фазе С ж—содержание компонента в жидкой фазе. Для процессов абсорбции и [c.156]

Фазовое равновесие между раствором идеального газа в жидкости и газовой смесью над жидкостью подчиняется закону Генри только при температурах выше критических. [c.448]

В тех же случаях, когда для равновесной системы не действительны приведенные выше законы фазового равновесия, зависимость между составом пара над жидкостью и составом жидкости может быть найдена только опытным путем и в общем случае выражается уравнением [c.449]

Понижение температуры кристаллизации раствора можно получить на основе закона Рауля, используя фазовую диаграмму, температура—давление в области тройной точки (рис. 71). Линия АА соответствует равновесию между жидкостью и паром чистого растворителя, а линии ВВ, СС отображают понижение давления пара при увеличивающейся концентрации растворенного вещества в соответствии с законом Рауля. Эти линии начинаются от тройных точек А, В, С в которых сосуществуют пар, жидкость и кристаллы растворителя. [c.213]

Для хемосорбционных процессов, когда, например, растворенный газ реагирует с жидкостью, равновесие характеризуется при помощи константы равновесия химической реакции. Так, если в жидкой фазе идет обратимая реакция между абсорбируемым компонентом А и активным веществом поглотителя В с образованием продукта D A + B a D и если система следует закону Генри (при небольших концентрациях раствора), то константа фазового равновесия определяется по формуле [c.158]

В процессе испарения бинарной смеси изменение состава жидкой фазы зависит не только от относительного количества отгоняемого пара, но и от условий фазового равновесия жидкость — пар в рассматриваемой системе. Это дает возможность рассчитать зависимость между составами равновесных пара и жидкости по опытным данным об изменении состава жидкости при испарении. На такую возможность впервые указали Н. Л. Ярым-Агаев и Е. А. Коган [90]. Между составами жидкости и пара и количеством испаряющейся жидкости существует простая связь, вытекающая из закона сохранения массы [c.230]

Велик вклад русских ученых в термодинамику фазовых равновесий. Законы Д. П. Коновалова (1881 г.) и М. С. Вревского (1911 г.) являются капитальными обобщениями, составляющими основу термодинамического анализа фазовых равновесий в растворах они сыграли большую роль и в развитии тензиметрических исследований. Так, М. С. Вревский впервые изучил и в качественной форме разрешил вопрос о влиянии температуры на смещение и свойства бинарных азео-тропных смесей. Работы И. Ф. Шредера (1890 г.) по связи между температурой плавления веществ и их растворимостью в жидкостях, увенчавшиеся выводом уравнения, положили начало анализу равновесий в системах жидкость — твердая фа- [c.42]

При рассмотрении теории криометрического метода было показано, что правильные результаты могут быть получены, если анализируемое вещество подчиняется законам идеальных растворов, примесь нерастворима в твердой фазе и измеряемая температура представляет температуру при термодинамическом равновесии между твердым основным компонентом и жидкостью в процессе фазового перехода. Как показал дальнейший анализ, систематическими погрещностями, обусловленными отклонением анализируемой смеси от законов идеальных растворов, можно пренебречь, если содержание основного компонента превышает 97 мол.%. Вопросы обеспечения термодинамического равновесия при измерении фазовых переходов подробно обсуждались при рассмотрении отдельных модификаций криометрического метода. Однако во всех этих случаях предполагалось, что вся примесь остается в жидкой фазе и не образует твердых растворов с основным компонентом. [c.128]

При повышенных давлениях (порядка десятков атмосфер и выше) равновесие между газом и жидкостью не следует закону Генри, так как изменение объема жидкости вследствие растворения в ней газа становится соизмеримым с изменением объема данного газа. При этих условиях константу фазового равновесия можно определить следующим образом [c.459]

При образовании осадка происходит разделение фаз, поэтому этот процесс подчиняется законам, аналогичным законам конденсации малых капель из парообразной фазы или появлению пузырьков паров при кипении жидкости. Во всех случаях первично образующиеся частицы новой фазы очень малы (<С1 нм), а отношение их поверхности к объему и, следовательно, свободная поверхностная энергия велики, т, е. химический потенциал, а также и активность высокодисперсной фазы выше, чем твердой фазы. Иначе говоря, константа равновесия фазовых переходов зависит от степени развития поверхности фаз. Для процесса образования осадка это означает чем меньше радиус образующихся зародышей кристаллов, тем больше произведение растворимости, и следовательно растворимость. Растворимость Lr зародышей и их радиус г связаны между собой следующим соотношением (по аналогии с уравнением для давления паров малых капель) [c.198]

С практической точки зрения весьма важное значение имеют данные о фазовых равновесиях тройной системы метанол — формальдегид— вода. Равновесие между жидкостью и паром в этой системе при атмосферном давлении с помощью циркуляционных приборов разных типов изучено в работах [303, 305, 306]. Изобарные данные для 60, 70 и 80 "С получены с использованием изотенископа [24]. Результаты работ [24, 232] проверялись на термодинамическую согласованность. Использованный в работе [24] метод проверки основан на расчете состава и суммарного 1авле-ния пара системы с учетом всех форм химического взаимодействия, при допущении, что поведение мономерного формальдегида подчиняется закону Генри, а несвязанная вода и метанол, а также оксиметиленсольваты — закону Рауля [307]. Проверка экспериментальных данных проводится на основе уравнения [c.150]

Массообмен в системах газ—жидкость, используемый для разделения веществ, основан на законах фазового равновесия, причем скорость массопередачи определяется механизмом молекулярной и вихревой диффузии. Аппараты, используемые для проведения массооб-мена между газом и жидкостью, конструируются таким образом, чтобы создать оптимальные условия для скорости массопередачи между фазами с минимальными затратами энергии и капитальных вложений. [c.7]

Исследования фазовых равновесий методами Т. ранее заключались в определении парциальных давлений р-рителя и растворенного в-ва над идеальными р-рами (с использованием законов Рауля и Генри) в измерении мол. массы растворенного в-ва по повьппению т-ры кипения р-ра (эбулиоскопия) в исследовании равновесий жидкость-пар. Позднее с помощью Т. стали изучать равновесия в фазовом пространстве давление-т-ра-состав (р-Г-X-диаграммы) с целью определения областей существования фаз и функцион. зависимостей между составами фаз, т-рой и давлением пара. На этом основаны тензиметрич. исследования отклонения от стехиометрии в кристаллах (тензиметрич. сканирование пов-сти солидуса), что особенно важно для в-в (полупроводников и др. неорг. материалов), физ. св-ва к-рых резко меняются в зависимости от состава в узкой (менее 1 ат. %) области гомогенности. [c.521]

Ректификация (англ. гек1111са11оп от позднелат. гесШ1са1о — выпрямление, исправление) — физический процесс разделения жидких смесей взаимно растворимых компонентов, различающихся температурами кипения. Процесс ректификации широко используется в нефтегазопереработке, химической, нефтехимической, пищевой, кислородной и других отраслях промышленности. Процесс основан на том, что в условиях равновесия системы пар — жидкость паровая фаза содержит больше низкокипящих компонентов, а жидкая — больше высококипящих компонентов. Соотношение между мольными концентрациями /-го компонента в паре (у,) и жидкости (х,) определяется законами Рауля и Дальтона у,/х, = Р,/т1 = где Р, — давление насыщенных паров компонента, зависящее от температуры п — давление в системе К, — константа фазового равновесия или коэффициент распределения компонента между паром и жидкостью. [c.152]

Закон распределения применяется в широких пределах для определения гетерогенных равновесий. Он устанавливает постоянное соотношение между коицептрациями какого-либо вещества в двух фазах системы при. определенной температуре для любых комбинаций твердых, жидких или газобразных фаз. На законе распределения основаны абсорбция газов жидкостями, десорбция, разделение жидкостей экстрагированием. Существует несколько формулировок закона распределения для разных фазовых равновесий так, например, выражения закона распределения для равновесий в системе жидкость — газ известны под названием законов Рауля и Генри. [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология