Равновесие жидкость-пар для экстрактивной и азеотропной ректификации

Дифференциальный вариант равновесной перегонки представляет наиболее общий метод изучения равновесия жидкость — пар, пригодный как для бинарных, так и для более сложных систем. В частности, он мон<ет быть использован для подбора разделяющих агентов для экстрактивной и азеотропной ректификации [24]. [c.23]

Выбор разделяющих агентов. Из изложенного следует, что выбор разделяющих агентов для процессов азеотропной и экстрактивной ректификации должен основываться на оценке степени неидеальности бинарных систем, образованных каждым компонентом заданной смеси с предполагаемым разделяющим агентом. Для процессов азеотропной ректификации нужно еще, чтобы разделяющий агент образовывал азеотропы с компонентами, отгоняемыми в виде дистиллята. Поэтому возникает необходимость установления факта образования этих азеотропов и определения свойств (состава и температуры кипения). Все методы выбора разделяющих агентов можно разделить на две группы 1) основанные на использовании данных о свойствах растворов, образуемых компонентами заданной смеси и предполагаемыми разделяющими агентами 2) методы, использующие данные о свойствах индивидуальных веществ. Методы первой группы базируются на связи свойств компонентов и образуемых ими растворов со степенью их неидеальности. Наиболее надежное заключение о пригодности того или иного вещества как разделяющего агента можно получить по данным о равновесии между жидкостью и паром. Можно также использовать данные о растворимости и свойствах азеотропных смесей, дающие возможность количественно определять степень неидеальности бинарных систем. Эти данные систематизированы в специальных справочниках [19, 25, 35]. Для качественной оценки можно руководствоваться правилом, что разделяющий агент в наибольшей степени увеличивает относительную летучесть тех компонентов заданной смеси, которые имеют с ним меньшую взаимную растворимость. При выборе разделяющих агентов по свойствам азеотропов учитывается, что близкие члены одного гомологического ряда образуют системы, мало отличающиеся от идеальных. [c.562]

Особенностью процессов экстрактивной ректификации является значительно больший массовый расход жидкой фазы, чем паровой, поскольку эти процессы проводятся обычно при высокой концентрации разделяющих агентов в жидкой фазе (70—90%), В связи с этим тепловой поток, переносимый жидкостью, значительно больше, чем в процессах обычной и азеотропной ректификации, а даже сравнительно небольшое изменение температуры по высоте колонны, характерное для процессов экстрактивной ректификации, может приводить к значительному изменению расходов материальных потоков по высоте колонны. Это обусловливает изменение флегмового числа и относительного содержания разделяющего агента в жидкой фазе по высоте колонны, что отражается на условиях фазового равновесия и становится причиной нелинейности рабочих линий процесса ректификации. Для расчета процессов экстрактивной ректификации также используется метод от тарелки к тарелке , реализуемый с помощью ЭВМ. Имеется ряд приближенных методов расчета, основанных на упрощающих допущениях об условиях равновесия между жидкостью и паром, изменении расходов материальных потоков по высоте колонны и т. д. Роль приближенных методов уменьшается по мере прогресса вычислительной техники и прикладной математики. [c.565]

Особенность процессов экстрактивной ректификации заключается в том, что они проводятся обычно при высокой концентрации разделяющих агентов (70—90 мол.%), причем последние чаще всего имеют значительно более высокие температуры кипения, чем компоненты заданной смеси. Если в процессах обычной и азеотропной ректификации расходы жидкости и пара имеют незначительные различия, то в процессах экстрактивной ректификации расход жидкости, как правило, значительно превышает расход пара. Поэтому и количество тепла, переносимого потоком жидкости, значительно больше, чем в процессах обычной и азеотропной ректификации. Соответственно больше роль энтальпии жидкости в тепловом балансе колонны. Вследствие этого даже относительно небольшое изменение температуры по высоте колонны, обычно характерное для процессов экстрактивной ректификации, может вызвать значительное изменение расходов пара и жидкости. Это обусловливает изменение по высоте колонны флегмового числа и концентрации разделяющего агента, а также в свою очередь, усложняет определение условий фазового равновесия и обусловливает криволинейный ход рабочих линий процесса ректификации. Разумеется, отмеченная особенность относится лишь к той части колонны для экстрактивной ректификации, которая расположена ниже точки ввода разделяющего агента. Часть колонны, находящуюся выше точки ввода разделяющего агента, рассчитывают как в обычных процессах ректификации. Поэтому этот вопрос здесь не рассматривается. [c.293]

РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТЬ-ПАР ДЛЯ ЭКСТРАКТИВНОЙ И АЗЕОТРОПНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ [c.111]

Современное состояние проблемы выбора разделяющего агента и расчета равновесия многофазных систем позволяет перейти от экспериментальных методов разработки таких процессов к расчетным. И основу таких расчетов составляют алгоритмы воспроизведения условий расслаивания сильно неидеальных смесей по высоте колонны, в декантаторах, которые являются обязательными элементами азеотропно-экстрактивной ректификации. Алгоритмы, позволяющие рассчитывать равновесие в системах жидкость—жидкость—пар и декантаторы различного типа приведены в разд. 7.1. [c.354]

Таким образом, при выборе разделяющих агентов для процессов азеотропной и экстрактивной ректификации должны учитываться свойства системы, подлежащей разделению. Прежде всего на основании данных о равновесии между жидкостью и паром в исходной системе должны быть определены требования, предъявляемые к разделяющему агенту. Затем на осиове этого должен быть произведен ориентировочный выбор предполагаемых разделяющих агентов. Следующей стадией является определение данных о равновесии между жидкостью и паром в бинарных системах, состоящих из компонентов заданной смеси и разделяющих агентов, с целью ориентировочного определения эффективности последних. Такое определение может быть произведено приближенно по уравнению (125). Наконец, для получения данных, необходимых для расчетов, связанных с проектированием, должны быть определены условия равновесия между жидкостью-и паром в многокомпонентной системе, состоящей из компонентов заданной смеси и разделяющего агента. [c.44]

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]

Азеотропная и экстрактивная ректификация. Как было показано, движущая сила процесса ректификации определяется условиями равновесия между жидкостью и паром. Методы азеотропной и экстрактивной ректификации заключаются в увеличении движущей силы процесса за счет изменения условий равновесия между жидкостью и паром, достигаемого путем добавления к заданной смеси специально подобранных веществ, называемых разделяющими агентами. [c.557]

Применение методов ректификации, как известно, основано на различии состава пара и кипящего раствора. Этим определяется особое значение для техники ректификации данных о равновесии между жидкостью и паром. Эти данные совершенно необходимы для расчета и проектирования ректификационных установок. Они имеют также важное значение для выбора разделяющих агентов в процессах азеотропной и экстрактивной ректификации, так как позволяют определить интенсивность взаимодействия компонентов смеси, подлежащей разделению, и веществ, которые предполагается применить в качестве разделяющих агентов. [c.505]

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]

Качественно изменились возможности техники ректификации с появлением методов азеотропной и экстрактивной ректификации. Эти методы основаны на увеличении движущей силы процесса разделения за счет изменения условий равновесия между жидкостью и паром, достигаемого путем добавления к заданной смеси специально подобранных веществ — разделяющих агентов. [c.7]

Условия фазового равновесия, в частности, в системах жидкость — пар подробно рассмотрены в монографиях [2, 3]. Поэтому рассмотрим лишь некоторые положения, без которых невозможно понимать физико-химические основы процессов азеотропной и экстрактивной ректификаций. [c.11]

Для технологических расчетов, связанных с применением методов азеотропной и экстрактивной ректификации, необходимо располагать данными о равновесии между жидкостью и паром [c.194]

В. Б. Когана. За последние годы здесь разработаны термодинамические методы проверки и расчета фазовых равновесий в жидких бинарных и многокомпонентных системах, а также термодинами ческие основы процессов азеотропной и экстрактивной ректификации, получаюш их широкое применение в промышленности для разделения сложных смесей [14]. Предложен ряд технологических процессов разделения смесей, основанных на этих методах. Проведена большая работа по систематизации и обобщению экспериментальных данных по растворимости и по равновесиям между жидкостью и паром. [c.183]

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]

Один из способов разделения и очистки веществ — процесс ректификации (дистиляции). Ректификация основана на диффузионном обмене вещества между неравновесными фазами (жидкостью и паром) и сопровождается межфазным обменом. Процесс ректификации управляется законами диффузии и равновесного распределения и основан на стремлении системы к равновесию. Температурный диапазон рабочих процессов ректификации весьма широк—от 1000 до 0°С и ниже. Рабочее давление колеблется от нескольких мегапаскалей до нескольких сотен паскалей. Ректификацию можно проводить в токе водяного пара она может быть азеотропной или экстрактивной. [c.173]

Таким образом, при выборе разделяющих агентов для процессов азеотропной и экстрактивной ректификации должны учиты ваться свойства системы, подлежащей разделению. Прежде всего, на основании данных о равновесии между жидкостью и паром в исходной системе должны быть определены требования, предъявляемые к разделяющему агенту. Затем на основе этого должен [c.42]

Необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что (голярная доля растворителя в жидкости и в паре и распределение концентраций по колонне в основном зависят от концентрации азеотропа и от характера кривой равновесия. Так как ка эти факторы сильно влияет состав разгоняемой смеси, необходимо определить концентрацию растворителя в колонне последовательно, с тарелки на тарелку, довольно сложным путем, и поэтому анализ работы азеотропной колонны является гораздо более сложным, чем анализ процесса экстрактивной дестилляции. В зависимости от характера равновесной кривой жидкость — пар для многокомпонентной разгоняемой системы может быть найдено много отдельных оптимальных схем ректификации. [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология