Азеотропы разделение

Расчет подобного рода двухколонной ректификационной установки для разделения бинарного, однородного азеотропа, образующего постояннокипящую смесь с минимумом температуры кипения, производится на основе применения тех же методов материальных и тепловых балансов, что и использованные в ранее рассмотренных схемах. Поэтому здесь в полной мере применимы уравнения, выведенные при рассмотрении ректификации в двух отгонных колоннах неоднородного начального раствора частично растворимых веществ. [c.134]

Основные компоненты образуют между собой бинарные азеотропы, характеристики которых приведены в табл. 5.6. Несмотря на отсутствие в этой системе тройных азеотропов, разделение смеси приведенного состава на индивидуальные компоненты путем обычной ректификации практически невозможно. На практике разделение осуществляется в результате того, что наиболее низкую температуру кипения в системе имеет гетероазеотроп толуол—вода. [c.278]

При наличии в системе азеотропа разделение раствора на чистые компоненты путем простой перегонки или ректификации невозможно, так как составы пара и жидкости в случае экстремума давления и температуры одинаковы и массообмен между фазами отсутствует. [c.283]

При рассмотрении диаграмм равновесия однородных в жидкой фазе азеотропов было установлено, что в некоторых случаях равновесная температура кипения жидкого раствора компонентов, характеризующихся при обычных температурах свойством частичной растворимости, может оказаться выше их критической температуры растворения. Тогда система приобретает свойства положительного азеотропа, однородного в жидкой фазе, с минимумом точки кипения (см. фиг. 15). С другой стороны, там же указывалось, что при фракционировке подобного, однородного в жидкой фазе азеотропа, независимо от начального состава а исходной смеси, продуктами разделения будут либо один, либо другой компонент системы в практически чистом виде и азеотроп состава или пар, близко подходящий к нему по составу. При этом азеотроп обязательно будет верхним продуктом колонны, так как он кипит при более низкой температуре, чем оба компонента системы. Превзойти наверху колонны состав у азеотропа не представляется возможным, ибо, как известно, составы жидкости и пара в азеотропической смеси равны и неизменны, температура ее выкипания и конденсации постоянна и поэтому при достижении этой точки ректифицирующая работа колонны сейчас же прекращается. [c.133]

Концентрация постоянно кипящей смеси различных гомогенных азеотропных растворов либо вовсе не меняется с изменением внешнего давления, либо сдвигается в сторону большего содержания одного из компонентов, либо, при достижении некоторого значения внешнего давления, азеотропия полностью исчезает, система уже не имеет экстремальных точек на кривой суммарного давления паров, и изобарные кривые кипения и конденсации приобретают монотонный характер. Последняя особенность гомоазеотропов часто облегчает их разделение. [c.323]

Следует отметить, что регенерация третьего компонента, хлористого метилена, из его раствора с метанолом также является проблемой разделения азеотропа, и в этом основной недочет описанного метода. Однако, если третий компонент, прибавляемый с целью разделения азеотропической смеси, образует тройной азеотроп с компонентами системы, кипящий при более низкой температуре, чем исходный, и при этом, получаемый в виде дестиллата тройной азеотроп является гетерогенным в жидкой фазе, то благодаря тому, что при расслоении жидкости получаются фазы с весьма широко различающимися составами, можно с выгодой использовать этот процесс. Это делается, например, при обезвоживании этилового алкоголя его перегонкой с бензолом. [c.149]

Экстрактивная ректификация, предназначенная для разделения систем близкокипящих веществ, может быть использована и для ректификации систем гомогенных азеотропов. [c.338]

Перегонка гомогенных азеотропов начальной концентрации хь, совпадающей с концентрацией постоянно кипящей смеси, бесполезна для разделения компонентов раствора, ибо выкипание жидкой и конденсация паровой системы будут проходить при неизменном составе у обеих фаз. Если же начальная концентрация Х[ отличается от азеотропной, то составы паровой п жидкой фаз различаются, и перегонка позволяет достигнуть определенной степени разделения. [c.102]

В некоторых случаях разделения бинарных систем гомогенных в жидкой фазе азеотропов используются двухколонные схемы, давления в обеих колоннах которых подобраны таким образом, чтобы обеспечить выделение практически чистых компонентов. В этих случаях выбор давлений в колоннах определяется уже характером их влияния на азеотропную концентрацию. [c.180]

Пусть сырье Ь имеет начальную концентрацию хь, меньшую, чем концентрация азеотропной смеси Е , отвечающая меньшему давлению р. , при котором работает одна из колонн. Если ввести в другую колонну, работающую под более высоким давлением р , смесь Ь сырья Ь и практически чистого азеотропа Е , то в ходе разделения из низа этой колонны будет поступать практически чистый компонент ш, а с верха — дистиллят, представляющий смесь, весьма близкую по составу к азеотропу Еу. Если смесь Еу подать в качестве сырья во вторую колонну, работающую под меньшим давлением р , то из ее низа отойдет уже практически чистый компонент а, а с верха колонны — та самая, близкая к азеотропу 2 система, которая в смеси с исходным сырьем Ь поступает на разделение в первую колонну. Концентрация х этой смеси Ь = Ь Е , очевидно, принадлежит интервалу хь<- х ь<. хе2- в рассматриваемой схеме разделения положительного гомоазеотропа компоненты а и IV исходной смеси отводятся в качестве нижних продуктов колонны. [c.325]

На рис. УП.З представлена типичная схема двухколонной установки для разделения отрицательного гомоазеотропа, совмещенная с его изобарными диаграммами кривых начала кипения и конденсации при двух различных давлениях ру и р . Пусть сырье Ь имеет начальный состав х , больший, чем концентрация азеотропической смеси Е , отвечающая меньшему давлению р , при котором работает одна из колонн. Если в другую колонну, работающую под более высоким давлением ру, ввести смесь Ь сырья и практически чистого азеотропа Е , то в ходе разде.чения с верха этой колонны получим практически чистый компонент а, а с ее низа отойдет остаток, представляющий практически чистый азеотроп Еу. Если смесь Еу подать в качестве сырья в колонну, работающую под более низким давлением ра, то с верха ее поступит уже практически чистый компонент ю, а из низа — та самая система Е , смесь Ь которой с исходным сырьем Ь [c.325]

Кроме гомогенных в жидкой фазе азеотропов, нечувствительных к изменению внешнего давления, особая техника разделения необходима также для систем близкокипящих веществ с относительной летучестью компонентов, близкой к единице, [c.327]

Проведенное рассмотрение имело целью выяснить основную особенность ректификации бинарных гомогенных азеотропов с помощью третьего компонента, заключающуюся в том, что разделительный агент, в свою очередь, образует гомоазеотроп с одним пз исходных компонентов. Так, получение практически чистого компонента а сопровождается появлением нового гомоазеотропа Е , который, в свою очередь, необходимо подвергнуть разделению. Примером может служить выделение нормального парафинового углеводорода из смеси с ароматическим с помощью разделительного агента — метанола. Ароматика отводится с низа колонны, а дистиллят является положительным азеотроном алкана и метанола. Обработка последнего водой, растворяющей метанол, высвобождает алкан, он всплывает кверху и таким образом выделяется из азеотропной смеси. [c.332]

Рпс. VII.7. Принципиальная схема Рис. VII.8. Ход нроцесса ректифи-разделения положительного гомо- кации на треугольной диаграмме азеотропа с помощью третьего ком- (к схеме, приведенной на рис. VII.7). понента, имеющего промежуточную летучесть. [c.333]

В первой колонне исходное бинарное сырье L разделяется на остаток представляющий практически чистый компонент а, и азеотроп Е, отводимый в качестве дистиллята. К азеотропу Е прибавляется остаток S третьей колонны, представляющий тройную смесь компонентов а и и и разделительного агента Ъ, не образующего азеотропов с исходными компонентами. Смесь = = Е S поступает на разделение во вторую колонну, снизу которой отводится остаток R , представляющий практически чистый компонент w, а сверху — дистиллят Ь , являющийся тройной смесью компонентов а, w тл Ъ. Поток Zg направляется на ректификацию в третью колонну, где и разделяется на дистиллят D, близкий по составу к практически чистому компоненту а, и остаток iS , направляемый на смешение с дистиллятом первой колонны. Таким образом, на установке имеется два потока R и D практически чистого компонента а и один поток Л 2, представляющий практически чистый компонент iv. [c.333]

Таким образом, для системы состава равновесные пар и жидкость имеют одну и ту же концентрацию и перегонка системы происходит при постоянной температуре и постоянном составе. Поскольку ректификация в колонне может иметь место только при условии разности в составе фаз, становится ясным, что максимальное разделение системы с азеотропом, которого можно достигнуть при фракционировке в колонне, будет зависеть от того, по какую сторону от состава азеотропа уе располагается фигуративная точка а начального состава разделяемой системы. [c.36]

Процессы азеотропической перегонки применяются не только для разделения однородных в жидкой фазе азеотропов, но и для разделения систем компонентов с очень близкими точками кипения, ректификация которых обычными методами, вследствие близости коэффициента относительно летучести к единице, оказывается весьма затруднительной. В этом случае третий компонент должен образовать с одним из компонентов системы гомогенный или гетерогенный азеотроп, кипящий при более низкой температуре, чем низкокипящий компонент исходной бинарной системы, и играющий роль верхнего продукта фракционирующей колонны. [c.138]

В рассмотренном ранее случае частично растворимых компонентов было показано, что оперативные линии 51<51 и соединяющие фигуративные точки 01(> 1, Р1) и паров, поднимающихся с верхних тарелок обеих колонн с соответствующими полюсами и 5г (фиг. 43) должны пересекать ветви АР и ВО кривой растворимости в фигуративных точках и равновесных друг другу жидких слоев, стекающих из отстойника на верхние тарелки обеих колонн. В случае однородного в жидкой фазе при точке кипения азеотропа, эти же оперативные линии, связывающие составы встречных над верхней тарелкой паровых и жидких потоков должны, по крайней мере, касаться соответствующих ветвей кривой растворимости, чтобы в отстойнике конденсатора верхних паров при температуре расслоения могло произойти разделение на две жидкие фазы, направляемые на верхние тарелки колонн. [c.134]

Для разделения этой системы в качестве третьего компонента можно использовать ряд веществ, образующих азеотропы с водой. Если в качестве такого третьего компонента принять изопропиловый эфир, образующий с водой гетерогенный азеотроп, кипящий при 61° С, то разность температур между верхом и [c.138]

Другой, имеющий общее значение метод разделения однородных азеотропов, заключается в уничтожении точки касания равновесных линий пара и жидкости путем прибавления третьего компонента. Влияние третьего компонента заключается в изменении молекулярной природы раствора, результатом чего является соответствующее изменение относительных летучестей его компонентов, позволяющее осуществить процесс разделения системы на ее практически чистые составляющие. Процесс разделения однородной в жидкой фазе постоянно кипящей системы с помощью прибавления к ней третьего компонента входит в группу процессов, называемых азеотропической перегонкой. [c.138]

На фиг. 51 представлен ход азеотропической перегонки для случая разделения бинарного азеотропа с помощью третьего компонента, образующего с компонентами системы тройной азеотроп, кипящий при наинизшей в системе температуре. Азеотропную перегонку вообще удобно вести в периодически действующей ректификационной установке, так как все необходимое количество третьего све.чзо,- ) компонента может [c.150]

Чем ниже температура кипення образовавшегося азеотропа, тем больше оказывается разность температур между ним и вторым компонентом системы, являющимся высококипящим, и тем легче осуществляется процесс разделения исходной смеси близкокипящих компонентов. В ходе разделения исходной системы в виде остатка получается высококипящий компонент, а дестил-латные пары состоят из образовавшегося азеотропа. [c.138]

Целью экстрактивной ректификации, которая очень близка к азеотропной, является разделение систем близкокинящих веществ, различающихся по своей молекулярной структуре, путем введения в укрепляющую секцию колонны надлежаще иодоб"ранного жидкого разделительного агента — растворителя. Однако здесь третий компонент (растворитель) не образует азеотропа ни с одним из компонентов исходной смеси, характеризуется низкой летучестью, почти не испаряется в колонне и отводится не с верхним, а с нижним продуктом. Добавление такого разделительного агента к смесям близкокипящих веществ, относительная летучесть которых очень мала, приводит к резкому увеличе- [c.328]

Если азеотроп относится к категории неоднородных в жидкой фазе, то после конденсации и охлаждения дестиллатных паров, он расслаивается на два слоя, из которых один, более богатый третьим компонентом, возвращается обратно в перегонную систему, а другой представляет собой либо практически чистый низкокипящи компонент системы либо же подвергается дополнительному разделению для получения достаточной степени чистоты. Так, например, вода и уксусная кислота не образуют азеотропа, но их температуры кипения различаются всего на 18 С, так что обычная ректификация этой системы представляет известные трудности, благодаря небольшой величине коэффициента обогащения. [c.138]

Если же азеотропическая перегонка применяется для разделения постоянно кипящих систем, то в результате прибавления третьего компонента либо должен образовываться азеотроп с одним из компонентов системы, кипящий при более низкой температуре, чем исходный, уже имевшийся в системе азеотроп, либо третий компонент должен образовывать тройной азеотроп с исходными компонентами системы, кипящий при более низкой температуре, чем любой начальный азеотроп системы. При этом относительное содержание в нем компонентов должно отличаться от их относительного содержания в начальных азеотропах. [c.139]

Чем больше разрыв между соответственными линиями пара и жидкости, тем легче произвести разделение компонентов системы. На фиг. 48 а показано, что, если температура системы становится равной точке кипения 4 бинарного азеотропа компонентов а и TW, то изобарно-изотермические линии "d и e f касаются друг друга в точке j/e на стороне aw базисного треугольника. [c.145]

Пусть точка С представляет постоянно кипящую смесь компонентов а и с минимумом точки кипения, для разделения которой добавляется третий компонент Ь. Фигуративные точки тройных смесей, получающихся в результате добавления различных количеств компонента Ь к исходному азеотропу, должны расположиться на прямой ЬС, являющейся линией постоянных относительных количеств компонентов айда. Точка пересечения прямой ЬС с прямой аА , соединяющей фигуративные точки А-1 тройного азеотропа и чистого компонента а, определит минимально необходимое количество третьего компонента, которое обеспечит получение в кубе колонны практически чи- [c.150]

Ректификационная двухколонная установка по разделению однородного бинарного азеотропа с помощью третьего компонента. [c.147]

В некоторых случаях третий компонент, прибавляемый к бинарному азеотропу, образует в свою очередь азеотроп с одним из компонентов системы. Этот случай нашел свое практическое применение в разделении некоторых гомогенных азеотропов, например, системы метанол—ацетон , образующей постоянно кипящую смесь с минимумом точки кипения. Состав азеотропической смеси равен 86% ацетона, а ее температура кипения 54,6° С. [c.148]

Рассмотрение свойств систем, отвосящихся к различным группам, показывает, что в качестве разделяющих агентов для процессов азеотропной ректификации могут примевяться вещества, дающие с отгоняемыми компонентами системы второй и третьей группы. В первом случае расслаивание разделяющего агента и отгоняемого компонента может производиться при температуре кипения гетероазеотропа. Если разделяющий агент дает с отгоняемым компонентом систему третьей группы, то дистиллат представляет собой гомогенный азеотроп, разделение которого путем расслаивания возможно лишь за счет использования уменьшения взаимной растворимости с понижением температуры. В этом случае конденсат пара, выходящего из верха колонны, необходимо подвергать дополнительному охлаждению. [c.103]

Отрезок ДМ расположен на границе области ректификации АВМО, в которой (рис, 40, г) возможное распределение компонентов по высоте аппарата в общем случае благоприятно для протекания прямого процесса. Здесь, следовательно, могут быть выбраны сечения, наиболее благоприятные для расположения каталитической зоны. Достижение полного превращения реагента В, с другой стороны, связано с возможностями разделения ректификацией трехкомпонентной смеси АСО. В области АВМО при первом заданном разделении возможно выделение в дистиллят азеотропа М, а в нижний продукт бинарной смеси АО химически не взаимодействующих компонентов или (при достижении состава псевдоисходной смеси точки М ) выделение чистого вещества О. [c.203]

Известно, что составы азеотропов зависят от условий существования системы, в частности от давления. При изменении давления в многокомпонентных системах происходит изменение положения границ областей ректификации. На основе этого явления разработан принцип перераспределения полей концентрации между областями ректификации [29], который может использоваться для разделения многокомпонентных азеотропных смесей ректификацией без введения каких-либо вспомогательных веществ. Это же явление, как следует из рассмотренных примеров I и III, может использоваться для увеличения предельнд возможных степеней превращений реагентов, образующих азеотропные смеси, в реакционно-ректификационном процессе. В самом деле, если, например, при повышенном (пониженном), по сравнению с атмосферным, рабочем давлении в аппарате состав азеотропа (рис, 40,6) будет соответствовать более высокому содержанию компонента С, то линия предельных составов псевдоисходных смесей ВМ (рис. 40, в) займет положение, соответствующее более высокой предельной конверсии компонента А, [c.208]

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]

Чаще всего разделительный агент, добавляемый к близко-кипящим смесям, образует бинарный положительный азеотрон, отводимый сверху колонны, в ряде же случаев с исходными компонентами образуются тройные азеотроиы. Отвод из колонны тройного азеотропа в качестве одного из ее продуктов (обычно дистиллята) помогает разделению компонентов вследствие их различного относительного содержания в этом продукте и в исходном сырье. [c.328]

Выбор разделительного агента для азеотропной и экстрактивной ректификации представляет сложную задачу и обычно основывается как на теоретических, так и на опытным путем установленных положениях. Так, третий компонент, добавляемый для облегчения нроцесса разделения, в случае азеотропной ректификации должен отводиться с верхним продуктом, а в случае экстрактивной — с нижним, быть термически устойчивым, доступным, недорогим, нетоксичным и некорродирующим, обладать полной растворимостью с компонентгпии исходной смеси и легко отделяться от компонентов, с которыми образует азеотропы или простые растворы. [c.329]

В ходе ректификации в качестве дистиллята колонны будет отбираться низкокипящий азеотроп Е , кривые же разделения будут выходить из фигуративной точки наименее летучего в данной области диаграммы компонента и, огибая участок треугольной диаграммы, примыкающий к компоненту промежуточной летучести, сходиться в фигуративной точке Е - Так, если точка кипения компонента а выше, чем компонента Ь, то характер кривых ректификации системы Ь, представляющей смесь азеотропа Еу и разделительного агента Ъ, представится линиями, показанными на рис. VII.5. Если же точка кипения а ниже, чем у разделительного агента, то кривые ректификации, согласно рис. VII.6, выходят из фигуративной точки Ъ, огибают участок, примыкающий к вершине а, и сходятся в фигуративной точке Е наиболее низкокиняшего азеотропа. Легко заметить, что независимо оттого, выше точка кипения разделительного агента Ь или ниже, чем -у компонента а, кривые ректификации весьма схожи. Следует только иметь в виду, что при добавлении Ъ к Еу необходимо строго придерживаться условий материального баланса, тогда фигуративная точка Ь их суммы попадает на прямую баланса а а- [c.331]

Итак, для полного разделения бинарного азеотропа Еу третий компонент до.лжен образовывать вспомогательный положительный азеотрон Е2 с одним из составляющих исходной смеси, и этот азеотроп должен иметь наименьшую точку кипения для данной тройной системы. Хотя теоретически безразлично, с каким из компонентов разделительный агент образует азеотрон, с практической точки зрения желательно, чтобы это был компонент, для которого требуется меньшая степень чистоты. [c.332]

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]

РАЗДЕЛЕНИЕ АЗЕОТРОПОВ. ОДНОРОДНЫХ В ЖИДКОО ФАЗЕ ПРИ ТОЧКЕ КИПЕНИЯ [c.133]

Диаграмыа для расчета установки по разделению азеотропа, однородного в точке кипения и неоднородного при более низких температурах. [c.135]

Разделение подобного рода системы можно произвести, если подобрать такой третий компонент, в результате прибавления которого к исходной системе он образует азеотроп с метанолом, кипящий при более низкой температуре, чем 54,6° С. Таким веществом является хлористый метилен, кипящий при 41,5° С, не образующий азеотропа с ацетоном, но зато с метиловым алкоголем образующий постоянно кипящую смесь с точкой кипения 39,2° С. На фиг. 50 показан ход перегонки для расссматриваемо-го случая. [c.148]

Другой способ разделения бинарной гомоазеотропной смеси состоит в добавлении к системе надлежаще подобранного третьего компононта, так называемого отмывателя, обладающего свойством либо разбивать азеотроп, либо образовывать новые азеот-ропные смеси с одним или обоими компонентами сырья. Здесь мы подходим к процессу, именуемому азеотропной ректификацией ои применяется для разделения бинарных систем, которые либо трудно поддаются, либо даже вовсе пе поддаются разделению в обычной ректификационной колонне. [c.294]

Первая система трудно поддается разделению и обычной колонне вследствие небольшой разницы в точках кипення воды (100°) и уксусной кислоты (118,1°). Цель добавления третьего комнонента состоит в том, чтобы увеличить отпосительную летучесть компонентов системы, поэтому его воздействие на летучие свойства воды и уксусной кислоты должно быть различным. Кроме того, третий компонент должен либо быть вовсе нерастворимым, либо лишь частично растворимым с НКК, по зато он дол кен полностью смешиваться с ВКК. Поэтому третий компонент образует с водой гетерогеппый азеотроп. Этим условиям отвочает, например, бутилацетат, весьма слабо растворимый с водой и образующий с ней гетероазеотроп с точкой кипения 92 ". Другим примером еще более подходящего для рассматриваемой системы третьего 1Сомионента является дихлорэтан, имеющий нормальную точку кинения 83,5°, смешивающийся с водой частично, а с уксусной кислотой во всех отношениях. [c.294]