Летучесть многокомпонентные смеси

При расчете колонн ректификации необходимо составить материальный баланс колонны. Если разделению подлежит многокомпонентная смесь, то два крайних компонента (самый легкий и самый тяжелый) называются ключевыми компонентами. Легкий ключевой компонент имеет самую низкую темпе ратуру кипения и обычно является компонентом, который в заметных количествах содержится в продуктах низа колонны. Тяжелый ключевой компонент в заметных количествах содержится в дистиллятных потоках. Обычно ключевые компоненты имеют почти одинаковую летучесть. Их невозможно разделить полностью, поэтому задача состоит в том, чтобы определить степень разделения, которая может быть достигнута в колонне определенных размеров при соответствующем количестве орошения и нагрузке ребойлера. [c.139]

Схема потоков в простой колонне, разделяющей многокомпонентную смесь, принципиально не отличается от потоков в колонне для разделения бинарной смеси (рис. 1У-5). Однако в отличие от бинарной системы в многокомпонентной смеси содержится компонент, имеющий самую низкую температуру кипения (самую высокую относительную летучесть), т.е. НКК, компонент с наибольшей температурой кипения (наименьшей относительной летучестью), т.е. ВКК, а также компоненты, которые по температурам кипения (относительным летучестям) располагаются между НКК и ВКК. Это вносит целый ряд особенностей в расчет и поведение компонентов при ректификации. [c.165]

Относительная летучесть интересующего компонента разделяемой смеси, которая в принципе всегда является многокомпонентной, зависит прежде всего от свойств компонентов смеси. Учет этой зависимости составляет одну из основных задач теории и практики разделения смесей. Разумеется, и при глубокой очистке веществ рабочим объектом также является многокомпонентная смесь, состоящая из очищаемого вещества и примесей. Однако здесь мы имеем специфическую особенность, которая заключается в том, что исходное очищаемое вещество содержит примеси уже в сравнительно небольших количествах. Обычно для достижения этой цели применяется предварительная очистка вещества. Таким образом, при глубокой очистке веществ приходится иметь дело с разбавленными растворами. В таких растворах содержание каждого из растворенных веществ (примесей) незначительно по сравнению с содержанием растворителя (основное вещество) и поэтому взаимным влиянием примесей в них можно пренебречь. Следовательно, в этом случае разделяемую многокомпонентную смесь условно можно рассматривать как бинарную, состоящую из основного компонента и данной примеси. При этом обычно принимают также, что в паровой фазе (при невысоких давлениях) ввиду ее большой разряженности отсутствует взаимодействие не только между молекулами примесей, но и между молекулами примесей и основного компонента, т. е. тем самым постулируется, что образующийся из жидкости пар представляет собой идеальный газ. Но даже при указанных упрощающих допущениях установление зависимости коэффициента разделения от свойств компонентов такой псевдобинарной смеси представляет непростую задачу. [c.33]

Пусть дана многокомпонентная смесь и производится ее разделение на две части — более летучий дестиллат и менее летучий остаток. Не следует думать, что разделение в ректификационной колонне происходит абсолютно четко и граница раздела лежит между двумя определенными смежными компонентами, один из которых оказывается целиком в остатке, а другой в дестиллате. На самом деле и тот и другой компоненты появляются и в остатке и в дестиллате в пропорциях, определяемых их летучестью. В качестве примера рассмотрим типическое разделение сложной углеводородной системы [c.441]

Если необходимо разделить многокомпонентную смесь на, чистые компоненты, то использование режима неполного исчерпывания крайних по летучестям компонентов приводит л,ишь к неоправданному увеличению числа колонн. [c.182]

Относительная летучесть интересующего компонента разделяемой смеси, которая в принципе всегда является многокомпонентной, зависит прежде всего от свойств компонентов смеси. Учет этой зависимости составляет одну из основных задач теории и практики разделения смесей, причем задачу не из легких. Разумеется, и при глубокой очистке веществ рабочим объектом также является многокомпонентная смесь, состоящая из очищаемого вещества и примесей. Однако здесь мы имеем специфическую особенность, которая заключается в том, что исходное очищаемое вещество содержит примеси в сравнительно небольших количествах. В отдельных случаях для достижения этой цели применяет- [c.39]

Обычно термическое разрушение образца проводят в трубке пиролизного аппарата. Трубка обогревается или регулируемым пламенем, или электропечью (рис. 5.23). В зависимости от летучести продукты пиролиза или собираются в холодильнике (легколетучие), или же осаждаются до него в ячейках пиролизной трубки. Пиролиз можно проводить в воздушной атмосфере, вакууме или в присутствии инертного газа. Расход вещества достаточно большой (до 300 мг). Высокая концентрация первичных продуктов пиролиза, как правило, способствует протеканию вторичных процессов, что, вообще говоря, является недостатком. В ходе различных побочных химических превращений (деполимеризация, перегруппировки, последующая термическая деструкция) образуются новые соединения, и их присутствие уже не позволяет определить первоначальный состав пиролизата. Таким образом, пиролизат представляет собой многокомпонентную смесь, для разделения и идентификации которой недостаточно одной ИК-спектроскопии. Пиролиз следует проводить в строго воспроизводимых условиях. При этом работают с очень маленькими навесками. Например, пироли-зуют полимеры, нанесенные на проволоку, подогреваемую электрическим током. Процесс ведут в маленьких кварцевых или золотых тиглях (тепловой пиролиз). Исследуемое вещество, находящееся на проволоке, можно также нагревать с помощью высокочастотного поля. При этом температуру металла повышают до температуры Кюри. Для полимеров наиболее пригодной методикой является ступенчатый пиролиз, в ходе которого одни н те же образцы выдерживают при разных температурах в течение различ- [c.171]

Возможные схемы разделения многокомпонентных смесей. Схема разделения на составляющие двухкомпонентных смесей однозначна, в то время как для многокомпонентных смесей представляется некоторая свобода выбора схемы разделения. Пусть смесь состоит иэ трех компонентов А, В и С, причем относительные летучести пх л, в и с- [c.300]

Здесь е, — коэффициент относительной летучести ключевых компонентов смеси, а и Хлс — концентрации более летучего компонента в дистилляте и исходной смеси. Ключевыми называются два компонента многокомпонентной смеси с минимальной относительной летучестью (смесь как бы уподобляется бинарной, состоящей из более летучего компонента и всех компонентов с большей летучестью и менее летучего, включающего остальные еще менее летучие компоненты). [c.548]

Смесь жидкостей дает обычно смешанный пар, состав которого зависит от величин парциальных давлений отдельных компонентов. Факторы, определяющие парциальное давление пара, в достаточной мере сложны, и для случаев перегонки их удобно выражать терминами летучесть и относительная летучесть. Более подробное рассмотрение приведенных здесь понятий можно найти в разделе II. Хотя в практической работе чаще всего приходится перегонять смеси нескольких веществ и несмотря на успехи теории перегонки трех- и многокомпонентных смесей, в настоящей главе рассмотрение теории перегонки будет ограничено с целью простоты и удобства двойными смесями исключения будут особо оговорены. [c.9]

Следовательно, среднее значение ав-о будет здесь несколько иным, чем то, при котором эта пара подвергалась бы ректификации, будучи полностью изолированной от остальных компонентов, так как в последнем случае перепад температур был бы другим при том же давлении. Поэтому, только в значении относительной летучести а и заключается легко находимая и, по-видимому, незначительная количественная поправка, чтобы любая разделяемая пара компонентов идеальной многокомпонентной смеси могла рассматриваться как идеальная бинарная смесь. [c.106]

Разделение многокомпонентной смеси в многоколонной установке может осуществляться по нескольким вариантам, различающимся последовательностью выделения чистых компонентов. Так, из смеси могут отгоняться наиболее легколетучие компоненты в порядке убывающей летучести (рис. VI. 14, а). Противоположным этому варианту является метод последовательного отбора трудно-летучих компонентов из куба в порядке возрастающей летучести (рис. VI. 14,6). Между этими двумя крайними вариантами могут существовать промежуточные, в которых в том или ином порядке происходит чередование отбора из верхней и нижней частей колонн. Число этих вариантов быстро возрастает с ростом числа компонентов в разделяемой смеси. Так, если трехкомпонентная смесь может быть разделена только по 2 вариантам, то для четырехкомпонентной смеси может быть 5 вариантов (рис. VI. 14), для пятикомпонентной — 14, для шестикомпонентной — 42 варианта и т. д. [c.364]

Разделение изотопов физико-химическими методами основано на различии значений нулевой энергии молекул О, содержащих разные изотопы элемента. Нулевая энергия входит в виде существенного слагаемого в термодинамические функции, определяющие многие физико-химические свойства веществ. Изменения в её величине влияют на летучесть, константу равновесия, скорость реакции и т. д. Различие этих свойств используют при разделении изотопов химических элементов, входящих в состав веществ, представляющих собой смесь молекул с различным изотопным замещением. Смеси веществ, используемых для разделения, носят названия рабочих систем. Эти рабочие системы двухфазны (жидкость-пар, газ-твёрдое тело, жидкость-жидкость) и многокомпонентны. Так, например, обычная вода, находящаяся в равновесии со своим паром содержит 18 молекул, различающихся изо- [c.229]

Мостафа [175а] представляет многокомпонентную смесь в виде эквивалентных бинарных смесей, обладающих различной относительной летучестью, и определяет число теоретических ступеней разделения с помощью графического метода Мак-Кэба и Тиле. Если компонентов много, то можно выбрать один ключевой компонент, относительная летучесть которого является средним значением для относительных летучестей всех компонентов. [c.132]

Основные результаты разработки математической модели процесса ректификации печного масла изложены в книге [69], поэтому вывод уравнений модели здесь пе дается. Модель составлена в соответствии со спецификой задачи оптимального управления производством в целом. Кинетика процесса массообмена на тарелках колонны учитывается введением в расчет экспериментально определяемых корректируюш,их параметров (средние коэффициенты эффективности тарелок в секциях). Многокомпонентная смесь приводится к нсевдобинарпой путем объединения компонентов в обобщенный легкий и обобщенный тяжелый компоненты и выбора относительных летучестей обобщенных компонентов. [c.298]

Кратко остановимся на характере распределения особых точек и пучков траекторий динамической системы ректификации. Для простоты рассмотрим вначале зеотропную многокомпонентную смесь с постоянной относительной летучестью компонентов (ац = = onst). В особой точке dXi/dH = О, следовательно, из уравнения (VI,43) получаем (1 — т)х, [c.146]

Еще более обманчивым является применение наукообразного приема. Имеется в виду известный прием, когда при заданном разделении группу компонентов, предназначенных к отгонке в дистиллят, принимают за некоторый новый легколетучий компонент с суммарной концентрацией и усредненной летучестью, вычисленной из летучестей составляющих компонентов различными путями, например, по правилу аддитивности. В свою очередь, группу компонентов, составляющих кубовый остаток, принимают за другой новый тяжелолетучий компонент с суммарной концентрацией и летучестью, вычисленной такими же путями, в частности, по аддитивности. Такая надуманная бинарная смесь подменяет при проведении расчетов истинную многокомпонентную смесь. Принципиальная, качественная ошибка — игнорирование правила фаз, здесь очевидна. Нетрудно и наглядно убедиться что при таком приеме любая трудноразделимая смесь может оказаться в нашем представлении сколь угодно легкой для разделения. Например,такая весьма трудноразделимая смесь, как смесь пропилена и пропана в присутствии этилена, этана или метана и других, при помощи такого приема превращается в легкоразделимую. Ясно, что это может иметь место лишь при ошибочном методе расчета, а не в действительности. [c.74]

Действительно, если для полного определения бивариантной двухфазной системы бинарной смеси при заданном общем давлении достаточно знать лишь концентрацию одного из компонентов в одной из фаз, то для полного определения /г-вариант-ной двухфазной системы, состоящей из п компонентов, необходимо знать уже концентрации п—1 компонентов в одной из фаз при заданном общем давлении. В общем случае это означает, что кривая фазового равновесия (изобара) для каждого компонента, находящегося в многокомпонентной смеси, является фупкциейпе только физико-химических свойств (качества) других компонентов, но и их абсолютных концентраций (количества). Этим собственно и отличается многокомпонентная смесь от бинарной смеси, где кривая фазового равновесия (изобара) для каждого из двух компонентов зависит только от физико-химических свойств (качества) другого. Следовательно, каждый компонент такой сложной смеси имеет не одну кривую фазового равновесия, а бесчисленное множество их, в зависимости от содержания других компонентов, что приводит к необходимости располагать многочисленными данными по равновесным соотношениям. Установление этих данных экспериментальным путем требует большого труда даже в случае трехкомпонентных смесей и практически становится невыполнимым если речь идет о смесях с большим числом компонентов. Более того, как уже говорилось выше, такой путь изучения равновесных соотношений здесь даже исключается, потому что данные, экспериментально установленные при каком-либо одном режиме для заданного разделения смеси, не могут быть использованы существующими методами для проведения расчетов при изменении хотя бы одного из условий этого режима для того же самого разделения смеси, например, при изменении флегмового числа. Проведение расчетов существующими методами становится возможным только в случае идеальной смеси, в которой летучесть каждого компонента пропорциональна абсолютной мольной доле этого компонента при любой температуре и любом давлении [481. Такие идеальные многокомпонентные смеси состоят обычно из химически родственных компонентов (например, смеси углеводородов в нефтяной или коксо-беизольной промышленности и т. д.) и равновесные соотношения для каждого компонента этой смеси в системе пар-— жидкость описываются достаточно точно уравнением [c.78]

В качестве примера смеси близкокипящих компонентов уже было рассмотрено разделение смеси н-гептан — метилциклогексан с помощью добавки анилина. Система метилциклогексан — толуол — неидеальная смесь (без азеотропной точки) кривая равновеспя асимптотически приближается к диагонали, и относительная летучесть Р и с. 231. Кривая равно- с повышением концентрации метил-весия для смеси метилцик- циклогексана стремится к 1 (рис. 231). логексан—толуол (неиде- Для получения чистого метилцикло-альная с есь без азеотроп гексана обычной ректификацией практически потребовалось бы бесконечно большое число теоретических тарелок. При добавлении 55 мол.% полярного растворителя (анилина) кривая равновесия становится по форме близкой к идеальной, и разделение очень упрощается. Экстрактивная ректификация также выгодна для разделения азеотроп ных смесей. Например, с помощью экстрагирующего агента (анилина) можно воздействовать на азеотропную смесь циклогексан — бензол таким образом, чтобы в дистиллате получить чистый циклогексан. Экстрактивную ректификацию целесообразно применять для разделения многокомпонентных смесей, содержащих компоненты, относящиеся к различным классам. [c.344]

Б. Н. Михайловский разработал метод расчета ректификации идеальных многокомпонентных смесей для случая, когда исходная смесь поступает в колонну в виде кипящей жидкости. Этот метод основан на допущениях о постоянстве относительных летучестей, и количеств пара и жидкости (в моль ч) по высоте колонны. Б. Н. Михайловский предложил полуэмпириче-ские уравнения для, определения числа тарелок, минимального флегмового числа, состава продуктов разделения и состава смеси в районе ввода питания в колонну. [c.33]

В. Г. Фастовский и Н. В. Петровски [57] указывали, что в методе определяющих пар не учитывается влияние остальных присутствующих компонентов на равновесные соотношения рассматриваемой пары. Но С. В. Львов [13] отмечает, что, поскольку реальный изобарический процесс ректификации протекает при переменной температуре, влияние остальных компонентов на кривую фазового равновесия любой разделяемой пары сводится лишь к установлению определенного перепада температур по высоте колонны. Поэтому уже по значению относительной летучести легко можно найти, по-видимому, незначительную количественную поправку, которая даст возможность рассматривать любую разделяем ю пару компонентов идеалыюх многокомпонентной смеси как идеальную бинарную смесь [13]. [c.60]

Существуют два варианта метода Хенгстебека для расчета ректификации многокомпонентных смесей приближенный и точный. Результаты, получаемые по обоим методам, обычно близки. Имеют место существенные различия, если исходная смесь содержит сравнительно большие количества компонентов, летучесть которых близка к летучести ключевых компонентов, особенно при флегмовом числе, мало отличающемся от минимального. [c.382]