Бинарные системы ректификация

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]

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]

Для полной определенности проблемы ректификации бинарной системы частично-растворимых компонентов, образующих постоянно кипящие смеси с минимумом точки кипения в колонне рассматриваемого типа, необходимо располагать девятью величинами количеством I, составом а и теплосодержанием Рд [c.93]

РЕКТИФИКАЦИЯ БИНАРНОЙ СИСТЕМЫ ЧАСТИЧНО РАСТВОРИМЫХ КОМПОНЕНТОВ В ДВУХ ПОЛНЫХ КОЛОННАХ [c.97]

Минимальное число теоретических ступеней разделения при ректификации бинарной системы согласно уравнению Фенске — [c.435]

Уравнение (121) имеет важное значение для теории процессов азеотропной и экстрактивной ректификации, так как оно не только доказывает возможность выбора разделяющих агентов на основе оценки степени неидеальности бинарных систем, но позволяет также термодинамически точно определять среднее увеличение коэффициента относительной летучести, вызываемое разделяющим агентом, по данным о равновесии в бинарных системах. [c.39]

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]

Установление связи между свойствами веществ и образуемых ими смесей является важнейшей задачей теории растворов. Общее решение этой проблемы чрезвычайно сложно из-за многообразия взаимодействий, могущих иметь место в реальных растворах. Применительно к требованиям теории экстрактивной и азеотропной ректификации задача может быть сведена к оценке степени неидеальности бинарной системы по данным о свойствах компонентов. [c.60]

Рассмотрим непрерывную ректификацию бинарной системы основное вещество — низкокипящая примесь с содержанием последней Хо- Пусть питание колонны поступает снизу в виде пара состава уо Хо (например, из среднего куба большой емкости), а сверху, из конденсатора колонны отбирается обогащенный примесью дистиллят с содержанием примеси Хо = Уо- В этом случае уравнение рабочей линии колонны (уравнение материального баланса по составам фаз в заданном сечении колонны, работающей в стационарном состоянии с постоянной скоростью отбора дистиллята) представляет собой соотношение (П.120). Подставив выражение для д из (11.120) в уравнение (11.89), с учетом того, что в рассматриваемом случае у = ах, получим [c.95]

Рис. V. 17. Процесс периодической ректификации бинарной системы.

Рассмотрим процесс периодической ректификации, схематически изображенной на рис. V. 17. Предполон им, что колонна, применяемая для разделения бинарной системы, имеет четыре идеальные тарелки, каждую из которых можно уподобить прибору однократного испарения. Тогда при испарении жидкости состава первые порции дистиллята будут иметь состав В результате удаления из колонны первых порций дистиллята жидкость обедняется легколетучим компонентом и точка ее состава сдвигается в направление начала координат [состав жидкости состав сконденсированного пара При даль- [c.282]

Как было сказано выше, степень разделения веществ при ректификации зависит не только от свойств системы, но и от конструкции прибора. Критерием способности колонны к разделению смесей служит так называемая эффективность, определяемая обычно числом теоретических тарелок. Число теоретических тарелок измеряется числом актов однократного испарения, приводящим к той же степени разделения данной системы, какая может быть достигнута на исследуемой колонне. Для расчета эффективности необходимо определить составы пара и жидкости, получающиеся при ректификации какой-либо бинарной системы на исследуемой колонне, а затем подсчитать число актов однократного испарения, которое привело бы к таким же результатам. Это можно сделать различными способами. В основе любого метода определения эффективности лежит кривая составов равновесных фаз, предварительно полученная для данной системы на приборе однократного испарения. [c.284]

Состав бинарного азеотропа, определенный с помощью прибора однократного испарения, не достаточно точен. Как уже было сказано, при составах растворов, близких к азеотропному, составы фаз очень мало отличаются друг от друга, и в сравнительно большой области концентраций анализ практически не обнаруживает разницы между ними. При ректификации таких растворов разница концентраций кубовой жидкости и дистиллята значительно больше, и состав азеотропа может быть установлен более точно. Для такого определения необходимо знать тип азеотропа в бинарной системе и предполагаемую область составов, в которой он находится. [c.351]

В процессе массообмена на поверхности контакта фаз при ректификации происходит сложный диффузионный процесс. Рассмотрим простейший случай, когда ректификации подвергается бинарная система. [c.50]

Выбор метода разделения жидких или газообразных смесей па почти чистые индивидуальные компоненты в большинстве случаев определяется необходимыми размерами капиталовложений и эксплуатационных расходов. Во многих случаях в качестве удобного и практически легко осуществляемого метода для такого разделения можно применять ректификацию. Однако некоторые системы не удается разделить на индивидуальные компоненты, не прибегая к каким-либо специальным методам. Обычно в качестве критерия для оценки легкости разделения компонентов ректификацией принимают так называемую относительную летучесть. В простой бинарной системе относительная летучесть компонента 1 по отношению к компоненту 2 выражается зависимостью [c.102]

В системе ректификации смесей, кроме целевых конечных продуктов разделения, имеются промежуточные в количестве п—2. Например, при ректификации тройной смеси промежуточным продуктом является остаток или дистиллят первой колонны, который служит сырьем для второй колонны, где производится разделение его как бинарной смеси. В зависимости от схемы ректификации промежуточными продуктами могут быть дистилляты или же остатки из этих колонн. Имеются также колонны, из которых конечные продукты не выводятся (рис. 1, схемы 5—9 и [c.5]

Анализ процесса ректификации в колонне, разделяющей сложную смесь, ведется темн же методами материальных и тепловых балансов, что и применявшиеся ранее при изучении, процессов в бинарных системах. Если при этом число независимых уравнений материального баланса в бинарных системах оказывалось равным двум, т. е. равным числу компонентов, то в сложных системах этих уравнений будет уже п. Уравнение теплового баланса, конечно, может быть только одно во всех случаях. [c.440]

Бушмакин [98] предложил оценивать данные по графику зависимости относительной летучести а от состава раствора. По определению а = у — х)/х (1 — у). Этот метод удобен тем, что величина а весьма чувствительна к погрешностям в составе равновесных фаз, особенно к случайным ошибкам в области малых концентраций одного из компонентов бинарной системы. Кроме того, при подобном построении сказываются только ошибки в составах фаз, погрешности измерений температуры и давления роли не играют. Это обстоятельство делает проверку менее полной, но более удобной для чисто практических целей — при расчетах процессов ректификации необходимы именно составы фаз, значения а. Этот простой метод получил признание, он используется на практике. [c.123]

Для процессов ректификации чрезвычайно существенны азеотропные характеристики разделяемых смесей. В связи с этим важен расчет состава азеотропа при заданных давлении или температуре. Расчеты азеотропов необходимы для проверки адекватности описания топологической структуры фазовых диаграмм, для предсказания азеотропных свойств неисследованных систем на основе групповых моделей или данных по бинарным системам, для предсказания смещения азеотропного состава при изменении внешних условий. [c.168]

Если В бинарной системе образуется отрицательный азеотроп, то в процессе ректификации состав кубовой жидкости по мере отбора дистиллата приближается к составу азеотропа. Дистиллат при достаточно большом разделительном действии колонки представляет собой один из компонентов в практически чистом виде. [c.22]

Уравнение равновесия (III. 60) может быть представлено графически в системе координат у — х в виде гиперболы, изображенной на фиг. 13. Эта линия ОАВ называется кривой равновесия у х я играет очень важную роль в расчете процесса ректификации. Каждой точке кривой равновесия у — х отвечает вполне определенное состояние рассматриваемой системы, характеризующееся определенным сочетанием значений ее свойств — составов фаз, температуры и давления. Точка 0(0,0) является фигуративной точкой чистого ВКК, и поэтому ей при заданном постоянном внешнем давлении отвечает максимальная температура системы. Точка В(1,1) отвечает чистому НКК, и поэтому ей соответствует при постоянном р минимальная температура системы /д. Всякая другая точка Л(х, у) кривой равновесия определяет некоторое равновесное состояние бинарной системы с температурой /, промежуточной [c.91]

С низа отгонной колонны в жидком виде с желательной степенью чистоты отводится высококипящий компонент исходной бинарной системы, а с верхней тарелки получаются пары,, в общем случае достаточно отличающиеся по составу от практически чистого низкокипящего компонента. Для обогащения состава верхних паров отгонной колонны легким компонентом часто необходима их дополнительная ректификация, которой отгонная колонна обычно не обеспечивает. В этом кроется причина использования термина неполная при характеристике ее работы. [c.190]

Из предыдущего изложения можно сделать вывод, что составление основной расчетной табл. 14, рассмотренной на примере разделения системы бензол — толуол, важно при анализе проблемы ректификации любой системы в отгонной колонне. Такая таблица дает решение общей проблемы разделения в отгонной колонне данной бинарной системы и позволяет сразу получить ответы на многие вопросы, возникающие при выборе надлежащего режима работы колонны. [c.228]

Состав а парового потока сырья и состав Уд основного целевого продукта укрепляющей колонны обычно бывают известны по заданию для расчета, в котором, естественно, должно быть указано, какое сырье подвергается ректификации и какие качества должен иметь основной целевой продукт, отводимый с верха колонны. Однако этих двух начальных данных еще недостаточно для определенности задачи нахождения весов потоков, так как число неизвестных равно пяти, а число располагаемых независимых уравнений составляет всего лишь два. В самом деле, если вести расчет на единицу веса сырья, то, как и в отгонной колонне, при рассмотрении общей задачи ректификации бинарной системы в укрепляющей колонне неизвестными переменными величинами являются RjL, DjL, а, и Уд. Эти неизвестные величины связаны двумя независимыми уравнениями (VI. 3) и (VI. 4) или (VI. 1) и (VI. 2). [c.231]

Наиболее совершенной формой осуш ествления ректификации является проведение ее в полкой колонне, представляющей собой сочетание в одном аппарате отгонной и укрепляющей колонн. Ранее уже указывалось, что попытка получить с верха отгонной колонны пары, близкие по составу к практически чистому НКК, теоретически вполне возможная, практически (в общем случае) связана с необходимостью затрачивать чрезмерно большое количество тепла в кипятильнике колонны. Равным образом и попытка получить с низа укрепляющей колонны флегму, близкую по составу к практически чистому ВКК, теоретически вполне возможная, практически (в общем случае) связана с необходимостью чрезмерно большой отдачи тепла в парциальном конденсаторе колонны. Таким образом, получение в одном отгонном или укрепляющем колонном аппарате двух практически чистых целевых продуктов экономически нецелесообразно. Каждая из этих колонн позволяет с оптимальными эксплуатационными расходами получать практически чистым лишь один компонент исходной бинарной системы, отгонная — высококипящий, а укрепляющая — низкокипящий. [c.279]

В (противоположность бинарным системам, в которых возможен единственный способ изменения состава при дистилляции и ректификации, изменение состава трехкомпонентных смесей в этих процессах различно для систем разных типов. Кривые, изображающие в треугольнике Гиббса изменение состава тройного раствора при простой дистилляции, были названы Шрейнема,керсом [П2] дистилляционньши линиями . Дифференциальное уравнение дистилляционной линии легко получается из уравнений материального баланса процесса дистилляции [c.113]

Принципы и методы, на которых основана теория ректификации бинарной системы, применимы и к разделению многокомпонентных систем, однако вследствие увеличенного числа переменных здесь это сопряжено со значительно большими трудностями. В самом деле,/2-компонентная двухфазная жидко-паровая система согласно правилу фаз обладает п степенями свободы. В бинарной системе достаточно помимо давления, под которым ведется процесс, задать содержание какого-нибудь компонента в одной из фаз, чтобы состояние равновесной системы оказалось полностью определенным. Не так обстоит дело в сложной системе. Помимо постоянного внешнего давления здесь необходимо зафиксировать еще (п —1) других интенсивных факторов для определения равновесного состояния системы. Поэтому соотношение между составами данного компонента в жидкой и паровой фазах сложной системы не определяется однозначно [c.439]

С. В. Львов предложил метод для расчета и анализа многокомпонентной ректификации. Этот метод основан на том, что флегмовое число и число тарелок находятся расчетом ректификации некоторой бинарной системы, образованной двумя ком понентами разделяемой смеси (определяющая пара). Такой определяющей парой считается одна из возможных комбинаций легкого и тяжелого компонентов, для которой минимальное флегмовое число имеет наибольшее значение. [c.34]

Основной метод анализа работы сложной ректификационной колонны состоит в аналитическом расчете числа ее теоретических тарелок, необходимых для данного разделения в определенных условиях орошения колонны. При этом, как правило, делается допущение о постоянстве весов паровых и жидких потоков по высоте обеих секций колонны. Нам уже известно-из анализа ректификации бинарной системы, что подобное допущение дает лишь приблизительную картину происходящего процесса, однако учет изменяемости весов потоков чрезмерно осложнил бы расчеты. Тем не менее иногда приходится прибегать и к тепловому балансу для учета весов. [c.440]

Таким образом, питательная тарелка колонны является тем ее узловым пунктом, в котором должны быть увязаны результаты расчета отгонной и укрепляющей секций. При этом выяв ляется одно важное обстоятельство, свойственное процессу ректификации сложных систем, с которым мы не сталкивались при изучении разделения бинарной системы. Дело в том, что не все компоненты исходной сложной системы присутствуют и в верхнем и в нижнем продуктах ректификационной колонны, как при разделении бинарной системы. В общем случае наиболее легкие компоненты сырья концентрируются в дестиллате. [c.440]

Очищенный нафталин, вырабатываемый на фенольном заводе из прессованного нафталина формальдегидной очисткой с последующей ректификацией, по составу близок к бинарной системе нафталин — тионафтен. Содержание тионафтена 0,74%. Остальные примеси составляют около 5% от примесей (рис. 1), поэтому существенно не влияют на поведение системы. Это достигнуто благодаря глубокой химической очистке и эффективной ректификации на колонне с 60 тарелками. [c.171]

Большинство работ по исследованию ректификации посвящено бинарным системам технологу же обычно приходится иметь дело с многокомпонентными смесями. Кроме того, эти исследования направлены в основном на изучение различных к м н е т и ч е с к и х ф акт о р о в. [c.8]

Особенно это относится к тому случаю, когда опыты проведены на процессе абсорбции, но применяются для решения вопросов ректификации. В этом случае следует производить проверку результатов работы на горячем стенде . Последний представляет модель колонны с некоторым количеством исследуемых контактных устройств. Минимальное число их —три. Из них исследуется среднее. Конечно, желательно проводить опыты на той системе, которая интересует исследователя. Если же его интересует только общая характеристика контактного устройства, то в качестве объекта исследования берутся бинарные системы с хорошо известными свойствами, например этанол — вода, метанол — вода. [c.187]

Качественное сходство кристаллизационной колонки с ректификационной, естественно, привело к тому, что первый ее теоретический вариант разрабатывался по аналогии с вариантом ректификации. За основу взяты дифференциальные уравнения Коэна [46], который наиболее строго рассмотрел теорию идеальной ректификационной колонки. Как обычно, рассматривается наиболее простой вариант бинарной системы, в которой оба компонента образуют непрерывный ряд растворов в обеих фазах — жидкой и кристаллической. [c.185]

Уравнение (3.97) применимо к бинарным системам и к любой паре компонентов, содержа1цихся в многокомпонентной системе. На стадии приближенных расчетов многокомпонентной ректификации достаточно достоверные данные по содержанию в дистилляте и кубовом остатке имеются только для ключевых компонентов. Поэтому расчет. V,,,,., по уравнениям Фэнске проводится при 1 = 1 и / = й. Порядок расчета минимального числа теоретических ступеней показан на рис. 3.14, Средние относительные летучести сс,,,,, обычно определяют как среднегеометрические значения относительных летучестей в самом верху колонны (при составе пара, одинаковом с составом дистиллята) и в само.м низу колонны (при составе жидкости, совпадающем с составом кубового остатка). [c.128]

Из изложенного следует, что возможно несколько вариантов переработки сырого антрацена. Главное внимание уделяется получению антрацена, который представляет наибольший интерес в настоящее время. Остальные продукты в основном используются в виде технических смесей, и незначительная доля их выделяется в ЧИСТ01М виде. Выделение антрацена возможно по двум направлениям (рис. 76). В первом с помощью растворителей удаляется большая часть хорошо растворимого фенантрена и затем антрацен обогащается также с помощью растворителей (как правило, очистку антрацена от фенантрена и карбазола проводят промывкой кристаллов растворителями). Во втором варианте растворение сочетается с четкой ректификацией. При этом вначале растворителями можно удалить большую часть примесей, включая фенантрен, а затем четкой ректификацией разделить смесь антрацен — карбазол, либо сырой антрацен вначале подвергнуть ректификации, а из полученной бинарной системы антрацен — фенантрен с п01М01Щью растворителей выделить фенантрен. [c.304]

На конфигурацию поверхностей давления во всем диапазоне трехкомнопентных составов сильно влияют (но Т1е являются полностью определяющими) особенности трех ограничивающих бинарных систем. Другими словами, поверхности, соединяющие три бинарные системы, могут иметь впадины и хребты, которые расположены в соответствии с точками максимума п минимума, имеющимися на периметре концентрационного треугольника (или диаграмме составов). Часто трехкомпонентная система, содержащая два и более азеотропа с минимумом температуры кинения, характеризуется наличием впадины на поверхности температуры, которая обусловливается существованием бинарных азеотропов с минимумом температуры кипения, однако наличие бинарных азеотропов ио гарантирует существование тройного азеотропа. Для точного определения конфигурации этих поверхностей необходимы обширные экспериментальные данные по всей площади концентрационного треугольника. Однако, как только станут известны эти поверхности, становится и очевидным общее направление протекания процесса ректификации. [c.221]

В работе [50] разработана оптимальная по минимуму потребление энергии стратегия МЕВАО работы системы ректификации количества периодического действия по тепловым потокам при полной флегме. Регулирование оптимальных колонн для бинарной ректификации показали, что наибольший эффект в колонне, работающей при полной флегме, достигается при динамической оптимизации удерживающей способность кипятильника. Оптимальной удерживающей способности элементов колонн позволяет еще более повысить эффективность их работы, приблизившей ее к эффективной работе колонн непрерывного действия. [c.107]

Анализ экспериментальных данных по фазовому равновесию в бинарных системах метаиола с углеводородами показал, что смеси метаиола с углеводородами от пропана до н-декана являются азеотропными растворами. В качестве примера иа рис. 3.2 приведеиа фазовая диаграмма для системы метапол -н-пеитаи. Из рисунка следует, что разделение смесей углеводородов с метанолом простой ректификацией осуществить невозможно. [c.110]

Кондратьев A.A. К расчету неполных колонн с двойным питанием для ректификации бинарной системы. - В кн. Сборник трудов Уфимского нефтяного института. - Уфа - Башкнигоиздат. - 1958. - вып.2. - с. 241-250. [c.108]

С понятием минимального флегмового числа 9 мин мы познако мились при рассмотрении теории ректификации бинарной системы. То же понятие применяется и в ректификации сложных систем, однако с известным различием. Если для простой колонны, разделяющей бинарную систему при минимальном значении флегмового числа, участок бесконечно малого изменения составов фаз при переходе из одной ступени в другую располагался в области составов питательной секции, то в колонне, разделяющей сложную смесь, таких участков оказывается уже не один, а два и располагаются они не в области составов питательной секции, а по обе стороны от составов питательной тарелки. Таким образом, один из участков бесконечно малого изменения составов располагается в отгонной секции, а другой— в укрепляющей. [c.460]

Для теоретического анализа и практического расчета процесса ректификации весьма важно знать зависимость состава паровой фазы от состава равновесной с ним жидкости. Наиболее полным выражением этой зависимости является уравнение (24) и в упрощенном виде для бинарной системы при Р = onst — уравнение (28). Однако как первое, так и второе выражение включают в себя изобарный и химический потенциалы, которые в общем случае не поддаются непосредственному определению. Для идеальных смесей эти функции можно выразить через параметры состояния. [c.13]

Оптимальный регулятор 3 поддерживает наибольшую разность температур, измеряемых в двух местах колонны, расположенных в области контрольных тарелок, путем изменения количествг1 отбираемого дистиллята. В литературе [72] описывается самонастраивающаяся система автоматического поиска оптимального режима при ректификации бинарной системы, одновременно обеспечивающая и пуск колонны с автоматическим оптимальным выводом ее на рабочий режим. [c.158]

Определение величины поверхностного натяжения имеет большое значение для технических расчетов например, для вычисления коэффициента теплопередачи в процессе кипения жрадкости, для определения движения потока в бинарных системах жидкость— пар, для расчета процессов ректификации и т. д. Поэтому многократно предпринимались попытки найти уравнения, по которым можно было бы находить значения о. Обычно эта величина рассчитывается с помощью статистической теории поверхностного натяжения. Эйринг и его сотрудники [8] вычислили поверхностное натяжение и постоянную К (по Етвосу) для аргона, азота и метана, получив хорошее совпадение с экспериментальными данными. Одиако их уравнениями трудно пользоваться при технических расчетах. В этом случае поверхностное натяжение лучше определять по эмпирическим или полуэмпирическим формулам, собранным в обзорах Гамбилла [9, 10]. [c.198]

При эпоксидировании индивидуальных высших а-олефинов 2,2-диметилэтилгидропероксидом встает вопрос о необходимости разделения образующейся окиси и непрореагировавшего олефина. Для выяснения условий разделения индивидуальных окисей и олефинов методом ректификации было изучено фазовое равновесие жидкость—пар в бинарных системах децен-1 — окись децена-1 и тетрадецен-1 — окись тетрадецена-1. [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология