Особые точки и температуры кипения

Разработаны многочисленные методы расчета параметров процесса ректификации для идеальных многокомпонентных смесей, которые подробно изложены Торманном [177]-, а также Эллисом и Фрешуотером [178]. Особо следует отметить приближенную формулу Кольборна [179] и Андервуда [180], позволяющую определять минимальные флегмовые числа. Простой приближенный метод расчета минимального числа теоретических ступеней разделения при V = оо принадлежит Фенске [181], который с целью упрощения рассматривает многокомпонентную смесь как бинарную. При этом условно принимается, что в смеси преимущественно содержатся ключевые компоненты, температуры кипения которых образуют постепенно возрастающую последовательность, а разности температур кипения для различных соседних компонентов смеси примерно одинаковы. Если через обозначить содержание низкокипящего ключевого компонента, содержание которого в кубовом продукте невелико, а через х — содержание высоко-кипящего ключевого компонента, содержание которого невелико в головном продукте, то уравнение Андервуда—Фенске для расчета минимального числа теоретических ступеней разделения будет иметь вид [c.135]

Объемная теплоемкость. Объемная теплоемкость теплоносителя имеет особо важное значение при использовании проточного режима конвективного теплообмена. При циркуляционном режиме объемная теплоемкость имеет значение при работе ванн в периодическом режиме посадки и выдачи материала, подвергаемого тепловой обработке. Чем меньше объемная теплоемкость, тем больше вероятность образования на холодной садке застывшей корки теплоносителя, приводящей к ухудшению теплоотдачи. Чем больше объемная теплоемкость, тем меньше может быть объем -ванны, тем меньше г. бариты печи. С этой точки зрения соли предпочтительнее, чем металлы, а из металлов литий предпочтительнее калия (см. табл. 2). Особые преимуще)Ст-ва как теплоноситель имеет вода, однако, имея низкую температуру кипения, она не может применяться как теплоноситель при нагреве в печах. Вода в печах применяется как теплоноситель лишь в различных системах охлаждения печей. [c.131]

Номера типов, приведенные в табл. 3, соответствуют числу особых точек N p. Классы помечены в соответствии с уравнением (17.10). На рис. 36 в качестве примера приведены все подтипы диаграмм класса 3.1 типа 1, число которых равно 4. Сплошными линиями здесь обозначены траектории непрерывного фазового процесса, а штриховыми — изотермо-изобары. В зависимости от ориентации траекторий фазового процесса каждому подтипу соответствует 2 антипода, а особой точке будет соответствовать минимальная или максимальная температура кипения. [c.199]

Рассмотрение других соединений, приведенных в табл. 15.2, позволяет предположить существование какого-то дополнительного фактора, а также наличие каких-то особых свойств у ОН-группы. Дипольные моменты альдегида, содержащего группу С=0, и -пропилхлорида гораздо больше дипольного момента -бутилового спирта, тем не менее эти соединения имеют гораздо более низкие температуры кипения. Влияние группы ОН очень велико, и вряд ли его можно объяснить простым увеличением полярности. [c.480]

Процессы испарения и конденсации, во всех формах их проведения, для систем частично растворимых компонентов, образующих постоянно кипящие смеси с точкой кипения, промежуточной между температурами кипения чистых компонентов системы, хотя и управляются принципиально теми же соотношениями, но протекают в несколько своеобразной форме и поэтому рассматриваются особо. [c.52]

Особое значение адсорбционный метод выделения ароматических углеводородов имеет для смеси углеводородов с близкими физико-химическими константами, например бензола и циклогексана. Вследствие близости температур кипения этих веществ разделить их простой ректификацией невозможно. Попытки очистки циклогексана на силикагеле не дали высокой степени извлечения бензола. В этом отношении цеолиты имеют ярко выраженную избирательную способность к бензолу и дают возможность тонкой адсорбционной очистки циклогексана. Прп этом синтетические цеолиты типа X имеют высокую адсорбционную способность по бензолу в области малых концентраций. В динамических условиях возможна очистка циклогексана от примесей бензола как в жидкой, так и паровой фазе степень чистоты 99,999%. [c.114]

Предварительный анализ свойств компонентов и смеси уже позволяет выделить группы альтернативных способов получения чистых компонентов, однако в большей степени полезен при выполнении анализа фазового и химического равновесия, так как сужает область экспериментальных и расчетных исследований. Например, если смесь относится к гомогенным без азеотропов с большой разностью температур кипения, но содержит компонент (или компоненты) с повышенной коррозионной способностью, то ее разделение может быть обеспечено обычной ректификацией (возможно, с применением аппаратов однократного испарения). Расчет этих процессов не представляет труда, однако, очевидно, особое внимание должно быть уделено подбору материала оборудования. С другой стороны, при наличии азеотропов число возможных способов разделения возрастает (азеотропно-экстрактивная ректификация, вакуумная ректификация или под давлением, мембраны, кристаллизация и т. д.). Ясно, что выбор оптимального способа разделения должен производиться на основе более полного расчетного и, возможно, экспериментального исследования. [c.97]

Уравнение (31.23) имеет особо важное значение при равновесии жидкость — пар в многокомпонентных системах. Если система состоит из т компонентов и т жидких фаз находятся в равновесии с паром, то уравнение (31.23) представляет температурную зависимость общего давления пара, соответственно зависимость температуры кипения от давления. [c.155]

В табл. П/4, ряды IV и V (см. приложение, стр. 579) показана форма кривых на диаграммах кинения для различных типов смесей. В смесях типа 1—3 температура кипения в широком диапазоне ниже температуры кипения чистых компонентов (минимальная температура кипения) в смесях типа 5, наоборот, в определенном интервале концентраций температура кипения выше температуры кипения чистых компонентов (максимальная температура кипения). Точки соприкосновения кривой кипения с кривой конденсации соответствуют особой точке смесей (азеотропная точка). [c.80]

Неидеальные смеси без особой точки характерны тем, что у них кривая равновесия асимптотически приближается к диагонали в верхнем или нижнем углу диаграммы (например, кривые е и 3 на рис. 29). Разделение таких смесей требует, несмотря на относительно высокую разность температур кипения компонентов, значительного числа теоретических тарелок. При ректификации неидеальных смесей с особой точкой, т. е. образующих азео тропы, имеет место следующее (см. главу 4.62). [c.332]

Оптимальная температура питания определяется в основном затратами на теплоноситель и хладоагент. Анализ приведенных затрат показывает, что при дорогом хладоагенте невыгодно перегревать сырье, т. е. лучше направлять его в колонну при температуре кипения или даже в переохлажденном состоянии, В связи с этим в процессах низкотемпературной ректификации сырье всегда подается при температуре кипения. В то же время при использовании дешевых хладоагентов и дорогих теплоносителей становится выгодным подавать сырье в колонну в паро-жидкостном состоянии. При отсутствии особых требований к хладоагенту и теплоносителю анализ эксплуатационных затрат и термодинамический анализ процесса на основе критерия оптимальности, описываемого уравнением (1У.З), показывает, что в этом случае оптимальная температура питания примерно соответствует доле отгона сырья, равной мольному отбору дистиллята [96]. [c.238]

Размеры парообразователя зависят от температуры греющего пара в рубашке. В установках с компрессией вторичного пара выбор параметров работы имеет особо важное значение. Если температура поступающего раствора равна температуре кипения, то поверхность нагрева кипятильника определяется по формуле [c.282]

Если не принимать во внимание особых случаев, то этот метод распространяется по вполне понятным техническим причинам лишь на сплавы с легколетучими металлами и полуметаллами. При этом почти невозможно работать с металлами, имеющими температуру кипения выше 1000—1100 °С (760 мм рт. ст.), хотя сама по себе перегонка небольших количеств и несколько менее летучих металлов в высоком вакууме практически осуществима. Этот метод применяется в основном для получения сплавов со следующими летучими элементами (/ л, °С) Na (880), К (760), Rb (700), s (670), Mg (1107), Zn (907), d (767), Hg (357), P (280, 400), As (615), Se (688). Возможно использование метода перегонки и для получения сплавов щелочноземельных металлов Са, Sr, Ва и редкоземельных элементов. [c.2161]

Температура кипения, В качестве характеристики жидких веществ используют их температуру кипения (т. кип.). Чистые вещества кипят при строго определенной температуре ( в точке ), которая, однако, в противоположность температуре плавления, сильно зависит от давления. Поэтому при указании температуры кипения вещества всегда приводят давление, при котором она измерена. Если перегонка проводилась при нормальном давлении, то сведения о давлении обычно опускают. Температуру кипення определяют в процессе простой перегонки вещества если же требуется особая точность определения, то используют эбуллиометр. [c.31]

Способность многих органических веществ перегоняться с водяным паром заставляет обращать особое внимание на тщательное высушивание их перед перегонкой, предпринимаемой с целью окончательной очистки вещества. Если подвергнуть перегонке вещество, содержащее воду, то вначале будет происходить фактически перегонка вещества с водяным паром при пониженной температуре (по сравнению с истинной температурой кипения вещества). В таком елз чае будет ползучей уменьшенный выход чистого вещества. [c.34]

В случае особо неактивных ароматических соединений (например, фторбензола) разумнее полагаться на очень тщательно выполненные измерения простых физических свойств (температуры кипения и плавления, показатель преломления). Полученные данные следует сопоставить с данными, приведенными в соответствующих таблицах. Искомым соединением будет то, у которого совпадают все эти константы. [c.294]

Естественно, что прн описании соединеннй в литературе обычно дается интервал значений температур кипения или плавления. Чтобы избежать излишней загруженности таблиц, в них приведены только верхние значения интервала температур кипення и плавления, округленные до целых градусов. Если не указано особо, то значения удельной массы приведены для температуры гОХ относительно воды при 4 С. Показатели преломления даны для О-линии натрия при [c.594]

Если имеется смесь, частично растворимая в воде, то ее поведение будет совершенно аналогично поведению частично растворимых двойных смесей. Особый интерес в таких системах представляют случаи, при которых присутствие воды вызывает значительное уменьшение давления пара одного из нескольких компонентов, имеющих близкие точки кипения. Такое влияние оказывают пары воды на давление пара о-крезола, благодаря чему о-крезол легко отделить от п-изомера перегонкой с водяным паром, хотя температуры кипения обоих крезолов равны соответственно 191,5 и 202,5°. Закономерности, лежащие в основе этого явления, подобны тем, которые рассматриваются в связи с экстрактивной перегонкой (гл. III). [c.27]

Рис. П1,2 иллюстрирует указанные правила. Для определения типа особой точки, образованной бинарным азеотропом, в тройной системе удобно пользоваться данными о температурах кипения или давлении пара и правилами, разъясненными ранее (см. рис. П, 1).

Если Я1 > О, Яг > О, Яз > О, то все дистилляционные линии сходятся к особой точке при ш->0 и образуют в ней устойчивый узел. В соответствии с правилом Шрейнемакерса, при /и->-0 температура кипения должна возрастать. Отсюда понятно, что устойчивому узлу дистилляционных линий отвечает 4-компонентный азеотроп с максимальной температурой кипения. [c.47]

Если %1 <0, Яа < О, Яз < О, то все дистилляционные линии примыкают к особой точке с возрастанием т, при т->0 они расходятся от особой точки и последняя является неустойчивым узлом. В этом случае в точке 4-компонентного азеотропа температура кипения имеет минимум. [c.47]

В заключение заметим, что граничнЫе особые точки можно рассматривать как определенный вариант расположения внутренних особых точек на границе тетраэдра. Отметим также, что практически для установления типа внутренней особой точки по данным о равновесии жидкость —пар необязательно производить вычисление Яь Яг, Яз, а можно ограничиться, как показано далее (стр. 60), Качественным анализом данных о температуре кипения или давлении пара. [c.48]

Поясним дополнительно расчет чисел таблицы в случае диаграммы типа II. Из условия Д4 = 1 вытекает NT = СГ = 0, + -f i = 1 и t = Nt = так как иначе при iVi = 1, С = О на диаграмме не найдется разделяющих поверхностей для разграничения дистилляционных областей с 4-компонентным устойчивым узлом и с однокомпонентными устойчивыми узлами. Заметим также, что условие Тц>Тщ означает, что температура кипения тройного азеотропа является наименьшей из температур кипения во всех граничных особых точках концентрационного тетраэдра. [c.82]

Если известны точка кипения при атмосферном давлении и критическая температура вещества, то с помощью универсальной формулы Риделя [56 ] для расчета давления паров можно получить всю кривую давлений. Если давления измерены для двух любых температур, то можно вычислить критическую температуру. Формула Риделя отличается особой точностью и позволяет установить, являются ли вещества ассоциированными или нет. Разработанный Рекхардом [57] метод особенно пригоден для определения температур кипения при вакуумной перегонке таких многокомпонентных смесей, как смолы, дегтярные масла. Расчет облегчается применением двух номограмм. [c.63]

При определенном соотнощении температур кипения, соответствующих особым точкам на границе концентрационного симплекса, некоторые типы диаграмм оказываются единственно возможными. Например, если температура кипения (п— 1)-компонентного азеотропа наименьшая среди температур кипения в граничных особых точках, то в случае А в системе должен быть га-компонент-ный азеотроп. Действительно, если при Ап = О не имеется /г-компонентного азеотропа, то в точку (п— 1)-компонентного седлового азеотропа, согласно структуре седла, должна входить дистилляционная линия, выходящая из некоторой граничной точки с меньшей температурой кипения. Однако по условию на диаграмме такой точки нет. Следовательно, в случае А возможен либо вариант II с тг-компонентным азеотропом, либо вариант I, но с наличием в системе по меньшей мере двух п-компонентных азеотропов. [c.87]

Здесь опять некоторые варианты могут оказаться исключенными. Если, например, температура кипения (п—1)-компонентного азеотропа является наименьшей среди температур кипения в граничных особых точках, то в случае В, т. е. при б = —2 - , в системе должен быть хоть один п-компонентный азеотроп. Доказательство аналогично предыдущему случаю. [c.88]

В случае В, если температура кипения (п—1)-компонентного азеотропа является наибольшей среди температур кипения в граничных особых точках, то в п-компонентной системе должен быть п-компонентный азеотроп. Действительно, в противном случае не найдется особых точек, к которым смогла бы примыкать дистилляционная линия, выходящая из точки седла первого порядка, поскольку Сп- = 1 [c.88]

Измерив на опыте эквивалентную электропроводность исследуемого раствора X, нетрудно определить степень диссоциации <1. Следует заметить, что любой способ измерения электропроводности растворов связан с изменениями и( параметров, при этом значения степени диссоциации, определяемые различными методами, оказываются довольно близкими между собой только лишь для слабых электролитов. Для сильных же электролитов, степень диссоциации которых весьма высока, прищлось создать особую теорию, учитывающую влияние на скорость движения ионов сил электростатического притяжения и отталкивания. Согласно этой теории принимают диссоциацию сильных электролитов 100%-ной. Если принять такое предположение, то возникает вопрос почему же измерение электропроводности осмотического давления, понижение температуры замерзания или повышение температуры кипения растворов приводит к заключению о якобы неполной диссоциации сильных электролитов. Основу такого несоответствия эта теория видит в неучтенных силах электростатического притяжения и отталкивания между ионами. Действительно, в результате наличия между-ионовых сил каждый ион окружен ионной атмосферой (рис. 43), т. е. щарообразным слоем из противоположно заряженных ионов. Действующие на данный ион силы притяжения взаимно уравновешиваются в том случае, когда на раствор не действуют внешние электрические силы, не происходит диффузии, химических реакций и других подобных процессов. [c.77]

Уравнение (IV,28) относится к концентрационному треугольнику и представляет собой уравнение (IV, 4) для п = 3, в котором числа особых точек записаны с указанием типа особой точки, как это делалось в предыдущих случаях. Уравнение (IV, 29) относится к комплексу ребер и, в сущности, учитывает, что, согласно теореме Пуанкаре [54], на замкнутом контуре число максимумов температуры кипения должно быть равно числу минимумов. Соотношение (1 ,20) вытекает из того, что комплекс вершин треугольника содержит три точки. [c.91]

Область допустимых значений устанавливается с учетом ряда ограничений, связанных с физико-химическим смыслом задачи. К числу указанных обших ограничений относятся условие неотрицательности чисел особых точек и условие о наличии на диаграмме хотя бы одного неустойчивого и устойчивого узла, поскольку среди конечного числа особых точек всегда есть точка с наименьшим и наибольшим значением температуры кипения. Сформулированные условия приводят в общем случае к несложной системе неравенств для определения допустимых значений Ni, N2, U2 при заданных значениях М, М2. [c.93]

В соответствии с термодинамической теорией открытых фазовых процессов [39] состав исходного раствора выгодно располагать в окрестности неустойчивого узла, т. е. особой точки, из которой выходят дистилляционные линии. При этом неустойчивый узел будет находиться в фигуративной точке компонента или двойного азеотропа, если в этой особой точке температура кипения минимальна по сравнению с температурами кипения растворов из ее окрестности. В остальных случаях расположение неустойчивого узла нетрудно установить по данным о двойных или тройных системах, а также по одному ректификационному, эбулиометриче-скому или дистилляционному опыту. [c.97]

Рассмотренные выше уравнения (17.11) н (17.12) создают основу для проведения полной классификации и аналитического исследования диаграмм. С их помощью можно чисто теоретическим путем выявить все термодинамически возможные типы диаграмм и провести их полный анализ [41—43]. Тогда в ряде типов при одинаковом соотношении особых точек типа узел и седло их взаимное расположение может быть различным. Диаграммы, обладающие указанными свойствами, являются подтипами одного и того же типа. В зависимости от ориентации траекторий фазового процесса в диаграмме все возможные типы объединяются в попарно-сопряженные диаграммы, у которых характер хода траекторий одинаков, но ориентации этих траекторий противоположны. Диаграммы такого типа названы антиподами. Появление антиподов обусловлено симметрией эстремумов температур кипения азеотропных смесей, а именно ма-ксиму.мом и минимумом. [c.194]

Так как в уравнениях (17.17), (17.18) и (17.19), (17.20) некоторые особьГе точки являются общими, термодинамико-топологические структуры концентрационного симплекса и многообразия химического равновесия взаимосвязаны, причем, первая структура накладывает определенное ограничение на вторую. В самом деле, для концентрационного симплекса определенной термодинамико-топо-логической структуры характерным является взаимное расположение изотермоизобарических многообразий, которые размещаются внутри этого симплекса и соответствуют составам, температура кипения которых при постоянном давлении одинакова. Ход изотермо-изобарических многообразий определяется числом, соотношением и взаимным расположением особых точек в концентрационном симплексе. Иными словами, между характером расположения особых точек и характером хода изотермо-изобарических многообразий наблюдается [c.195]

Отборка фракций производится или по температурам кипения, или по уд. весу, или, наконец, просто стараются получать равновеликие (напр., 5%-пые) фракции, игнорируя в этом случае и температуру кипения, и уд. вес. Трудно отдать предпочтение какому-нибудь из этих трех методов. Приближение к заводским методам не должно играть решающей роли, потому что все-таки никакая лабораторная-разгонка не эквивалентна заводской, а раз это так, то удобнее всего метод третий, потому что получая равновеликие фракции, их можно исследовать в отдельности и смешивать в каких угодно отношениях, стараясь получить продукт тех или иных качеств. Во всяком случае отборка по температурам кипения, как общее правило, не может быть рекомендована, за исключением может быть фракции бензинов, хотя и они фактически всегда бывают перегреты. Равновеликие фракции правильно отбирать по весу, а не по объему, так как их уд. вес непрерывно изменяется. Следует еще прибавить, что отборка фракций, по уд. весу имеет тот недостаток, что создает особые затруднения в тех случаях, когда с глубиной эксплоатируемого нефтяного пласта изменяется и тип нефти. [c.41]

При нагревании застеклованного полимера в результате теплового движения отдельных участков макромолекул — сегментов — часть межмолекулярных связей нарушается. Сегменты макромолекул начинают скручиваться. Это особое состояние полимера называется высокоэластическим, так как, пребывая в нем, вещество проявляет эластичность, т. е. способность восстанавливать свою первоначальную форму При дальнейшем нагревании полимер переходит в текучее, т. е. истинно жидкое состояние. Стеклообразное, высокоэластическое и текучее состояния полимера являются его физическими состояними, при этом по своему фазовому состоянию полимерное вещество является жидкостью (см. табл. 11) или иногда твердым телом при наличии дальнего порядка в упаковке макромолекул. Температуры перехода полимера из застеклованного состояния в высокоэластическое и затем в текучее (температура стеклования и температура текучести) не являются явно выраженными температурными точками, как это имеет место для температуры плавления и температуры кипения низкомолекулярного вещества. Температуры перехода полимера из одного физйческого состояния в другое представляют собой температурные интервалы, в которых происходит изменение физико-ме-ханических свойств материала. Иногда такой интервал составляет десяток градусов, что объясняется неодинаковостью длины макромолекул полимера — его полидисперсностью. [c.87]

В случае двойных систем, как видно из рассмотрения дистилляционных линий в ребрах тетраэдров на рис. 111,1, 111,2, особые точки относятся к одному из четырех типов Uja, П 2, 22. 22- При этом к однокомпонентному узлу примыкает одна ц тилляционНая линия, проходящая по ребру тетраэдра, т. е. по нцентрацион-ному пространству двойной системы. К 2-компонентному узлу, образованному бинарным азеотропом, с разных сторон примыкают две дистилляционные линии. Если учесть правило Шрейнемакерса, то легко понять, что температура кипения в точках типа 22 ( 12. П22) имеет максимальное (минимальное) значение. [c.49]

Рассмотрим подробнее свойства многообразия 5 . Согласно физико-химическому смыслу задачи, среди особых точек в 5 будет хоть один устойчивый узел дистилляционных линий. Действительно, среди конечного числа особых точек существует точка с наи-больщим значением температуры кипения. Эта точка и будет устойчивым узлом, так как в противном случае возникнет противоречие с правилом Шрейнемакерса. [c.70]

Рассмотренный пример, иллюстрируемый рис. V, 1, относится к одному из возможных вариантов тангенциальной азеотропии, а именно варианту, когда азеотроп, дающий безусловный экстремум температуры (давления), является особой точкой на границе концентрационного симплекса. Для бинарных смесей даннуй вариант подробно исследован В. В. Свентославским [68]. Им же введен термин тангенциальная азеотропия , подчеркивающий, что в особой точке, лежащей на границе симплекса, касательная к изобаре температур кипения расположена горизонтально. [c.101]