Дистилляция бинарных смесей

Исследователи фазового равновесия проводят различие между изотермическими и циркуляционными методами при постоянном давлении. Принцип циркуляционного метода состоит в том, что бинарную смесь известного состава испаряют и после установления фазового равновесия (т. е. состояния, при котором число молекул, покидающих жидкость, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость) при определенном давлении измеряют концентрации кубовой жидкости и сконденсированных паров. Мюллер и Штаге ([39] к гл. 1) дают превосходное введение в технику экспериментальных измерений на примере дистилляции [c.86]

В целях простоты изложения ниже анализ и расчет процессов проводятся на примере дистилляции бинарных смесей. По КФ-классификации такие смеси относятся к классу 2(2-2)2. В ходе анализа с равным основанием могуг быть использованы мольные (х, у) и массовые (а, а) концентрации НКК в жидкой и паровой фазах. Поскольку равновесные данные в литературе представлены в основном для мольных концентраций, то материальные расчеты чаще всего ведут в мольных величинах (потоках, концентрациях). Вместе с тем удельные теплофизические свойства компонентов и фаз в справочниках обычно отнесены к единице массы поэтому тепловые расчеты чаще ведут на основе массовых величин. Подчеркнем в подавляющем большинстве процессов дистилляции отсутствует инерт-, поэтому расчеты ведут на всю смесь, т.е. используют абсолютные концентрации. [c.989]

Если разделяемая смесь — бинарная, то состав смеси однозначно определяется концентрацией одного компонента. Поэтому для бинарной смеси получается система из трех уравнений, содержащих три неизвестные величины. Предварительно уравнение (V. 221) должно быть проинтегрировано. Для этого необходимо располагать зависимостью Уг — (Х ), описывающей связь состава жидкости и образующегося из нее пара. Как было указано, при проведении процесса дистилляции в емкостном аппарате можно считать, что пар находится в равновесии с жидкостью. Для п. ком- [c.540]

При теоретическом рассмотрении процесса проти-воточного разделения идеальных бинарных смесей через константу а обозначают фактор разделения. Если величина этого фактора велика (что наблюдается в действительности для большинства газовых смесей), то грубое отделение примесей происходит, когда смесь подвергают медленной дистилляции в перегонном кубе. В одних случаях температуру последнего поддерживают постоянной с помощью криостата. При этом в процессе дистилляции происходит непрерывное изменение давления пара остающегося продукта, так как содержание легко летучего компонента снижается. В других случая)с, наоборот, поддерживают постоянным давление пара, вследствие чего происходит непрерывное повышение температуры кипения жидкости. [c.154]

Методом фракционной низкотемпературной дистилляции на колонне можно разделять этан и этилен, пропан и пропилен. Лучше всего проводить дистилляцию при давлении Зд мм рт. ст. Фракция, содержащая углеводороды ряда С4, может быть еще разделена на фракции, которые обычно также представляют собой смесь нескольких соединений. Разделение фракции С4 возможно только при использовании эффективных колонн, так как температуры кипения углеводородов ряда лишь очень мало отличаются друг от друга. Это видно из данных табл. 17, в которой представлены температуры кипения компонентов бинарных смесей при 760 мм рт. ст. и отношения давления паров компо центов при температурах кипения каждой смеси. [c.771]

Технологическая схема периодического процесса. Схема показана на рис. 12.12. В дистилляционный куб 1 с теплообменным устройством (кипятильником) заливается исходная бинарная смесь в количестве молей с начальной концентрацией НКК Хн при температуре о. Через теплообменную поверхность подводится теплота Сначала жидкость, как видйо из рис. 12.13, нагревается до начальной температуры кипения (стадия нагрева без изменения агрегатного состояния), а затем происходит испарение части жидкости с понижением в ней концентрации НКК и повышением температуры кипения (стадия дистилляции). Образующиеся пары отводятся из дистилляционного куба немедленно — в момент их образования. Пары поступают в конденсатор-холодильник 2, после которого в виде жидкого дистиллята собираются в приемнике 3. В конце стадии дистилляции количество оставшейся в кубе жидкости равно Ьк, концентрация НКК в ней — х , а конечная температура кипения — 4 концентрация НКК в дистилляте составляет Хд, а количество последнего — П. Постепенному изменению концентрации НКК X в кубовой жидкости сопутствует изменение его концентрации у в паровой фазе. Идеализируя процесс дистилляции, будем считать, что в каждый момент стадии дистилляции текущие концентрации НКК в жцдкой и паровой фазах равновесны. Такое допущение отвечает медленной дистилляции или очень большой поверхности контакта паровой и жидкой фаз — тогда успевает установиться межфазное равновесие, и массообмен происходит в условиях потоковой задачи. [c.990]

При таком рассмотрении процесса азеотропной дистилляции нетрудно обнаружить несостоятельность всех тех методов расчета этого процесса, в которых исходные разделяемые и вновь образованные азеотропы принимают за отдельные вещества. Такой прием явно противоречит правилу фаз, так как многокомпонентная смесь принимается за бинарную. Становится понятным также, почему при таком приеме получают Бесьма завышенные результаты расчета как но флегмовому числу, так и по числу теоретических тарелок. Например, при обезвоживании этанола при помощи бензола разность температур кипения тройного и бинарного азеотропов всего лишь 72,5— 69,7 = 2,8°. Следовательно, такая надуманная бинарная смесь , [c.159]

В случае дистилляции бинарных смесей для получения максимального разделения исходная смесь должна вводиться на определенную тарелку. Гиллиленд показал, что если питание производится жидкостью при температуре кипения, то правильней вводить ее на ту тарелку, где отношение ключевых компонентов в жидкой фазе равно отношению этих компонентов в исходной смеси или, если составы не могут точно соответствовать, исходную смесь необходимо вводить на тарелку, на которой отношение легкого ключевого компонента к тяжелому немного меньше, чем в питании. [c.360]

Приведенные выше рассуждения справедливы в том случае, если объем исходное смеси существенно превьппает объем собранного дистиллята. Обычно при нагревании исходная смесь меняет свой состав в сторону низких значений концентрации более летучего компонента. При этом наблюдается непрерывный сдвиг температуры кипения смеси в сторону более высоких значений, указывающий на то, что концентрация летучего К0мп01юнта в дистилляте уьюньшает-ся. Обогащение исходной модельной смеси компонентом В (от 10 до 90%) может быть реализовано путем проведения трех последовательных операций дистилляции. Модельная система, используемая для объяснения процесса дистилляции, была выбрана произвольно. В принципе, диаграммы, отражающие зависимость состава жвдкой и паровой фаз от температуры, по внешнему виду могут отличаться от диаграммы, приведенной на рис. 4.5-4. На рис. 4.5-5 представлена фазовая диаграмма бинарной смеси вода-этанол. Эта система ивляется [c.195]

Ниже дистилляция и ректификация в целях простоты и наглядности рассматриваются в основном на примере бинарных смесей. Тогда хд. + л в = 1, Уд. + = I, а + Ь = I, а + Ь = I. При этом нет необходимости указывать концентрации обоих компонентов, достаточно утазать концентрацию одного из них, скажем хд и уд, поскольку хв = 1 - хд и ув = 1 - Уд- И в последующем изложении для бинарных смесей указывается концентрация лищь одного компонента индекс при х и у в этом случае опускается. Нужно только условиться, на базе концентраций какого именно компонента ведется анализ, и тогда можно опустить индекс у концентрации этого компонента хд = X. Для процессов перегонки за базу принимают легколетучий (иначе — низкокипящий) компонент (НКК), т.е. имеющий более низкую температуру кипения. И в названии смеси он фигурирует первым например, смесь "метанол—вода" (но не "вода—метанол"). Высококипяпщй компонент (ВКК) указывают вторым (последним). Такой порядок перечисления компонентов соблюдается и для многокомпонентных смесей. [c.971]

Дистилляция — процесс частичного разделения бинарных и многокомпонентных жидких смесей на отдельные фракции. Простая дистилляция представляет собой процесс постепенного испарения кипящей жидкой смеси с непрерывным отводом пара из системы и конденсацией его, в результате чего исходная жидкая смесь разделяется на две части — дистиллят, обогащенный низкокипящими компонентами, и остаток жидкости в аппарате, обогащенный высококипящими компонентами,— так называемый кубовый остатот. Простая дистилляция проводится в дистилляционных или перегонных кубах, которые соединяются со змеевиком или трубчатым конденсатором и сборником дистиллята. [c.226]

Процесс разделения растворов на исходные чистые компоненты представляет задачу огромной важности. Поэтому здесь будет проведен упрощенный анализ процессов разделения смесей наиболее распространенными методами дистилляции и ректификации. Поскольку процесс разделения реальных смесей всегда связан с энергетическими затратами, то рассмотрим теоретически минимальную потребную на разделение работу (теплоту). Возьмем для примера бинарный раствор при заданных температуре Т и давлении р. Предположим, что исходная смесь-раствор, состоящий из ni и П2 молей 1-го и 2-го компонентов с концентрацией х. Если система подвергается обратимому разделению на чистьте компоненты, то они при тех же температуре и давлении будут иметь объемы v и V2 и соответственно энтальпии Hi и Н2, энтропии Si и S2, энергии Гиббса G и G2. Очевидно, что работу для о суще ствления такого изобарно-изотермического процесса можно представить в общем виде [c.205]

Пусть диаграмма состояния трехкомпонентной смеси с одним бинарным азеотропом изображается графиком, приведенным на рис. >9.4. Ясно, что смесь состава М нельзя разделить ректификацией так, чтобы одним из продуктов было вещество С при разгонке могут выделяться вещества А, В и азеотроп. Так же и смеси N нельзя выделить вещество А. Точнее, такое разделение возможно, но для его осуществления необходимо сказать па смесь воздействие, которое изменит вид диаграммы например, изменить давление или ввести добавочные компоненты (последнее применяется в экстрактивной и азеотропной дистилляции). [c.224]

Дистилляция — процесс частичного разделения бинарных и многокомпонентных жидких смесей на отдельные фракции. Простая дистилляция — это процесс постепенного испарения кипящей жидкой смеси с непрерывным отводом пара из системы и конденсацией его. Исходная жидкая смесь при этом разделяется на две части дистиллят, обогащенный низкокипящими компонентами, и остаток жидкости в аппарате, обогащенный высококипящими компонентаК1и, так называемый кубовой остаток. Простую дистилляцию проводят в дистил- [c.142]

Особенности дистилляции азеотропных смесей. Большинство жидких полностью растворимых бинарных смесей не следует закону Рауля для таких смесей общая упругость пара может получиться больше или меньше суммы упругостей паров этих компонентов при той же температуре. Смеси определенного состава, имеющие минимальную упругость паров (рис. 5-7,а), будут кипеть при более высокой температуре (рис. 5-7,6), а смеси, имеющие максимальную упругость царов (рис. 5-7,г), наоборот, будут кипеть при более низкой температуре (рис. 5-7,<3), чем смеси с другим составом этих компонентов. Из рассмотрения рис. 5-7,6 следует, что если в установке периодического действия осуществлять многократную дистилляцию смесей с концентрациями в точках >1 и 2, то эти точки будут иере-мещаться по кривой кипения до состояния точки а. В результате перегонки можно в кубовом остатке получить азеотропическую смесь (состояние точки а) для смеси с начальной концентрацией в точке 61 в погоне (парах) После его многократной перегонки можно получить в практически чистом виде [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология