Диаграмма азеотропной смеси

Классическим примером азеотропной смеси углеводородов с минимальной температурой кипения являются циклогексан и бензол [14]. Эти вещества, кипящие соответственно при 80,8 и 80,1°, образуют азеотропную смесь, кипящую при 77,7°. Кривая давления пара этой смеси подобна кривой показанной на рис. 13. На рис. 14 показана х — г/-диаграмма для этой смеси. Состав азеотропной смеси соответствует точке пересечения кривой у = х) и прямой, образующей с осями координат угол в 45° (у = х). Если производить фракционную перегонку смеси бензола с циклогексаном, содержащей 20%о мол. циклогексана, то первым погоном будет [c.120]

Если две жидкости образуют азеотропную смесь, то независимо от состава исходного раствора его нельзя методом перегонки разделить на два чистых компонента. В таких системах любую смесь, кроме азеотропной, методом фракционной перегонки можно разделить на один из чистых компонентов и азеотропную смесь. В системах с минимальной температурой кипения азеотропной смеси в парообразную фазу будет уходить азеотропная смесь, а оставшаяся жидкость будет представлять собой тот чистый компонент, которым была богаче исходная смесь по сравнению с азеотропным раствором. В системах с максимальной температурой кипения азеотропной смеси в парообразную фазу будет уходить чистый компонент, которым богаче исходная смесь, а оставшаяся жидкость будет представлять собой азеотропную смесь. Количественные соотношения фаз, получающихся при фракционной перегонке определенного количества исходной смеси заданного состава, находятся по правилу рычага. Например, систему состава X (см. рис. 132), представленную на диаграмме фигуративной точкой О, можно разделить на чистый компонент А и азеотропную смесь методом фракционной перегонки. По правилу рычага [c.395]

На рис. 19-5 показаны диаграммы I — х — у и у — х д.ля системы азотная кислота — вода, образующей азеотропную, смесь с максимальной температурой кипения при содержании [c.664]

Рис. X. 64. Схематические диаграммы температура — состав для жидкой и паровой фаз бинарных смесей данного вещества, образующего азеотропную смесь с углеводородами, обладающих одинаковыми точками кипения при нормальных условиях.

В качестве примера азеотропной смеси с минимальной температурой кипения рассмотрим систему этиловый спирт - бензол (рис, 1,8,а). Чистый бензол кипит при температуре 79,7 °С, чистый этиловый спирт - при 78,1 °С, раствор же этилового спирта в бензоле, содержащий 0,448 мол.доли спирта, кипит при 67,8 °С. Пары смесей, содержащие менее 0,448 мол,доли этилового спирта, обогащены НК, т.е, спиртом, а пары смесей концентрации более высокой, чем х = 0,448, обогащены ВК, т е. бензолом. При перегонке смесей этиловый спирт бензол в дистиллят всегда переходит азеотропная смесь, в остатке же при х > 0,448 - этиловый спирт (НК). В точке А диаграмма делится на две половины, из которых левая изображает смеси ВК с азеотропной смесью, а правая - смеси НК с азеотропной смесью. В левой части диаграммы у-х (см.рис.1.8, б) равновесная кривая расположена выше диагонали, значит смесь имеет пары, обогащенные НК, Правая часть диаграммы имеет равновесную кривую, расположенную ниже диагонали в этом случае пары смеси обогащены ВК. [c.17]

Этот закон указывает принципиальную возможность разделения азеотропных смесей путем изменения давления при перегонке. С изменением давления азеотропная точка перемещается на равновесной кривой. Прн совпадении этой точки с правым верхним углом квадранта диаграммы у—х в большинстве случаев удается разделить азеотропную смесь перегонкой. [c.477]

При ректификации растворов с положительным отклонением от закона Рауля состав дистиллята стремится к составу азеотропной смеси, а кубовый остаток обогащается тем компонентом, которого в исходном растворе содержится больше, чем в азеотропной смеси. Так, для системы, свойства которой описаны диаграммами на рис. IV. 12, а, ректификация раствора состава х дает в дистилляте азеотропную смесь а, а в кубовом остатке — компонент 1. А при ректификации раствора состава х в дистилляте опять будет азеотропная смесь а, но в кубовом остатке уже будет компонент 2, которого в исходном растворе содержится, больше, чем в азеотропной смеси. [c.222]

Обе ветви кривой пара на подобной диаграмме сходятся в азеотропной точке. Поэтому при испарении любой жидкости образующийся пар имеет состав, более близкий к азеотропному, чем жидкость. Конденсация и повторное испарение могут привести лишь к азеотропной смеси. Дальнейшая перегонка нецелесообразна, так как пар и жидкость в азеотропной точке имеют одинаковый состав. Состав жидких фракций при перегонке изменяется противоположным образом, а точки жидкости удаляются от азеотропной в сторону чистых компонентов справа налево в левой части диаграммы, слева направо — в правой. Поэтому при перегонке смеси, состав которой характеризуется точкой /, получаем чистый компонент А и азеотропную смесь, а при перегонке смеси, состав которой отвечает точке 2, — чистый компонент В и азеотропную смесь. Выделить оба компонента в чистом виде для смесей с подобной диаграммой невозможно. То же самое относится к смесям с максимумом температур кипения. Лишь растворы, не обладающие точками экстремума на диаграммах температура кипения — состав, могут быть разделены путем перегонки на чистые компоненты. [c.197]

Если на кривой (— N или Р — N имеется максимум или минимум, то независимо от исходного состава жидкости последняя нацело не разгоняется могут быть получены лишь чистый компонент и постоянно кипящая (азеотропная) смесь. Прекращение процесса ректификации (или простой перегонки) в точках экстремума объясняется совпадением состава жидкости с составом пара, вследствие чего движущая сила разгонки — различие в составе фаз — становится равной нулю. Поэтому при равновесии азеотропная смесь испаряется как чистое вещество. В этом смысле можно представить рис. 101, IV и V как бы состоящим из двух диаграмм, подобных рис. 101,1—111 компонент 1 — азеотропная смесь и азеотропная смесь — компонент 2 . [c.295]

Смещение состава азеотропов при изменении внещних условий определяется вторым законом Вревского если давление (температура) системы жидкость-пар имеет максимум, то при повышении температуры в азеотропной смеси возрастает концентрация того компонента, парциальная молярная теплота испарения которого больше, а если давление (температура) системы раствор-пар имеет минимум, то при повышении температуры в азеотропной смеси возрастает концентрация компонента с меньшей теплотой испарения. Этот закон был установлен Вревским строго термодинамически, но сформулирован в качественной форме. Он определяет возможность разделения азеотропных смесей изменением давления при перегонке. При этом точка азеотропа на диаграмме у — х перемещается и в принципе может совпасть, например, с правым верхним углом диаграммы. Это позволит разделить азеотропную смесь перегонкой. [c.107]

На диаграмме у — (х) (рнс. 3) азеотропная смесь соответствует точке пересечения кривой у = х) с диагональю, тангенс угла наклона которой равен единице. Из рис. 3 очевидно, что для системы с положительным азеотропом [c.13]

Непрерывная противоточная перегонка в вакууме. Диаграмма фазового равновесия жидкость-пар бинарной смеси представлена на рис. 12.3. Из этой диаграммы видно, что вода и серная кислота образуют азеотропную смесь с максимальной температурой кипения 336,6 °С при атмосферном давлении, содержащую 98,3 % (мае.) Безводная серная кислота кипит при атмосферном давлении при температуре 296,2 °С, вьщеляя пары 80 и превращаясь при этом также в 98,3 %-ный водный раствор. Водные растворы, содержащие менее 70 % (мае.) Щ80 , при нагревании образуют пар, практически не содержащий серной кислоты. Ниже приведены температуры кипения 98 %-ной кислоты при различных остаточных давлениях [c.412]

Какое количество и какого компонента следует добавить к 1 кг системы НЫОз — НгО с молярным содержанием 60% ИНОз, чтобы т олучить азеотропную смесь Диаграмма кипения приведена в спра-Iочнике [М.]. [c.212]

Способность ограниченно смешивающихся жидкостей образовывать гетероазеотропы используется для разделения азеотропных смесей в системах с неограниченной взаимной растворимостью компонентов. Так, азеотропная-смесь в системе пиридин — вода, содержащая 57% пиридина и кипящая при 365 К, методом перегонки не может быть разделена на чистые компоненты. Однако если к такой азеотропной смеси добавить бензол, который образует с водой гетероазеотроп, кипящий при более низкой температуре (342 К), то при перегонке водных растворов пиридина в присутствии бензола можно получить чистый пиридин, а вода вместе с бензолом в виде гетероазе-отропа перейдет в дистиллят. Диаграмма на рис. 139 отвечает системе, в которой гетероазеотроп не образуется. В такой системе во всем интервале концентраций пар богаче жидкости компонентом Б, имеющим более низкую температуру кипения при заданном давлении. Такие системы характеризуются тем, что состав пара (точка О), равновесного с жидкими растворами (точки С и D), не является промежуточным между составами жидких растворов. Кроме того, температура равновесной трехфазной системы не будет самой низкой температурой, при которой существует равновесие пар—жидкость. Систему с ограниченной взаимной растворимостью компонентов второго типа перегонкой можно разделить на два чистых компонента. Примерами систем данного типа могут служить системы вода — фенол, гексан — анилин, вода — никотин, бензол — ацетамид, метанол — тетраэтил-силан и др. [c.398]

Какой компонент и сколько его следует добавить к 1 кг системы HNO3 — HiO с молярной долей HNO3 60 %, чтобы получить азеотропную смесь. Диаграмма кипения приведена в справочнике. [c.223]

Равновесие в трехкомпонентной системе можно представить на треугольной диаграмме, дающей проекции изотерм жидкости и пара (для Р = сопз1). На рис. У1-47 (один азеотроп) сплощные линии обозначают изотермы жидкости, а пунктирные — изотермы пара. На каждой стороне треугольника можно построить диаграмму изобар системы из двух компонентов. Изотермы пара соединены с изотермами жидкости рядом отрезков, указывающих, какие фазы находятся в равновесии друг с другом. В случае периодической ректификации трехкомпонентного раствора с одной азеотропной смесью из двух компонентов состава 5 (рис. У1-47), происходят хара терные изменения температуры дистиллята. Сначала отгоняется летучая азеотропная смесь при температуре /а- После ее отгонки в кубе по правилу прямой линии остается смесь состава В. Теперь будет отгоняться более летучий компонент, например С, при температуре с- Затем отгоняется почти чистый компонент О при температуре перегонки tD. [c.507]

Решение. Рассмотрим диаграмму состав — температура кипения (при Р = сопз1) для системы, имеющей азео-тропный состав. При дистилляции раствора состава а кипение начнется при температуре Гь а состав пара над этой системой при той же температуре будет отвечать точке б. При перегонке жидкость будет обогащаться компонентом В. В результате этого при многократной перегонке и конденсации пара из исходного раствора состава а можно получить раствор состава в (азеотропная смесь) и чистый компонент В. [c.188]

Из рис. 58 и 59 видно, что приведенные диаграммы состояния двухкомпонентных систем с образованием азеотропной смеси можно рассматривать как состоящие из двух диаграмм состояния, представленных на рис. 57. В качестве компонентов в них выступают соответственно А и азеотроп-ная смесь (А+В), азеотропная смесь (А + В) и В. Обозначения в первой половине диаграммы соответствуют обозначениям на рис. 57, во второй половине используются те же обозначения, но со штрихом ( ) Характеристика физического и фазового состояний дана в табл. 24. Особенность ее заключается в том, что поведение азеотропной смеси при кипении сходно с поведением индивидуальной жидкости. В точке с (а ) она нонвариантна и характеризуется постоянной температурой кипения без изменения состава. Переход от однофазной идкой системы к однофазной парообразной системе осуществляется в этой точке после испарения всей жидкости. [c.168]

Если кривая общего давления пара имеет мЯЕ симум (на диаграмме /кип — состав ему соответствует минимум температуры кипения), то сначала преимущественно будет отгоняться азеотропная смесь, а в остатке накопится то вещество, которое имелось в дагнюй смеси в избытке по сравнению с азеотропным составом. [c.241]

Азеотропная смесь образуется так же и теми же бинарными растворами, которые на диаграмме с — Р имеют точку. пlнuмaль-ного давлеиия. Как пример на фиг. 8 изображена диаграмма с — Р для системы ацетон — хлороформ при температуре 35,17" С. Для [c.21]

Азеотропвая Р. Для нек-рых бинарных смесей кривые равновесия у = ф(х) при определенных условиях пересекают диагональ >>-х-диаграммы в точке пересечения составы пара и жидкости одинаковы (азеотропная смесь), вследствие чего подобные смеси обычной Р. разделить невозможно. Поэтому к исходной смеси добавляют р-ритель-т. наз. разделяющий агент, образующий с одним из компонентов азеотропную смесь, к-рая прн Р. выделяется в виде дистиллята кубовая жидкость представляет собой высококипящий компонент с миним. содержанием разделяющего агента. Однако его выделение из азеотропной смеси (дистиллята) затруднено. Один из методов, позволяющий осуществить рецикл р-рителя, заключается в применении таких разделяющих агентов, к-рые обладают ограниченной взаимной р-римостью в компонентах, отбираемых в виде дистиллята. При этом благодаря его расслаиванию в разделит, сосуде слой, обогащенный ЛЛК, поступает в среднюю часть регенерац. колонны, откуда в результате Р. в виде кубового продукта отбирается ЛЛК исходной смеси, а в виде дистиллята-азеотроп, направляемый в разделит, сосуд (рис. 7). [c.233]

Н251Рб. Как видно из диаграммы, в системе НР—НгО имеется азеотропная смесь, содержащая 37,5% НР и кипящая при 109 (760 мм рт. ст.) . По другим данным составы азеотропных смесей и точки их кипения 43,2°/о НР и 111 или 35,4% НР и 120° такие расхождения, очевидно, вызваны трудностью очистки плавиковой кислоты от Н251Рб. Более точным, вероятно, является состав азеотропной смеси с концентрацией НР 38,26%, кипящей при 112° под давлением 750,2 мм рт.ст. о. На рис. 318 и 319 приведены [c.308]

Физический смысл второго закона Коновало.ва поясним, сопоставляя фрагменты рис. 12.8, а, б. Азеотропная смесь с концентрацией Хаз кипит при некоторой температуре / = аз- Это означает, что при аз упругость паров азеотропной смеси равна внешнему давлению. Смесь любого иного состава х > х и X < Хаз) при температуре 4з, как видно из диаграммы Р—х на рис. 12.8, а, дает более низкую упругость паров Р < Дз такая смесь при данном внешнем давлении кипеть не будет. Чтобы она закипела, необходимо повысить упругость ее паров до внешнего давления — это можно сделать, увеличивая ее температуру сверх аз- Значит, температура кипения любой смеси, отличающейся по составу от азеотропной, будет выше /аз. Иными словами, именно для смеси азеотропного состава (ему отвечает максимум давления Раз) температура кипения будет минимальной. [c.983]

Формы диаграмм х — у и Р — х, Т — х довольно разнообразны. Вероятно, наиболее важной представляется классификация систем на 1) не содержащие азеотропную смесь, 2) содержащие азеотропную смесь, 3) содержащие две жидкие фазы. Многочисленные примеры систем всех указанных видов можно найти в перечисленных публикациях, однако данных о равновесия пар — жидкость для несмешивающихся жидкостей опубликовано меньше всего. Так, в справочнике Лан-дольда-Бернштейна [73] приведено лишь 9 (№60, 62, 65, 68, 90, 152, 378, 634 и 635) диаграмм, на которых имеются такие области, где входящие в исследуемую систему жидкости не смешиваются. [c.344]

Из башенной кислоты концентрированную получают, удаляя при нагревании более летучий компонент —воду. Зави сим01сть температуры кипения раствора и температуры конденсации паров от состава смеси Н2304 — Н2О (при 760 мм) представлена диаграммой (рис. 54) из которой видно, что оба компоне)нта образуют нераздельно — кипящую (азеотропную) смесь, состоящую из 98,3% Н2504 и 1,7% Н2О с точкой кипения 336,6° С. [c.132]

В качестве примера приведем случай, когда метод продуктового симплекса позволяет определить возможные варианты разделения многокомпонентной азеотропной смеси, чего нельзя добиться с помощью описанных ранее методов это — двадцатикомпонентная азеотропная смесь, представляющая собой нафталиновую фракцию каменноугольной смолы [25]. Из работы [30]. "посвященной исследованию структуры диаграммы данной смеси методом термодинамико-топологического анализа и разработанной на этой основе принципиальной технологической схемы разделения, известно, что рассматриваемая полиазео-тропная смесь образует 38 бинарных азеотропов с положительным и отрицательным отклонением от закона Рауля и 16 тройных седловых азеотропов. Состав разделяемой смеси, температуры кипения и коды компонентов приведены в табл. 111,8. Состав, температуры кипения и коды азеотропов даны в табл. 111,9. [c.123]

Перегонка жидких смесей, образующих азертропный состав. Если компоненты А и В при взаимном растворении образуют азеотропную смесь, то из такой системы перегонкой можно выделить лишь азеотроп и компонент, взятый в избытке по отношению к составу азеотропной смеси. На рис. 40 и 41 приведены диаграммы температура — состав для смесей с положительным и отрицательным отклонением от закона Рауля. При перегонке жидких смесей с положительным отклонением от закона Рауля отгоняется азеотроп, а компонент, взятый в избытке по отношению к составу азеотропной смеси, остается в перегонной колбе при перегонке же жидких смесей с отрицательным отклонением от закона Рауля отгоняется компонент, взятый в избытке по отношению к составу азеотропной смеси, а азеотроп остается в перегонной колбе. [c.129]

На фиг. 4-1 (часть VIII) даны соотношения упругостей паров для бинарного раствора вода — пиридин [1]. Эта система показывает заметные отклонения от идеальности и дает смесь, общая упругость паров которой больше, чем у наиболее летучего чистого компонента в результате получается азеотропная смесь с минимальной температурой кипения. Части V, VI и IX фиг. 4-1 показывают парциальные и общие упругости паров для трех бинарных систем, в которых один из компонентов является соответственно парафиновым, циклопарафиновым или ароматическим углеводородом часть V, н-гептан и этиловый спирт [8] часть VI, циклогексан и этиловый спирт [9] часть IX, толуол и уксусная кислота [1]. В каждой из этих систем образуются смеси, общая упругость паров которых больше, чем у наиболее летучего компонента в чистом виде в результате этого образуются азеотроппые смеси с минимальной температурой кипения. Для этих систем отклонение от идеальности очень велико, и в каждом случае образуется азеотропная смесь с значительно более низкой точкой кипения, чем пизкокипящего компонента. Для бинарных растворов, оба компонента которых полностью смешиваются в жидкой фазе, возможнытривида диаграмм температура—состав (включающих как жидкую, так и паровую фазы), как показано на фиг. 4-2. [c.75]

Фиг. 4-4. Схематические диаграммы температура—состав для жидкой и паровой фаз биыарных смесей данного вещества, образующего азеотропную смесь с углеводородами ароматического, циклопарафинового и парафинового рядов, имеющих, при нормальных условиях, одинаковые точки кипения при данном давлении в чистом виде [ А Н ИИ П 6-78 ].

Несмотря на то, что разница в точках кипения соответствующих азеотропных смесей может бытк значительно меньше, чем таковая у самих изомеров, этот процесс может быть успешно использован вследствие больхлей растянутости линий жидкость — пар на диаграмме состав—температура для двух азеотропных смесей (рассматриваемых как бинарные системы) по сравнению с бинарной системой, состоящей из двух этих изомеров. В тех случаях, когда требуется очистить небольшие количества вещества в колонне, имеющей емкость и задержку слишком большую, чтобы можно было применить прямую перегонку, может быть использована азеотропная перегонка. В этом случае следует брать вещество, образующее азеотропную смесь, кипящую значительно ниже, чем исходная смесь, чтобы иметь возможность получать азеотропный дистиллат со сколь угодно низкой концентрацией данного соединения. Применяя избыток вещества, образующего азеотропную смесь, можно всю взятую для разделения смесь вывести из колонны в виде дистиллата. Этот метод очистки окажется непригодным, если не будет заметной разницы в точках кипения между азеотропной смесью, образуемой загрязнением, и азеотропной смесью выделяемого соединения. В случае же образования тройной азеотропной смеси,состоящей из основного вещества, загрязнения и вещества, образующего азеотропную смесь, загрязнение может быть удалено ценой потери определенного количества выделяемого соединения. Особые преимущества очистки с помощью азеотропной перегонки проявляются в тех случаях, когда вещество, подлежащее очистке, склонно к полимеризации, разложению или другим реакциям уже при обычной температуре его кипения. Добавление подходящего вещества, образующего азеотропную смесь, служит в этих случаях как средством для снижения температуры кипения, так и в качестве разбавителя данного вещества. [c.92]

Температуры кипения в системе НР—Н2О и равновесные составы пара при атмосферном давлении приведены на рис. 4.33. Эти данные относятся к водным раствора НР, содержащим 0,1 — 1,8 % Н251Рб. Как видно из диаграммы, в системе НР—Н2О имеется азеотропная смесь, содержащая - 38 % НР и кипящая при 109 °С (0,101 МПа). [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология