Система с азеотропной точкой

Рис. 109. Диаграмма состав — температура кипения системы с азеотропной точкой.

I. Х ана зависимость составов жидкой фазы и находящегося с ней в равнс весии пара от температуры для двухкомпонентной жидкой системы А — В при постоянном давлении. Молярный состав жидкой фазы X и насыщенного пара у выражен в процентах вещества А. По иривед нным данным 1) постройте график зависимости состава пара ог состава жидкой фазы при постоянном давлении 2) постройте диаграмму кипения системы А — В 3) определите температуру кипения системы с молярным содержанием а% вещества А каков состав первого пузырька пара над этой системой при какой температуре закончится кипение системы каков состав последней капли жидкой фазы 4) определите сос1ав пара, находящегося в равновесии с жидкой фазой, кипящей при температуре Tt 5) при помощи какого эксперимента можно установить состав жидкой бинарной системы, если она начинает кипеть при температуре Ti при наличии диаграммы кипения системы 6) какой компонент и в каком количестве может быть выделен из системы, состоящей из Ь кг вещества А и с кг вещества В 7) какого компонента и какое количество надо добавить к указанной в п. 6 смеси, чтобы получилась азеотропная система 8) какое количество вещества А будет в парах и в жидкой фазе, если 2 кг смеси с молярным содержанием а% вещества А нагреть до температуры 71 9) определите вариантность системы в азеотропной точке. [c.287]

Неограниченно растворимые жидкости, не подчиняющиеся закону Рауля, с положительными или отрицательными отклонениями и с максимумом или минимумом на кривой зависимости давления насыщенного пара от состава раствора. Диаграммы состояния, второй закон Коновалова. Для некоторых систем отклонения от закона Рауля могут быть так велики, что на кривой зависнмости общего давления от состава системы появляются точки, в которых давление пара больше, чем давление паров чистого более летучего компонента (при положительных отклонениях), или меньше, чем давление пара чистого менее летучего компонента (при отрицательных отклонениях). В результате на кривой общего давления появляются максимум или минимум (рис. 6.10 и 6.11). Поля, линии, точки на диаграммах имеют тот же смысл, что и на диаграммах для идеальных систем. Отличие заключается в том, что на диаграммах кипения для систем данного типа имеются азеотропные точки (точка С на рис. 6.11). К системам с азеотропами применим второй закон Коновалова [c.98]

При подсчете числа степеней свободы в азеотропной точке следует добавить к числу уравнений, вычитаемых из общего числа переменных, еще одно равенство составов жидкости и пара. Тогда число степеней свободы окажется равным нулю, т. е. при заданном внешнем давлении система нонварнантна (фиксирована температура кипения, состав жидкости и пара). [c.95]

Системы с минимумом давления паров имеют максимум температуры кипения на изобарной кривой, причем эта температура выше температуры кипенпя высококипящего компопепта, а кривые испарения и кондеш ации сходятся в этой точке. Такпе системы также образуют азеотропную смесь. В таких системах до точки максимума [c.195]

Коновалова, т. е. жидкость перегоняется без изменения состава. При всех других температурах кипения составы паровой и жидкой фаз определяются по методике, разобранной выше применительно к рнс. 14. Такие диаграммы как бы сложены из двух диаграмм рассмотренного на рис. 14 типа. В других системах азеотропная точка находится на минимуме температур кипения. [c.68]

В бинарных системах в ходе процесса дистилляции при отсутствии в системе азеотропной точки состав смеси всегда изменяется в направлении обогащения высококипящим компонентом. [c.155]

Если положительный азеотроп образуют компоненты А и С, то температура его кипения, как и в рассмотренном выше случае, является наинизшей в системе. Азеотропная точка т и вершина высококипящего компонента С являются концевыми точками единственного семейства дистилляционных линий, соединяющих точки т и С. Такая система также принадлежит к группе I тип 4 (табл. 28, рис. 55,6). Если бинарный азеотроп т образуют компо [c.166]

Пример 1.6. В первых трех колонках табл. 1.6 приведены опытные данные Розанова по давлениям насыщенных паров компонентов и составам равновесных фаз системы ацетон — хлороформ под давлением 101 325 Па. При температуре 65 эта система образует азеотроп с максимальной точкой кипения и концентрацией ацетона в сосуществующих фазах хе=Уе=0,ЬЪЪ. При температуре азеотропной точки давление насыщенных паров ацетона 1=133 322 Па, а хлороформа />2=114 390 Па. Требуется рассчитать данные для построения кривой равновесия у—х по уравнениям Ван Лаара и Маргулеса и сравнить их с приведенными в табл. 1.6 опытными данными. [c.55]

Перегонка гомогенных азеотропов начальной концентрации хь, совпадающей с концентрацией постоянно кипящей смеси, бесполезна для разделения компонентов раствора, ибо выкипание жидкой и конденсация паровой системы будут проходить при неизменном составе у обеих фаз. Если же начальная концентрация Х[ отличается от азеотропной, то составы паровой п жидкой фаз различаются, и перегонка позволяет достигнуть определенной степени разделения. [c.102]

Полученные математические модели используются в третьем блоке для исследования эволюции фазовых портретов дистилляции с изменением давления. При этом определяются как локальные топологические, так и геометрические характеристики стационарных точек. Построение фазового портрета начинается с локализации всех азеотропных точек в бинарных и многокомпонентных системах. [c.76]

Выше (стр. 31) было показано, что образование азеотропа является следствием отклонения системы от идеальности. Характер зависимости температуры кипения и состава пара от состава жидкости в бинарных системах, имеющих положительный и отрицательный азеотропы, иллюстрируется рис. 19. При составах жидкости, лежащих до азеотропной точки, в системах с положительными азеотропами пар содержит больше, чем раствор того компонента, концентрация которого принята в качестве независимой переменной. В области концентраций, лежащих за азеотропной точкой, пар относительно богаче вторым компонентом. В системах с отрицательными азеотропами имеет место обратная зависимость. [c.72]

Состав системы выражают массовой, объемной или молярной долей компонентов, при этом предпочтение отдают такому способу выражения концентрации, при к-ром данное св-во является линейной (аддитивной) ф-цией состава Так, для идеальных газовых смесей и жидких р-ров плотность является линейной ф-цией состава при выражении последнего в объемных долях компонентов При неаддитивности св-ва на кривой, изображающей его зависимость от состава, могут появиться экстремумы и точки перегиба Признаком хим взаимод между компонентами системы с образованием устойчивого (не диссоциирующего) хим соед является появление на кривой св-во-состав сингулярной точки, в к-рой первая производная св-ва по составу терпит разрыв непрерывности Системы с образованием частично диссоциирующих соед не имеют сингулярных точек на кривых состав-св-во Экстремумы на кривых состав-св-во могут появиться и в отсутствие хим взаимод между компонентами, в особенности если св-ва компонентов близки друг к другу Пример азеотропные точки на кривых т-ра кипения-состав при постоянном давлении (см Азеотропные смеси) [c.32]

Методы предсказания свойств азеотропов в тройных системах разработаны значительно хуже, чем для бинарных систем. Термодинамические условия образования тройных азеотропов подробно исследованы Хаазе [94] здесь.же рассмотрен лишь приближенный метод предсказания свойств азеотропов в трехкомпонентных системах. Из общих термодинамических положений следует, что возможность образования и характер азеотропа в тройной системе определяются значениями частных производных коэффициентов относительной летучести двух компонентов Б азеотропной точке 8 и е , выражаемых уравнениями [c.93]

Если же линия упругости паров азеотропа не пересекается с прямыми ДЛЙ чистых компонентов, то система азеотропна при всех давлениях. Линия упругости паров азеотропа может быть проведена, если известны температуры кипения азеотропа при двух давлениях. Если же известна только температура кипения азеотропа. [c.111]

Для иллюстрации закономерностей, имеющих место в систе мак с седловидной точкой, на рис. 40 изображены изотер иы-изобары (рис. 40,а) и дистилляционные линии (рис. 40,6) в системе метилацетат (Л)—хлороформ (В)—метанол (С). Из рнс. 40 следует что наличие седловидной точки порождает разование четырех семейств изотерм-изобар и дистилляционных линий. Интересно отметить, что все три азеотропные точки (гп1, гп2 и М) являются в этом случае точечными изотермами-изобарами. [c.119]

В качестве примера рассмотрим расчет констант в уравнении Ван-Лаара в системе диоксан—вода. Азеотроп содержит 0,53 мол. доли воды и кипит при атмосферном давлении при 87,8°. Коэффициенты активности в азеотропной точке 1 = 1.57 и У2=1,55. По уравнениям (239) находим Л = 0,68 и 5=0,88. Эти значения констант А и В хорошо согласуются с величинами, рассчитанными выше по обшему давлению. В системах с симметричным ходом зависимости коэффициентов активности компонентов от состава согласно уравнениям (223) равновесие описывается уравнениями с одной константой. Для ее определения достаточно знать только состав азеотропа. Уравнение для расчета константы А получается из уравнений (223) и условия [c.183]

Традиционно для разделения многокомпонентных смесей применяют схемы с последовательным расположением оборудования (рис. 5.1), что обусловлено их простотой и надежностью работы. Однако возросшие требования к производству (использование энергетически оптимальных схем разделения) и потребности в новых продуктах, являющихся компонентами сложных смесей (близкокипящие смеси, смеси с наличием азеотропных точек и т. п.), делают необходимым в настоящее время применение в промышленности как схем с многократным использованием массовых разделяющих агентов, так и схем сложного разделения, в которых расположение оборудования делает возможными операции разделения, и система колонн и вспомогательного оборудования должна рассматриваться как единое целое. [c.233]

Состав азеотропной точки в системе пропанол-2 — вода [25] [c.83]

Законы Вревского позволяют предсказать влияние изменения давления на положение кривой равновесия. Вместе с тем они указывают на средство воздействия на процесс ректификации. Таким средством является изменение давления в системе, сдвигающее равновесие в желаемую сторону. Так, например, изменение давления в системе этанол—вода существенно влияет на положение азеотропной точки. [c.27]

Для фазовых диаграмм на рис. 8 и 9 прибавление воды к чистому неводному компоненту при давлении его пара р° приводит к уменьшению давления равновесия жидкость-газ. В начале изменения температуры возможно состояние, при котором добавление воды к неводному компоненту не будет изменять давление равновесия жидкость—газ (рис. 11, а), а при дальнейшем изменении температуры прибавления воды к чистому неводному компоненту произойдет повышение давления равновесия жидкость—газ (рис. 11,6). Это изменение сопровождается явлением азеотропизма — совпадением состава жидкости и газа в азеотропной точке А , в которой наблюдается экстремум давления. При дальнейшем изменении диаграмм с повышением температуры азеотропная точка будет перемещаться по направлению к трехфазному состоянию АЕН и в момент его достижения точки и Н совпадут (рис. 11, в). В дальнейшем состав газа (точка Н) будет ближе к составу водной жидкости (точка А), чем точка Е (неводная жидкость). Диаграмма системы приобретет вид рис. 10. Состав газовой фазы будет находиться между составами двух жидких фаз, а давление чистой неводной [c.14]

Для быстрого получения сведений, обладает ли интересующая нас система азеотропной точкой или нет и каков состав азеотропной смеси и точка кипения ее, не раз составлялись сводки имеющихся в литературе данных для различных систем, причем выбор необходимых данных из различных работ, посвященных большей частью определению температур кипения или давления и состава пара в тех или других системах, представляет собой работу очень трудоемкую и кропотливую. Помещаемая здесь сводка Хорсли является наиболее полной для нашего времени. Она охватывает около 8800 систем, правда довольно скупо характеризуя их. Сводка эта не является исчерпывающей. Можно было бы указать на ряд не использованных в ней измерительных работ советских и зарубежных авторов. Для советского отдельного издания нельзя было примириться с полным отсутствием материала по теории азеотропизма, тем [c.7]

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]

В зависимости от свойств системы характер поверхности давления (при 7 = onst) различен. В простейшем случае идеальной системы она является плоскостью. В системах с положительными отклонениями от закона Рауля поверхность давления располагается выше, а в системах с отрицательными отклонениями— ниже этой плоскости. Наличие азеотропных точек в бинарных системах, входящих в трехкомпонентную, обусловливает появление на поверхности давления выступов или впадин. Характер поверхности давления в трехкомпонентной системе еще осложняется влиянием совокупного взаимодействия всех компонентов друг с другом. Точка тройного азеотропа, отвечающая экстремуму давления, геометрически определяется как точка касания поверхности давления и плоскости, параллельной плоскости концентрационного треугольника. Рассекая поверхность давления плоскостями, параллельными плоскости треугольника составов, получаем в сечении линии — изотермы-изобары, которые должны быть замкнутыми вблизи точки тройного азеотропа (рис. 20, а). Поверхность давления может иметь такой ход лишь при наличии бинарных азеотропов. [c.74]

При наличии в трехкомпонвнтной системе двух бинарных азеотропов одинакового характера (положительных или отрицательных) между азеотропными точками на поверхности давления проходит хребет или лощина (рис. 20,6). [c.75]

Будет ли вершина концентрационного треугольника или азеотропная точка точечной изотермой-изобарой или через ее пройдет изотерма-изобара конечной протяженности зависит от соотношения температур кипения компонентов системы и азеотропов. Из очевидных геометрических соображений следует, что вершина концентрационного треугольника является точечной изотермой-шобарой, если вблизи нее по сторонам треугольника концентраций кривые температур кипения обеих бинарных смесей имеют наклон одинакового знака, т. е. температуры кипения возрастают или убывают по направлению к вершине. В этом случае часть поверхности температуры кипения вблизи вершины (поднята или опущена и концевые точки линии пересечения этой поверхности с горизонтальными плоскостями (7 = onst) будут лежать на сторонах, сходящихся в вершине. В этом легко убедиться, рассматривая рис. 35—37, на которых изображены изотермы-изобары дистилляционные линии для ряда трехкомпонентных систем. Если вблизи вершины кривые температур кипения имеют разные наклоны, то, как -можно убедиться из рис. 35—37, через эту вершину проходит изотерма-изобара конечной протяженности. [c.118]

Легко видеть, что через точки тройных азеотропов с максимумом или минимумом температуры кипения не могут проходить нзотермы-изобары конечной протяженности, так как в этих точках имеет место максимальная или минимальная темтература системы. Следовательно, тройные азеотропы всегда являются точечными изотермами-изобарами и концевыми точками дис-тилля ционных линий. Этим же свойством обладают точки бинарных азеотропов, если их темтература кипения является минимальной или максимальной в системе. Примерами таких точек являются точки m и М на рис. 37 и точка гп на рис. 36. Если температура кипения бинарного азеотропа не является ни максимальной, ни минимальной в тройной системе, то, как следует из геометрических соображений, через такую азеотропную точку проходит изотерма-изобара конечной протяженности. Примером такой точки является точка mj на рис. 36. [c.118]

Если концентрация разделяющего агента больше азеотропной, то он является высококипящим компонентом и должен концентрироваться на нижних тарелках. Обычно стремятся к тому, чтобы концентрация разделяющего агента на возможно большем числе тарелок была близка к азеотропной при минимальном содержании разделяющего агента в кубе.. Чаще всего это довольно легко осуществить вследствие отмеченного выше большого различия составов равновесных жидкой и паровой фаз в системе, состоящей из компонента заданной смеси и разделяющего агента. Характерным примером в этом отношении является кривая, приводимая на рис. 85. Из рис. 85 следует, что от куба до второй тарелки концентрация разделяющего агента резко возрастает от весьма малой до величины, близкой к средней концентрации по высоте колонны. На остальных тридцати тарелках изменение концентрации разделяющего агента срав- [c.216]

Коэффициенты активностей Vi зависят от температуры и состава системы и природы компонентов и могут быть подсчи таны по одной или нескольким известным экспериментальным точкам. Описание методов подсчета и примеры подсчета, в частности по найденной опытным путем азеотропной точке, можно найти в литературе [10, 47, 5.6 и др.]. Однако уравнения для вычисления Y< по отдельным опытным точкам являются приближенными, а в случае многокомпонентной смеси к тому же и весьма громоздкими. Поэтому чаще всего приходится пользоваться даже для двухкомпонентных растворов экспериментальными данными. [c.260]

На фпг. 127, в видно, что кривая равновесия азеотропной смеси с минимумом давления и максимумом температуры кипения пересекает диагональ. Это значит, что при некотором составе раствора образующийся пар имеет ту же концентрацию низкокипящего компонента, как и кипящая жидкость. Отсюда следует, что разделение азеотропной смеси одной лишь фракционированной перегонкой невозможно. Только изменением общего давления системы удается сместить азеотропную точку в сторону более высоких или более низких концентраций. Этим, например, пользуются в производстве азотной кислоты. При помощи вакуумной перегонки водного раствора азотной кислоты смещают азеотропи-ческую точку вправо, этим значительно повышают концентрацию азотной кислоты по сравнению с тем, что дает перегонка при атмосферном давлении. [c.229]

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]

Бинарные системы, обнаруживающие область неслшшиваемости при температуре кипения, обычно образуют гетерогенные азеотропные смеси. Известны немногочисленные системы, которые проходят через область несмешиваемости и при достижении азеотропной точки снова образуют одну жидкую фазу. Примерами таких систем могут служить метилэтилкетон—вода и метилацетат— вода, в обоих случаях при атмосферном давлении. Иногда равновесная кривая пересекает диагональ в двухфазной области в точке пересечения состав паровой фазы совпадает с составом объединенных жидких фаз. Смеси подобного типа можно полностью перегнать при постоянном давлении без изменения их состава или температуры кипения. Подобные смеси указанного состава называют псевдоазеотропными. [c.126]

Рис 8 Диаграммы состояния двойной системы, оплсываюшие равновесие ЖИДКОСТЬ пар. Lh V области существования жидкости R пара соотв., (L-f V) область сосуществования жидкой и паровой фаз а система без азеотропной точки 6 e два типа азеотропных смесей [c.35]

Физико-химические условия абсорбции. Фазовая диафамма для тройной системы Н2О—Н2504—50з представлена на рис. 6.32. Особенностью этой системы является то, что в широком интервале концентраций раствора Н2504 в паровой фазе присутствуют почти чистые пары воды (левая часть фафика), а над олеумом (раствор 80з в 112804) в газовой фазе преобладает 50з (правая часть графика). Минимальное содержание воды в паровой фазе будет наблюдаться при значении концентрации серной кислоты равной 98,3% (азеотропная точка). Соответственно, при этой же концентрации будет проходить минимальное образование Н2804 в паровой фазе и наиболее полная абсорбция 80з. Если 80з поглощать раствором меньшей концентрации, то реакция (6.8) будет в большей степени протекать в паровой фазе — будет образовываться туман серной кислоты, который уйдет из абсорбера с газовой фазой, что приведет к потерям продукта, выбросам в атмосфе- [c.392]

Равновесие газ-жидкость для системы Н20-Н2504-80з представлено на рис. 5.34. Особенностью этой системы является то, что в широком интервале концентраций раствора Н2504 в паровой фазе присутствуют почти чистые пары воды (левая часть фафика), а над олеумом (раствор 80з в 1 2804) в газовой фазе преобладает 80з (правая часть фафика). Одинаковый состав жидкой и паровой з (азеотропная точка) будет при концентрации серной кислоты 98,3%. Если 80з поглощать раствором с меньшей концентрацией, то реакция (5.11) будет протекать и в паровой фазе - будет образовываться туман серной кислоты, который уйдет из абсорбера с газовой фазой. А это - и потери продукта, и коррозия аппаратуры, и выбросы в атмосферу. Если 80з абсорбировать олеумом, то поглощение будет неполным. [c.432]

Напомним, что форма и положение кривой равновесия на X—у-диаграмме зависят не только от степени, но и от характера отклонения системы от закона Рауля. На рис. ХЫЗ кривая 1 соответствует системе с положительным азеотро-п о м (максимум давления — минимум температуры кипения), а кривая 2 — системе с отрицательным азеотропом (минимум давления — максимум температуры кипения). Заметим, что для первой системы до азеотропной точки пар богаче жидкости низкокипящим компонентом [у > х), а за азеотропной точкой он богаче высококипящим компонентом у < х) для второй системы зависимость обратная. Для обеих систем характерны неограниченная взаимная растворимость обоих компонентов и равенство составов жидкости и пара у = х) лишь в одной точке (азеотропной) такие смеси называются гомоазеотропными. [c.529]