Разделение систем бинарных смесей

В некоторых случаях третий компонент, прибавляемый к бинарному азеотропу, образует в свою очередь азеотроп с одним из компонентов системы. Этот случай нашел свое практическое применение в разделении некоторых гомогенных азеотропов, например, системы метанол—ацетон , образующей постоянно кипящую смесь с минимумом точки кипения. Состав азеотропической смеси равен 86% ацетона, а ее температура кипения 54,6° С. [c.148]

На практике обычно в растворе имеется смесь различных веществ. В ряде случаев [164— 167] растворенное вещество (или вещества) может оказывать существенное влияние на процесс разделения находящихся в данном растворе других веществ. В этом случае установленные при разделении бинарных растворов закономерности не могут переноситься на многокомпонентные системы без соответствующей проверки. [c.193]

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]

Выделение этилена из этилен-этановой смеси с получением продукта высокой степени чистоты является одним из основных процессов системы газофракционирования. Поступающая на фракционирование смесь содержит обычно небольшое количество углеводородов Сх и Сз, поэтому разделение этилен-этановой смеси можно считать примером разделения бинарной смеси с достаточно близкими температурами кипения и малой относительной летучестью, а также с приблизительно эквидистантным расположением кривых констант фазового равновесия в области высоких концентраций этилена. При [c.189]

Если исходной является смесь Ш1 компонентов В и Р, а компонент А — разделяющий агент, то, прибавив такое его количество, которое соответствует точке пересечения прямых /П1Л и Мт , получим при ректификации две фракции азеотроп гг и азеотроп М. Таким образом, в системах четвертой группы эффективно может протекать только процесс разделения бинарного положительного азеотропа. Примером системы четвертой группы является рассмотренная выше система ацетон — хлороформ — метиловый спирт. [c.193]

Иными словами, в известных условиях растворитель может не увеличивать, а уменьшать относительную летучесть разделяемых веществ. Это связано с тем, что растворитель взаимодействует не только с каждым из разделяемых компонентов, но оказывает также влияние и на взаимодействие между компонентами, разбавляя смесь и, таким образом, уменьшая это взаимодействие. Если бинарная система сильно отклоняется от идеального состояния, добавка растворителя приводит как бы к уменьшению степени ее неидеальности. В этом случае и оказывается, что в присутствии третьего компонента разделение будет происходить хуже. [c.563]

Если при периодической или непрерывной ректификации кубовой или питающей жидкостью является четверная гетерогенная смесь, то для достижения точкой состава дистиллята поверхности пара нужно не более одной теоретической тарелки. Поэтому величиной, определяющей эффективность колонны, необходимой для разделения такой смеси при бесконечном флегмовом числе, является число теоретических тарелок, требуемое для выделения гетероазеотропа изобутиловый спирт — дибутиловый эфир — вода из смесей, точки брутто-состава которых лежат на поверхности пара. Для расчета этой величины нами построена лучевая проекция поверхности пара и по аналогии с тройными системами [I—3] рас считана эффективность, гарантирующая выделение низкокипящего тройного гетероазеотропа (не более 2% примесей ) из любой смеси, точка брутто-состава которой лежит на поверхности пара. С этой целью вычислялись эффективности, необходимые для отделения тройных гетероазеотропов от бинарных в системах бутиловый спирт — дибутиловый эфир — вода, изобутиловый спирт — дибутиловый эфир — вода и бинарных гетероазеотропов друг от друга в системе бутиловый спирт — изобутиловый спирт — вода, а также эффективность, нужная для разделения тройных гетероазеотропов. Расчет последней производился по линии сопряженных нод [c.75]

На практике часто в растворе имеется смесь различных веществ. В ряде случаев i[127, 168—-175] растворенное вещество (или вещества) может существенно влиять на разделение других вешеств, находящихся в данном растворе. При этом закономерности, установленные в процессе разделения бинарных растворов, не могут переноситься на многокомпонентные системы без соответствующей проверки. [c.100]

На практике приходится разделять смеси бинарные, многокомпонентные и непрерывные (нефть, широкие бензиновые фракции и т. п.). Для разделения бинарной смеси обычно достаточно одной простой колонны. Для разделения многокомпонентных и непрерывных смесей требуется система колонн, каждая из которых разделяет поступающую в нее смесь на соответствующие компоненты (фракции). [c.228]

Из рис. 1 очевидно, что выделить кристаллы метаксилола из смеси равных весовых количеств пара- и метаксило.иов невозможно. Действительно, из любой бинарной смеси мета- и нараксилолов, содержащей больше нараксилола, чем соответствует эвтектической точке [14 ], выкристаллизовывается только параксилол. Только в том случае, если исходная бинарная смесь содержит менее 14% нараксилола, возможно выделить метаизомер при охлаждении. Другими словами, использование процесса простой кристаллизации для разделения бинарной эвтектической системы позволяет получать только один чистый компонент и эвтектическую смесь какой именно компонент получается при этом — зависит исключительно от состава сырья. [c.55]

Действительно, если для полного определения бивариантной двухфазной системы бинарной смеси при заданном общем давлении достаточно знать лишь концентрацию одного из компонентов в одной из фаз, то для полного определения /г-вариант-ной двухфазной системы, состоящей из п компонентов, необходимо знать уже концентрации п—1 компонентов в одной из фаз при заданном общем давлении. В общем случае это означает, что кривая фазового равновесия (изобара) для каждого компонента, находящегося в многокомпонентной смеси, является фупкциейпе только физико-химических свойств (качества) других компонентов, но и их абсолютных концентраций (количества). Этим собственно и отличается многокомпонентная смесь от бинарной смеси, где кривая фазового равновесия (изобара) для каждого из двух компонентов зависит только от физико-химических свойств (качества) другого. Следовательно, каждый компонент такой сложной смеси имеет не одну кривую фазового равновесия, а бесчисленное множество их, в зависимости от содержания других компонентов, что приводит к необходимости располагать многочисленными данными по равновесным соотношениям. Установление этих данных экспериментальным путем требует большого труда даже в случае трехкомпонентных смесей и практически становится невыполнимым если речь идет о смесях с большим числом компонентов. Более того, как уже говорилось выше, такой путь изучения равновесных соотношений здесь даже исключается, потому что данные, экспериментально установленные при каком-либо одном режиме для заданного разделения смеси, не могут быть использованы существующими методами для проведения расчетов при изменении хотя бы одного из условий этого режима для того же самого разделения смеси, например, при изменении флегмового числа. Проведение расчетов существующими методами становится возможным только в случае идеальной смеси, в которой летучесть каждого компонента пропорциональна абсолютной мольной доле этого компонента при любой температуре и любом давлении [481. Такие идеальные многокомпонентные смеси состоят обычно из химически родственных компонентов (например, смеси углеводородов в нефтяной или коксо-беизольной промышленности и т. д.) и равновесные соотношения для каждого компонента этой смеси в системе пар-— жидкость описываются достаточно точно уравнением [c.78]

Таким образом, введение наполнителя в бинарную смесь приводит к образованию граничного слоя, отличающегося по составу от состава матрицы в объеме. Это изменение состава уже само по себе является одним из факторов, определяющих изменение совместимости в бинарной системе при введении наполнителя. Возникают две области -вблизи границы раздела и не затронутая действием поверхности матрица - отличающиеся по составу и, следовательно, по совместимости. Естественно, что преимущественное взаимодействие одного из компонентов с поверхностью наполнителя должно способствовать фазовому разделению в системе. Обеднение граничащего с наполнителем слоя смеси одним из компонентов можно рассматривать как фазовое разделение в микрообъемах, прилегаюишх к твердой поверхности. Очевидно, необходимо различать два возможных случая влияния наполнителя на процессы разделения фаз. [c.239]

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]

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]

Промышленное развитие химии нефти требует выделения значительных количеств чистых индивидуальных углеводородов и выше. Однако уже фракция представляет столь сложную смесь близкокипящих компонентов (парафины, олефины, диолефины, ацетилены), что их полное разделение обычными методами фракционирования весьма затруднительно, неэкономично, а нр1[менительно к некоторым бинарным системам неосуществимо. Так, относительная летучесть К]—2 бутена-1 — к бутадиену-1,3 равна всего 1,03. Для многих бинарных систем разность температур кинения компонентов не превышает 0,1—0,2°. [c.183]

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]

Пятую группу образуют системы, в которых имеется Два отрицательных и один положительный бинарных азеотропа (рис. 70, V). Между точками отрицательных азеотропов в этих системах проходит хребтовая линия М1М2, вместе с прямым М п и Мат разделяющая поле концентрационного треугольника на четыре ректификационные области. Если прибавить к смеси Mi соответствующее количество разделяющего агента, то полученную смесь О можно путем ректификации разделить. на смесь компонентов А и Р, отгоняемую в виде положительного бинарного азеотропа т, и смесь компонентов В и Р, образующих отрицательный азеотроп Мг. Следовательно, вещества, дающие системы пятой группы, могут быть разделяющими агентами для разделения отрицательных азеотропов. Примером системы этой группы является рассмотренная выще система ацетон — хлороформ — изопропиловый эфир. [c.194]

Хотя любая разделяемая смесь является многокомпонентной, применительно к глубокой очистке веществ задачу оценки эффекта разделения в кристаллизационных методах, как и в дистилляционных, можно свести к рассмотрению бинарной системы основное вещество —примесь. В случае кристаллизации веществ из раствора третий компонент — растворитель — играет роль среды или выступает в качестве сольватирующего агента. Образующиеся при этом в системе сольваты можно рассматривать как индивидуальные вещества. [c.179]

Для того чтобы удовлетворительно рещить задачу о составе смеси с использованием уравнений (21), необходимо иметь не только достаточно точные определения ее физических констант и достоверные данные о физических константах компонентов, входящих в смесь, но и достаточно большие разности между величинами физических констант, входящих в каждое уравнение. На практике эти условия редко выполняются, что влечет за собой значительные погрещности, которые могут усугубляться вследствие наличия небольших посторонних примесей. Поэтому, как правило, при анализе тройных смесей вначале их подвергают аналитической разгонке на чистые вещества и бинарные смеси, которые далее анализируют с применением физических методов. Анализы тройных смесей в основном применяются для небольших промежуточных фракций, которые не представляется возможным подвергнуть вторичной ректификации. В этом случае даже значительные погрешности не оказывают существенного влияния на конечный результат. В некоторых случаях трехкомпонентные фракции могут состоять из веществ со столь близкими температурами кипения, что их разделение на индивидуальные компоненты и бинарные смеси при последующей разгонке может оказаться затруднительным, тогда возможность осуществления их анализа становится особенно желательной. В качестве примера таких фракций можно привести промежуточные фракции, состоящие из -пинена (т. кип. 166° при 760 мм рт. ст.), мирцена (т. кип. около 168° при 760 мм рт. ст.) и А -карена (т. кип. 170° при 760 мм рт. ст.), отбираемые при разгонке некоторых скипидаров, в том числе скипидаров, получаемых в Советском Союзе из сосны Pinus silvestris L. Однако значительная разница между углами оптических вращений -пинена и А -карена и между плотностями мирцена и прочих терпенов позволяет осуществлять определение компонентов, пользуясь системой уравнений (21), достаточно точно. Ввиду отсутствия оптической деятельности у мирцена расчеты значительно упро-178 [c.178]

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]