Бинарные азеотропы ректификация

Основные компоненты образуют между собой бинарные азеотропы, характеристики которых приведены в табл. 5.6. Несмотря на отсутствие в этой системе тройных азеотропов, разделение смеси приведенного состава на индивидуальные компоненты путем обычной ректификации практически невозможно. На практике разделение осуществляется в результате того, что наиболее низкую температуру кипения в системе имеет гетероазеотроп толуол—вода. [c.278]

Рис. IX-9. Бинарные азеотропы и линии периодической ректификации для системы метанол — хлористый метилен — ацетон.

Рис. 4.16. Особые точки и разделяющие линии в диаграмме смеси вода -муравьиная кислота - уксусная кислота (С- седловой азеотроп Az - бинарный азеотроп с максимумом тем-Муравьиная пературы кипения 1-1У - области кислота ректификации)

Рис. 5.1. Схема разделения бинарного азеотропа гетероазеотропной ректификацией

Типичным примером азеотропной ректификации, при которой разделительный агент, прибавляемый к бинарному азеотропу, образует более низкокипящий азеотроп с одним из его компонентов, является система метанол — ацетон, образующая постоянно кипящую смесь Е с минимальной точкой кипения при 54,6 °С содержание ацетона в смеси составляет 86,5%. Точки кипения метанола и ацетона соответственно равны 64,7 и 56,4 °С. [c.331]

Схема разделения азеотропных смесей. Разделение смесн с одним бинарным азеотропом можно показать на примере системы ацетон — циклогексан — бензол, рассмотренной в предыдущем разделе. Бинарный азеотроп ацетон — циклогексан отбирается в качестве дистиллята колонны азеотропной ректификации (ацетон из смеси с циклогексаном можно извлекать путем промывки водой с последующим разделением водного раствора ацетона обычной ректификацией). Принципиальная технологическая схема данного процесса показана на рис. 1Х-13. Процесс очистки бензола метанолом близок к этой схеме 1. [c.226]

РЕКТИФИКАЦИЯ СИСТЕМЫ С ДВУМЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМИ БИНАРНЫМИ АЗЕОТРОПАМИ [c.122]

РЕКТИФИКАЦИЯ СИСТЕМ С ОДНИМ ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ БИНАРНЫМ АЗЕОТРОПОМ [c.123]

В системах,. имеющих. полож ительные и отрицательные бинарные азеотропы, ход (процесса (ректификации еще более сложен, чем (В опи санных выше случаях. [c.127]

Первый тип — системы, в которых положительный бинарный азеотроп имеет наинизшую температуру в системе (рис. 50,а). У систем этого тина имеются три области ректификации, причем в каждой из них первой фракцией является положительный бинарный азеотроп т. Все разделяющие линии ректификации являются прямыми. [c.137]

Рассмотрение поведения систем, относящихся к различным группам, позволяет установить некоторые общие положения, имеющие значение для практического применения метода азеотропной ректификации. Из приведенных ректификационных диаграмм следует, что разделение положительных азеотропов более просто, чем отрицательных. Наиболее желательными разделяющими агентами являются вещества, образующие только бинарные азеотропы с одним или обоими компонентами заданной смеси. В последнем случае азеотропы должны иметь достаточную разницу температур кипения. В качестве агентов для разделения отрицательного азеотропа на компоненты наиболее целесообразно применять вещество с температурой кипения ниже температуры кипения этих компонентов, образующее только положительный азеотроп с одним из них или положительный азеотроп с одним и отрицательный с другим. Применение в качестве разделяющих агентов веществ, дающих с компонентами заданной смеси тройные азеотропы (положительные, отрицательные и седловидные), менее целесообразно, хотя в ряде случаев и позволяет осуществить выделение одного из компонентов. [c.142]

Точка 4 соответствует составу кубового продукта (остатка) в момент, когда МЭК почти полностью отогнан, а ломаная линия 2 представляет составы па тарелках, отвечающие этому составу кубового продукта (остатка). На протяжении всего периода наличия МЭК в кипятильнике линии ректификации будут заканчиваться в точке бинарного азеотропа. После исчезновения последних следов МЭК из куба колонны линия ректификации будет [c.225]

Состав бинарного азеотропа, определенный с помощью прибора однократного испарения, не достаточно точен. Как уже было сказано, при составах растворов, близких к азеотропному, составы фаз очень мало отличаются друг от друга, и в сравнительно большой области концентраций анализ практически не обнаруживает разницы между ними. При ректификации таких растворов разница концентраций кубовой жидкости и дистиллята значительно больше, и состав азеотропа может быть установлен более точно. Для такого определения необходимо знать тип азеотропа в бинарной системе и предполагаемую область составов, в которой он находится. [c.351]

В качестве примера промышленного применения азеотропной ректификации с разделяющим агентом рассмотрим процесс разделения азеотропной смеси этанол — вода на практически чистые компоненты (абсолютирование спирта). Разделяющий агент (бензол) практически нерастворим в воде, но смешивается во всех отношениях с этанолом, образуя тройной гетероазеотроп бензол— этанол—вода. Последний имеет более низкую температуру кипения (64,85 °С), чем бинарный азеотроп этанол—вода (78,15°С). [c.532]

Как следует из изложенного выше, бинарный азеотроп делит весь интервал концентраций на две части дс, и х, При ректификации смесей, [c.22]

Исследуя азеотропию в трех- и многокомпонентных системах с помощью метода ректификационного анализа, необходимо учитывать, что при наличии бинарных и многокомпонентных азеотропов состав и последовательность получаемых фракций зависят от состава исходной смеси. Так, в тройной системе с тремя бинарными (Ш , ГП2, тз) и одним тройным (ЛI) положительными азеотропами (рнс. 7) имеется шесть ректификационных областей, различающихся по указанным признакам. В случае ректификационной смеси, состав которой изображается точкой а, принадлежащей ректификационной области 1, в виде первой фракции отгоняется тройной азеотроп М. При этом состав кубовой жидкости изменяется по прямой М до пересечения со стороной АВ треугольника в точке 6, а весь компонент С, содержавшийся в исходной смеси, будет отогнан в виде тройного азеотропа. При ректификации бинарной смеси Ь получается в дистиллате бинарный азеотроп гп1 (вторая фракция), а в кубе остается чистый компонент Л (третья фракция), [c.22]

Бинарные азеотропы рассмотренных типов определяют ряд особенностей в процессах дистилляции и ректификации, однако обсуждать их более удобно на конкретных примерах. Отметим, что тип особой точки, образованной двойным азеотропом в 4-компонентной системе, можно выяснить по данным для тройных систем. Для этого на основе установленных вариантов поведения дистилляционных линий сформулируем следующие правила. [c.42]

Согласно рис. VI, 18, а, внутри треугольника все с-линии сходятся к точке тройного азеотропа 10. Это означает, что при любом составе тройного кубового раствора в первой фракции в дистилляте отгоняется тройной азеотроп. В остальных отношениях характер протекания ректификации будет зависеть от состава кубового раствора. Если, например, точка кубового раствора р лежит внутри области / (см. рис. VI, 18, б), то по мере отгона тройного азеотропа точка р смещается ио прямолинейной ректификационной линии рд v ъ конце концов попадет в точку д, соответствующую двойному раствору рь. Через точку д проходит с-линия, направленная в точку бинарного азеотропа Рц поэтому в качестве второй фракции в дистилляте отгоняется бинарный азеотроп, а точка кубового раствора смещается по прямой д — р. В итоге, когда в кубе не останется изопропанола, начнет выделяться чистый компонент — бензол. [c.171]

Более сложный характер могут иметь процессы ректификации, когда в тройной системе оказывается не менее двух особых точек с минимальными температурами кипения относительно своей окрестности, В подобных случаях на диаграмме дистилляционных линий имеется не менее двух неустойчивых узлов, что может наблюдаться лишь при наличии в системе или бинарных азеотропов типа г или тройных седловых азеотропов, поскольку только этими азеотропами могут быть образованы дистилляционные линии, разделяющие области дистилляции с разными неустойчивыми узлами. Здесь для анализа процессов ректификации можно использовать тот же подход, однако ввиду более сложного характера этих случаев целесообразно рассмотреть примеры, вскрывающие основные особенности. - [c.172]

Если точка состава куба р принадлежит области I (рис. VI, 19, б), то в первой фракции будет выделяться компонент 2, поскольку в области 1 все с-линии сходятся к точке 2. По мере отгона первой фракции состав куба сместится по прямой линии в точку д. Через эту точку проходит с-линия 23—1, направленная в точку бинарного азеотропа 23, поэтому последний будет выделяться в качестве второй фракции. При отгоне второй фракции состав куба сместится из точки д по прямой в точку 1 и в конце ректификации будет перегоняться компонент I. [c.172]

Таким образом, при идеальной ректификации в дистилляте получается чередование бесконечно малых количеств компонента 2 и азеотропа 23, которые смешиваются друг с другом. Экспериментально чередование составов в дистилляте, конечно, может не замечаться и в результате получается фракция, состав которой постепенно изменяется. Фракция подобного типа называется фракцией переменного состава и ее состав в ходе процесса будет смещаться вдоль линии 23—2. В качестве примера можно упомянуть систему ацетон — хлороформ — бензол [109], в которой имеется один отрицательный бинарный азеотроп ацетон — хлороформ. Следует подчеркнуть, что появление фракции переменного состава обусловлено не недостаточной эффективностью колонки, а самой природой системы. [c.173]

Рассмотрим протекание ректификации кубового раствора состава д. После отгона некоторого количества первой фракции — азеотропа тй, состав куба попадет в точку <71 и в дистилляте начнет выделяться тройной седловой азеотроп. Однако это сразу же приведет к переходу точки состава куба в ректификационную область I, в которой должен отгоняться азеотроп тд,. В итоге после короткого переходного периода, связанного с пересечением разделяющей линии, в дистилляте будет выделяться азеотроп тй и точка состава куба начнет смещаться по линии <71 2. Когда состав куба попадет в точку д , отвечающую, раствору муравьиная кислота— вода, в дистилляте будет наблюдаться выделение чистой муравьиной кислоты, как это и обнаруживалось в ректификационных опытах. Заключительной фракцией в процессе будет бинарный азеотроп муравьиная кислота — вода. [c.174]

Допустим, требуется выделить компонент 1 из азеотропной смеси его с компонентом 2, причем азеотроп 12 в двойной системе образует или минимум, или максимум температуры кипения. Подберем такой компонент 3 — разделяющий агент, который приводил бы в тройной системе 1—2—3 к образованию двойного азеотропа 23 с самой малой температурой кипения зо всей тройной системе. Добавим разделяющий агент в азеотропную смесь 12 с таким расчетом, чтобы состав получившегося тройного раствора соответствовал точке д (рис. VI, 21). Тогда ректификация тройного раствора будет протекать следующим образом. В качестве первой фракции в соответствии с характером фазового равновесия будет отгоняться бинарный азеотроп 23 и точка <7 будет смещаться к точке 1. [c.175]

Исходная смесь Г, состав которой расположен в области ректификации I, подается на первую колонну, работающую при атмосферном давлении. В качестве верхнего продукта можно выделить воду (Z) соответствует неустойчивому узлу в данной фазовой диаграмме). Точка состава кубового продукта будет находиться в окрестности, разделяющей области ректификации I и IV. Этот кубовый продукт подается в колонну 2, работающую при давлении 6,6—26,6 кПа. При этом давлении тройной седловой азеотроп, бинарный азеотроп и разделяющие линии сместятся (новое положение разделяющих линий представлено пунктирными линиями). Следовательно, состав кубового продукта (Ж,) колонны 1 окажется в области ректификации IV. Тогда из него можно выделить в виде верхнего продукта муравьиную кислоту, состав которой соответствует неустойчивому узлу в этой области ректификации, а в качестве кубового продукта полу- [c.192]

ПОЛУЧЕНИЕ БИНАРНЫХ АЗЕОТРОПОВ МЕТОДОМ РЕКТИФИКАЦИИ [c.23]

В течение многих лет для получения всех видов положительных бинарных азеотропов в большинстве случаев успешно использовался метод ректификации. Существуют, однако, некоторые сомнения [31], можно ли указанный метод использовать без ограничений, связанных с особыми формами изобар температур кипения. Три различные формы последних изображены на рис. 5, а—в. В первом случае (рис. 5, а) изобара температуры кипения тангенциальна к горизонтальной линии, проходящей через точку 1 , представляющую нормальную температуру кипения низкокипящего компонента Л. В таком [c.23]

При продолжении упомянутого процесса ректификации высоко-кипящие положительные бинарные азеотропы А, Я,.) отгоняются, если I больше е и меньше к [c.24]

Методика определения наличия и состава трекхкомпонентных азеотропов в принципе аналогична описанной методике исследования азеотропизма в бинаряьих системам. Различие заключается в том, что трехкомпонентные смеси при ректификации разделяются на большее число фракций, чем бинарные. Это, однако, может вызвать некоторое усложнение только при определении свойств седловидного и отрицательного азеотропов. Наличие и свойства положительных тройных азеотропов, с которыми наиболее часто приходится сталкиваться на пр актике, устанавливаются так же, как для бинарньих положительных азеотропов. Разумеется, температура ввер ху колонки должна Б этом случае сравниваться с темиература ми кипения не чистых компонентов, а образуемых И МИ бинарных азеотропов. [c.108]

Кривые разделяющие линии ректификации получаются при наличии в системе хребта на поверхности температуры, обусловленного образованием в системе отрицательных азеотропов. Как уже было показано, хребет может проходить между двумя точками отрицательных бинарных азеотропов (как в системе ацетон—хлороформ—изопропиловый эфир) или между точкой отр Ицательного бинарного азеотропа и противолежащей вершиной, если она соответствует компоненту с наивысшей температурой кипения (как в системе ацетон—хлороформ—бензол). Характерной особенностью систем, имеющих кривую разделяющую линию, является то, что при ректификации смесей, точки оостава которых лежат в областях, ограниченных этой кривой, вторая фракция представляет фракцию переменного состава и [c.132]

Пятую группу образуют системы, в которых имеется два отрицательных и один положительный бинарных азеотропа (рис. 53). Между точками отрицательных азеотропов в этих системах проходит хребтовая линия М1М2, вместе с прямыми Aiim и Жгт разделяющая поле концентрационного треугольника на четыре ректификационные области. Если прибавить к смеси Aij 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 к Р, образующих отрица- [c.141]

На конфигурацию поверхностей давления во всем диапазоне трехкомнопентных составов сильно влияют (но Т1е являются полностью определяющими) особенности трех ограничивающих бинарных систем. Другими словами, поверхности, соединяющие три бинарные системы, могут иметь впадины и хребты, которые расположены в соответствии с точками максимума п минимума, имеющимися на периметре концентрационного треугольника (или диаграмме составов). Часто трехкомпонентная система, содержащая два и более азеотропа с минимумом температуры кинения, характеризуется наличием впадины на поверхности температуры, которая обусловливается существованием бинарных азеотропов с минимумом температуры кипения, однако наличие бинарных азеотропов ио гарантирует существование тройного азеотропа. Для точного определения конфигурации этих поверхностей необходимы обширные экспериментальные данные по всей площади концентрационного треугольника. Однако, как только станут известны эти поверхности, становится и очевидным общее направление протекания процесса ректификации. [c.221]

Трехкомпонентная система может иметь любую комбинацию бинарных азеотропов с минимумом и максимумом температур кипепия, а также тройной азеотроп. В литературе описано несколько возможных комбинаций и показано, каким образом можно изучить особенности трехкомпонентной системы периодической ректификацией. При периодической ректификации состав кубового продукта (остатка) должен изменяться, двигаясь па концентрационном треугольнике по прямой линии от состава верхнего продукта (это утверждение верно, если в колонне удерживается незначительное количество жидкости). Верхнему продукту обычно соответствует некоторая низкая точка на поверхности температуры, которая может быть достигнута при движении от состава куба (загрузки) без прохождения через хребты, иными словами, температурный профиль колонны не может иметь никаких максимумов или минимумов (предполагается, что ректификационный аппарат имеет достаточное число тарелок разделения). [c.222]

Добавление растворителя к близкокппящей смеси может вызвать образование тройного азеотропа, который и составит одну из продуктовых фракций колонны азеотропной ректификации. Примером может служить пронесс обезвоживания смеси этанол — вода бензолом . Бензол образует тройной азеотроп с минимумом температуры кипепия бензол — этанол — вода, который кипит при более низкой температуре, чем бинарный азеотроп этанол — вода, и, кроме того, характеризуется большим отпошетгаем вода этанол. [c.228]

Некоторые нолиазеотрошше смеси, образуемые одним компо-нензом с членами гомологического ряда, можно с достаточной четностью разделить на фракции, содержащие отдельные бинарные азеотропы. Задача, таким образом, сводится к выделению индивидуальных кислот из бинарных азеотропных систем. Это может быть осуществлено различными методами [3—6] и в том чис [е последовательной ректификацией при двух различных давлениях [7]. Для решения вопроса о технической и акономи-чес ой целесообразности применения указанного метода необходимы данные о составах азеотропных смесей нри различных давлениях. [c.95]

Определение состава бинарного азеотропа с максимумом температуры кипения. В этом случае температура кипения азеотропа самая высокая. Следовательно, при ректификации любого раствора в результате удаления низкокипяших дистиллятов в кубе колонки всегда должен оставаться азеотроп (см. рис. V. 10 и V. 19,б). [c.351]

При возникновении фракции переменного состава могут встретиться самые разнообразные случаи в зависимости от двух факторов 1) характера кривизны разделяющей линии 2) относительного взаимного расположения особых точек системы и разделяющей линии. Остановимся подробнее на втором факторе. В рассмотренном примере азеотроп 23 и компонент 2 расположены так, что состав куба при ректификации автоматически удерживается на разделяющей линии. При ином взаимном расположении особых точек и разделяющей линии такой механизм не всегда может иметь место и процесс будет происходить иначе. Интересный пример в этом отношении дает исследованная [114] система вода (ау)—муравьиная кислота (т)—дихлорэтан < ). По данным работы [114], для указанной системы можно построить диаграмму с-линий (рис. VI, 20). Для наглядности на рис. VI, 20 масштабы не соблюдены и сохранены только определяющие элементы диаграммы. Как видно, в данной системе имеется тройной седловой азеотроп, два бинарных азеотропа тс1 и шй с минимальной температурой кипения и один бинарный азеотроп шт с максимальной температурой кипения. Области с разными первыми фракциями разделяет линия шт —д — гттй — й. На участке ду — тт этой линии ректификация будет иметь характер, отличный от описанного ранее. [c.174]

Следовательно, и установленное Коноваловым [1], а также Вревским [1191 положение об изменении состава бинарных азеотронных смесей с изменением температуры или, что то же самое, с изменением давления, под которым протекает процесс ректификации, является также общим, т. е. применимым и к многокомпонентным азеотропным смесям. К настоящему времени еще нет достаточно полного количественного выражения этой зависимости не только для многокомпонентных азеотро-пов, но и для бинарных. Даже наиболее строгие термодинамические соотношения, предложенные для бинарных азеотропов, например, Киреевым [120], а позднее и другими исследователями [121 — 126], могут быть использованы только в ограниченных пределах температуры и давления. [c.152]

В ходе исследований, проводившихся в 1941—1943 гг. и посвященных разделению 3-пиколина, 4-пиколина и 2,6-лутидина, Свентославский сделал вывод, что хлористоводородные соли пиридина следует отнести к отрицательным бинарным азеотропам (см. стр. 57), так как после ректификации они содержат избыток НС1 (1—2%). В результате этих исследований двуположительно-отрицательные седловинные азеотропы были разделены на три группы . [c.86]

В качестве примера на рис. 1-а приведен структурный граф ректификации восьмикомпонентной смеси, компонент 1 которой является азеотропообразующим агентом, т. е. образует бинарные азеотропы, обладающие минимумом температуры кипения со всеми остальными компонентами. Устойчивыми узлами являются точки 1 и 8, неустойчивым узлом — азеотроп 12. Концентрационный симплекс содержит две семимерные области ректификации, разделяющим многообразием является неправильный гептатоп, в вершинах которого находятся азеотропные точки. Само разделяющее многообразие представляет собой шестимерную область ректификации. [c.20]

Если бинарная смесь имеет азеотроп (рис. П-17в, г) и концентрация компонента 1 в точке питания меньше, чем в точке азеотропа, то в верхней секции колонны обратимой ректификации с полным исчерпызаннем компонента величина потоков пара и жидкости в соответствии с уравнениями (П.43) и (П.44) становится отрицательной после перехода через точку азеотропа. Это следует из того, что индекс п в уравнениях (П.43) и (П.44) относится к компоненту с наименьшим значением коэффициента фазового равновесия при составе и температуре в точке питания. Отрицательные значения потоков соответствуют неестественному направлению их движения, т. е. сверху вниз для пара и снизу вверх для жидкости. В связи с этим, точка бинарного азетропа является термодинамическим ограничением процесса бинарной обратимой ректификации, и процесс полного разделения смеси на компоненты в этом случае невозможен. [c.65]

Задача разделения смеси муравьиная кислота — уксусная кислота — вода возникает при разделении продуктов окисления прямо пнного бспзппа и очистке кислых сточных вод производства синтетических жирных кислот. Структура диаграммы фазового равновесия смеси муравьиная кислота — уксусная кислота— вода показана на рис. УП-3,а. Система имеет один бинарный азеотроп муравьиная кислота — вода, один тройной седловой азеотроп и четыре области ректификации. Для разделения рассматриваемой смеси на чистые компоненты был предложен новый способ, основанный на перераспределении полей концентраций между областями ректификации путем варьирования давления, не требующий введения посторонних разделяющих агентов [181]. При этом узел разделения представляет собой единый трехколонный ректификационный комплекс с рециклом (рис. УИ-3,б). Фигуративная точка сырья / о располагается в области ректификации /. В первой колонне в качестве верхнего продукта при атмосферном давлении выделяют воду, являющуюся неустойчивым узлом области ректификации. Точка кубового продукта при давлении 267 ГПа попадает в область ректификации IV. Поэтому кубовый продукт первой колонны можно разделить во второй колонне при давлении 267 ГПа на муравьиную кислоту (неустойчивый узел) и кубовый продукт 2- Последний в свою очередь разделяется в третьей колонне при атмосферном давлении на уксусную кислоту (устойчивый узел области ректификации I) и дистиллят Оз, который в качестве рецикла возвращается в первую колонну. [c.287]

Поэтому при оптимальном проектировании [67] необходимо дополнительно выбрать числа теоретических тарелок по колоннам и суммарные паровые потоки. С этой целью были пред ряртттелыю исследованы режимы полной и минимальной флегмы для рассматриваемого гетероазеотропного комплекса. В первой колонне комплекса линия ректификации соединяет узловые точки области ректификации, соответству.ющие изопропанолу и тройному гетероазсотропу. При бесконечной разделительной способности линия ректификации проходит по границе области, а для режима с полным разделением фаз заканчивается на бинодали. Расчетное исследование показало, что траектория ректификации при бесконечной разделительной способности проходит от точки изопропанола по стороне изопропанол — бензол до бинарного азеотропа, а затем по границе между об- [c.292]

Особого внимания заслуживает другой двуположительно-отрицательный азеотроп [(—) А, Р (-И) Т], где А — уксусная кислота, Р — пиридин и Г — толуол. Первые опыты с указанным азеотро-пом проведены Змысловской, но результаты не публиковались, так как не было убежденности в достаточной чистоте толуола. Все примеси, обнаруженные в толуоле, уменьшали показатель преломления. При ректификации толуола наблюдается то же явление, которое было описано Андерсоном для нитрационного бензола все примеси отгонялись при более высокой температуре бензола, так как они образуют тангенциальные или почти тангенциальные изобары температур кипения. В книге Тиммермана [103], опубликованной в 1950 г., наиболее высокое значение показателя преломления толуола равно 1,49693. Значение показателя преломления толуола, определенное Хрущелевской, оказалось несколько выше — 1,4970. Противоречие между двумя опытами Лека (1918 г.), в первом из которых существование азеотропа пиридин — толуол отрицалось, а во втором — подтверждалось, было разрешено в пользу последнего. Состав и температура кипения положительного бинарного азеотропа (Р, Т), определенные эбуллиометрическим методом, оказались равны [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология