Дистилляционные линии

Рис. 36. Изотермы—изобары (а) и дистилляционные линии (б) в системе дихлорметан (Л)—ацетон (В)—метанол (С).

Было показано [112—114], что дистилляционные линии могут выходить или заканчиваться только в вершинах треугольников [c.114]

Деля уравнения (182) друг на друга, получаем уравнение дистилляционной линии [c.113]

Бушмакин и Киш показали [115], что ход дистилляционных линий в трехкомпонентных системах и возможность распадения треугольника составов на несколько дистилляционных областей определяются взаимным расположением изотерм-изобар, [c.116]

На рис. 38 показан такой ход изотерм-изобар вблизи вершины треугольника А (рис. 38,а), вблизи бинарного азеотропа с минимумом (т) или максимумом (Л1) температуры кипения (рис. 38,6) н вблизи тройного азеотропа (т или М) (рис. 38,в). Из рис. 38 следует, что ни одна изотерма-изобара конечной протяженности не (пересекает точки А, т или N1. Эти точки можно рассматривать ка выродившуюся точечную изотерму-изобару. Поскольку дистилляционные линии всегда пересекают изо-, термы-изобары, точки А, т или М являются концевыми точками дистилляционных линий. [c.117]

Другой возможный ход изотерм-изобар и дистилляционных линий вблизи вершины А, азеотропной точки т или М и седловидной точки 5 показан на рис. 39. [c.117]

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]

Между разделяющими линиями ректификации и дистилляции имеется следующая связь. Разделяющая линия ректификации типа I существует при наличии разделяющей линии дистилляции, соответствующей хребту на поверхности температур кипения. Разделяющая линия ректификации типа II не имеет соответствующей ей разделяющей линии дистилляции. Она выходит всегда из какой-либо исходной точки дистилляционных линий и заканчивается в конечной точке этого же семейства дистилляционных линий. Разделяющая линия типа III проходит там, где идет разделяющая линия дистилляции, соответствующая лощине на поверхности температур кипения. Разделяющая линия ректификации типа II—III не имеет соответствующей ей разделяющей линии дистилляции. Она выходит из исходной точки какого-либо семейства дистилляционных линий и заканчивается в вершине или азеотропной точке, не являющейся ни исходной, ни конечной точкой дистилляционных линий. [c.134]

В (противоположность бинарным системам, в которых возможен единственный способ изменения состава при дистилляции и ректификации, изменение состава трехкомпонентных смесей в этих процессах различно для систем разных типов. Кривые, изображающие в треугольнике Гиббса изменение состава тройного раствора при простой дистилляции, были названы Шрейнема,керсом [П2] дистилляционньши линиями . Дифференциальное уравнение дистилляционной линии легко получается из уравнений материального баланса процесса дистилляции [c.113]

Ректификационная колонна имеет бесконечную эффективность (высоту) и работает в режиме бесконечного орошения. Это допущение позволяет утверждать, что траектория процесса ректификации совпадает с некоторой дистилляционной линией и проходит при этом хотя бы через одну особую точку [1]. [c.127]

Рассмотрим с учетом этого изменения состава трехкомпонентного раствора при его простой перегонке (открытом испарении). Если на концентрационном треугольнике откладывать последовательно точки составов жидкости по мере отгонки из нее пара, то образуется кривая, называющаяся дистилляционной линией или линией открытого испарения. [c.323]

Рис. V. 47. Ход дистилляционной линии и расположение нод жидкость — пар на треугольнике составов.

Пользуясь выражением (У.259), можно также установить ряд закономерностей, которым подчиняются дистилляционные линии. Для анализа хода кривых открытого испарения рассмотрим их геометрическую интерпретацию. На рис. V. 47 изображена линия открытого испарения МУУ, по которой изменяется состав жидкости в кубе, и соответствующая ей кривая по [c.324]

Формула (63) позволяет классифицировать диаграммы поверхностного разделения. Поскольку расположение линий поверхностного разделения однозначно связано с расположением линий постоянного поверхностного натяжения, формула (63) также дает основу для классификации диаграмм поверхностного натяжения. Число возможных типов диаграмм быстро увеличивается с числом компонентов. Так, по аналогии с диаграммами, дистилляционных линий [74] можно заключить, что уже для трехкомпонентных систем возможны 38 типов диаграмм. [c.33]

Процессы открытого испарения — это типичные примеры открытых фазовых процессов, т. е. таких, при которых в ходе фазового превращения образующаяся фаза непрерывно удаляется, причем удаляется достаточно медленно, чтобы фазы сохраняли равновесные составы. Если на концентрационном треугольнике откладывать последовательно составы жидкой фазы по мере отгонки из нее пара, то получим кривую, которая называется дистилляционной линией или линией открытого испарения. В случае четверных систем это будет линия в объеме тетраэдра и т. п. [c.90]

Уравнение дистилляционных линий может быть получено из условий материального баланса для тройных систем оно будет иметь вид [c.90]

Если уравнение для дистилляционных линий сопоставить с обобщенным уравнением Ван-дер-Ваальса, то оказывается, что в процессе открытого испарения всегда выполняются условия [c.90]

Уравнения (11,3) сами по себе выражают независимые условия баланса массы. Помимо этого при заданной температуре или давлении г/г являются функциями от Х, . .., Хп-и которые определяются условиями термодинамического равновесия между жидкостью и паром. Таким образом, в сочетании с условиями фазового равновесия уравнения (П,3) образуют динамическую систему дифференциальных уравнений для процесса открытого испарения. Решение системы уравнений в виде функций Xi = Xi t) выражает зависимость состава испаряющегося раствора от его количества и дает формулы, необходимые при расчетах процессов разделения, связанных с дистилляцией. Геометрической интерпретацией решений с истемы (П,3) могут служить траектории, расположенные в (и—1)-мерном концентрационном симплексе. Траектории системы (П,3) называются в термодинамике дистилля-ционными линиями. В целом диаграмма дистилляционных линий описывает процесс дистилляции растворов различного состава при заданном значении давления или температуры. [c.24]

Рис. 35. Изотермы-изобары (сплошные линии) и дистилляционные линии (пунктир) в трехкомпонент-нон системе, не имеющей азеотропов.

В рассматриваемой системе таким компонентом является метанол. Однако дистилляционная линия для омеси, состав ко торой изображается точкой, прилегающей к стороне АВ, не может подходить к вершине С, так как для этого она должна была бы дважды пересекать одну и ту же изотерму-нзобару. В этом легко убедиться из рассмотрения рис. 36. Слёдователь-но, для таких омесей конечной точкой дистиллядионных линий может являться только вершина В. Наоборот, дистилляционные линии, проходящие в области, примыкающей к вершине С, не могут кончаться в точке В. Таким образом, наличие двух семейств изотерм-изобар неизбежно должно порождать образование двух семейств дистилляционных линий, показанный Для системы дихлорметан—ацетон—метанол на рис. 36,6. Начальной точкой линий обоих семейств является точка Шь Конечной точкой для одного семейства является точка С, а для другого— К точка В. Из приведенных рассуждений ясно, что из смеси. [c.115]

Из изложенного выше Следует, что для образования двух дистилляционных областей необходимо, чтобы в системе имелся отя бы один азеотроп. Однако аличие азеотропов не во всех случаях вызывает о-бразование двух дистилляционных областей. На рис. 37 показан ход изотерм-изобар и дистилляциоенык линий в системе сероуглерод [А)—ацетон (В)—хлороформ (С), В этой системе имеется один азеотроп с майсимумом темтературы кипения ацетон—хлороформ М ( кип=64,5°) и один азеотроп с минимумом температуры кипения сероуглерод—ацетон лг( кип=39,2 ).Несмотря на это, в этой системе имеется одно семейство изотерм-изобар (рис. 37а) и, соответственно с этим, одно сбмейство дистилляционных линий (рис. 376). Последние начинаются в точке т и кончаются в точке М. [c.116]

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]

Вьиие уже указывалось, что через седловидную то тау т х-компонентной системы проходят изотермы-изобары конечной протяженности. Соответственио с этим дистилляционные линии В1близи этой точки имеют гиперболический ход. [c.119]

Из изложенных положений следует, что для распадения код-центращионного треугольника а дистиллящнонные области и появления разделяющих линий дистилляции необходимо, чтс в системе имелась седловидная точка или образовывался бинарный азеотроп с температурой кипения, не являющейся мзт ксимальной или минимальной температурой в системе. Из рассмотрения рнс. 40 также следует, что при наличии седловидной точки в системе появляются четыре дистилляционные области. Разделяющие линии дистилляции могут быть двух ти- тов [115]. Линии Первого типа разделяют семейства дистилляционных линий с разными исходными точками. Таковы разделяющие линии между дистилляционными областями / к 2, я также 5 и на рис. 40. Такие разделяющие линии соответ т- ауют хребту на шоверхности температур кипения. [c.119]

При нулевом потоке рецикла состав кубового потока Х" совпадет с составом тштания колонны X. Через точку Х проходит единственная траектория процесса ректификации, которая в режиме полного орошения совпадает с некоторой дистилляционной линией [1]. В силу допущения о бесконечной эффективности колонны, данная траектория должна заканчиваться в особой точке, соответствуюн1ей чистому реагету А. Следовательно, в дефлегматоре находится только легкокипящий реагент А. [c.127]

Зная состав выделяющегося пара, можно вычислить дистилляционную линию. Для этого необходимо уравнение дистилляционной линии, полученное в предположении, что процесс идет очень медленно и состояние равновесия между фазами практически не нарушается. Процесс открытого испарения не может протекать изотермо-изобарически, так как в ходе его изменяются концентрации всех трех компонентов, две из которых меняются независимо, на что расходуются две степени свободы. Следовательно, произвольно задать постоянными и Т, и р одновременно невозможно. Обычно рассматривают дистил-ляционные линии при закрепленном давлении, что соответствует обычным условиям проведения перегонки. Если из Ф > + моль 1-й фазы, состав которой характеризуется мол. долями х[, л , x , образовались моль 1-й фазы, но с новым составом и моль 2-й фазы состава [c.323]

Таким образом, дистилляционная линия представляет собой огибающую нод. Естественно, что линии открытого испарения начинаются в вершине самого легколетучего компонента. Так как при простой перегонке нельзя отогнать какое-либо вещество целиком (см. разд. V. 5), дистилляционные линии не пересекаются со стороной концентрационного треугольника, соответствующей любой из бинарных систем, а, обходя вершину компонента, имеющего промежуточную температуру кипения, заканчиваются в вершине самого труднолетучего компонента. Температура кипения при движении по дистилляционной линии от ее нг1чала до ее конца может только повышаться. [c.324]

Из (IV.9) следует, что на диаграмме состояния дистилляцион-ные линии должны всегда пересекать изотермо-изобары, не могут быть касательными к ним, не могут пересекать одну и ту же изо-термо-изобару дважды. Эти положения позволяют, если известна диаграмма изотермо-изобар, построить качественно диаграмму дистилляционных линий, определить дистилляционные области, разделяющие линии между ними, определить возможные результаты перегонки смеси. [c.90]

Диаграммы дистилляционных линий в тройных системах различных типов приведены в [56]. Существенную роль в развитии термодинамико-топологических исследований имела работа [57. [c.91]

В работах [73, 74] рассматривается метод исследования равновесия жидкорть—пар, основанный на изучении процессов открытого испарения. Как указывают авторы, этот метод в определенных случаях может оказаться более целесообразным и простым для применения, чем некоторые иные методы. Преимущества его состоят в том, что исследование равновесия в двойной или многокомпонентной системе можно провести относительно быстро при меньшей затрате исследуемых веществ. В случае п-компонентных систем одновременно определяется направление дистилляционных линий, что может быть полезно при обсуждении ректификационных процессов. Поскольку этот метод мало известен, остановимся на его изложении несколько подробнее. [c.96]

В соответствии с термодинамической теорией открытых фазовых процессов [39] состав исходного раствора выгодно располагать в окрестности неустойчивого узла, т. е. особой точки, из которой выходят дистилляционные линии. При этом неустойчивый узел будет находиться в фигуративной точке компонента или двойного азеотропа, если в этой особой точке температура кипения минимальна по сравнению с температурами кипения растворов из ее окрестности. В остальных случаях расположение неустойчивого узла нетрудно установить по данным о двойных или тройных системах, а также по одному ректификационному, эбулиометриче-скому или дистилляционному опыту. [c.97]

Дистилляционные линии в объеме тетраэдра идут гиперболическим ходом вдоль плоскостей Ж—Т—Л и С—Т—Ж. Полное разделение жирных и смоляных кислот на одной стадии ректификации неосуществимо, так как часть смоляных кислот, например пимаровая кислота, концентрируется в дистилляте, а часть жирных кислот С22—С25, и том числе бегеновая, три-козановая, лигноцериновая кислоты остаются в кубовом продукте вместе со смоляными кислотами. Поэтому, как указывалось выше, при ректификации возникает необходимость отбора продукта неполного разделения — дистиллированного таллового масла, с которым можно вывести из процесса труднолетучие неомыляемые вещества. [c.116]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология