Конденсированная система, условие равновесия

Мембранная дистилляция протекает при наличии разности температур по разные стороны от микропористой мембраны. Жидкости не должны смачивать мембрану, а разность давлений по разные стороны от мембраны должна быть меньше капиллярного давления. В этом случае жидкость не заполняет поры мембраны, а через мембрану проходит только пар. Жидкость испаряется с той стороны мембраны, где температура более высокая, и пар конденсируется со стороны жидкости с более низкой температурой. Мембрана в процессе разделения непосредственно не участвует. Она играет роль барьера, разделяющего две жидкости. Селективность процесса определяется условиями равновесия в системе жидкость — пар. Процесс мембранной дистилляции применяется в основном к водным растворам, содержащим растворенные неорганические вещества. Однако данный метод может применяться и к водным растворам с низкими концентрациями летучих компонентов, например для разделения смеси вода— этиловый спирт. [c.33]

Выберем в качестве стандартного вещества один (любой) компонент системы (компонент В). Пусть конденсирующиеся пары содержат V. молей некоторого компонента и молей стандартного компонента. При конденсации бесконечно малого количества паров получим конденсат, содержащий у. молей компонента г и молей компонента / . Приняв равновесную зависимость в форме получим при условии равновесия [c.80]

Выражение для константы равновесия, относящееся к определенным условиям проведения реакции, дает сведения об отношении концентраций продуктов к концентрациям реагентов в состоянии, когда прямая и обратная реакции взаимо скомпенсированы. На константу равновесия не влияют изменения концентраций реагентов и продуктов. Однако если имеется возможность непрерывно выводить продукты из реакционной смеси, то тем самым реагирующая система может постоянно удерживаться в неравновесном, несбалансированном состоянии. В этих условиях возникает необходимость во все новых количествах реагентов и происходит непрерывное образование все новых количеств продуктов. Такой способ проведения реакции осуществим, если один из продуктов реакции может выделяться из реакционной системы в виде газа, конденсироваться или вымораживаться из газовой фазы в виде жидкости или твердого вещества, вымываться из газовой смеси потоком жидкости, в которой он обладает повышенной растворимостью, либо осаждаться из газа или раствора. [c.189]

Концентрирование водорода представляет собой по существу задачу отделения водорода от метана, поскольку другие углеводороды конденсируются при более высокой температуре, чем метан. Равновесие системы водород — метан определяет режимные условия по температуре, необходимые для получения водорода требуемой степени чистоты. На рис. 15 [2] показана зависимость концентрации получаемого водорода от температуры при различном давлении. Конденсацию метана ведут нри 2—6 МПа. Как видно из рисунка, водород с концентрацией 95% Hg можно получить при давлении [c.43]

Равновесие в гетерогенных системах зависит от давления, температуры и концентрации. Эти параметры можно изменять (в известных пределах) без нарушения равновесия. Например, если при постоянной температуре сжимать насыщенный пар (увеличивать давление), то пар частично конденсируется, но система все равно останется двухфазной — пар и жидкость. Охлаждение насыщенного раствора соли приведет к дополнительному выпадению кристаллов, но двухфазность системы сохранится. Число условий (температура, давление, концентрация), которые можно менять произвольно (в известных пределах), не изменяя числа и вида фаз системы, получило название числа степеней свободы. Соотношение между числом фаз, компонентов и степеней свободы в равновесной гетерогенной системе было получено Гиббсом (1876 г.), это соотношение называется правилом фаз [c.52]

Чаще при получении ВПС сухим методом для перевода полимера в вязкотекучее состояние применяют так называемые латентные растворители. Использование термина латентный для ряда жидкостей обусловлено тем, что активно с полимером они взаимодействуют лишь выше температур кипения (при атмосферном давлении), т. е. являются своего рода скрытыми растворителями. Полимер растворяют под большим давлением при высокой температуре, когда используемые растворители находятся в жидком агрегатном состоянии. Если такой раствор выдавить в пространство с атмосферным давлением, он окажется в состоянии неустойчивого равновесия и практически мгновенно распадется на фазы. Высокая степень перегрева растворителя (относительно температуры кипения при атмосферном давлении) вызовет его интенсивное испарение вплоть до удаления по механизму взрыва. Легко допустить, что взрывной характер удаления растворителя может привести к разрушению полимерной струи на отдельные фрагменты. Это подтверждается данными работы [212] по получению ВПС из полиэтилена. Смесь, состоящую из 10 ч. линейного полиэтилена, имеющего температуру плавления 130°С, и 100 ч. метиленхлорида, нагревали до 200 °С. В этих условиях компоненты системы взаимно растворимы. Затем раствор выдавливали через малое отверстие со скоростью около 80 м/с, в результате чего происходило мгновенное испарение растворителя и самопроизвольное измельчение полимерной струи. Частицы полиэтилена поступали на ленту конвейера, а испаряющийся растворитель конденсировали. Подобным же образом были получены ВПС из полипропилена, а также из сополимеров этилена с винилацетатом, винилхлоридом, акриловой кислотой и другими мономерами. [c.124]

При равновесиях в химических или физических процессах отсутствие видимых изменений и постоянство состава обусловливаются отнюдь не отсутствием взаимодействия. Обязательным условием возможности установления равновесия является возможность течения процессов как в прямом, так и в противоположном направлениях. Равновесие может устанавливаться тогда, когда системе протекают два процесса, противоположные один другому. Равновесие определяется равенством скоростей этих процессов, в результате чего за одно и то же время одинаковые количества вещества претерпевают изменение как в направлении прямого процесса, так и в направлении обратного. Так, например, равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром обусловливается не прекращением испарения (см. стр. 54), а тем, что при концентрации пара, отвечающей насыщению, число молекул, конденсирующихся из пара в жидкость в единицу времени, равно числу молекул, испаряющихся из жидкости за тот же промежуток. Таким же динамическим характером обладают равновесия и в процессах плавления (например, равновесие между льдом и жидкой водой) и сублимации (например, равновесие между льдом и водяным паром), в процессах растворения (например, равновесие между солью и насыщенным раствором ее) и т. д. [c.158]

Конденсационный термометр представляет собой небольшую емкость, заполненную частично жидкостью или твердой фазой, частично насыщенным паром, находящимся в равновесии с конденсированной фазой. Эта емкость связана с устройством для измерения давления пара. При соответствующем манометрическом устройстве конденсационный термометр является идеальным вторичным термометром, так как его показания определяются только физическими свойствами заполнителя. Если какие-либо участки линии, связывающей емкость с манометром, переохлаждены, то в этих местах пар будет конденсироваться и термометр покажет заниженную температуру, близкую к той, которую имеют наиболее холодные части системы. Поэтому всегда нужно следить за тем, чтобы термометрическая емкость была холоднее остальных частей термометра. Конденсационный термометр, изображенный на фиг. 4.3 [8], [11], использовался для градуировки термопар и платиновых термометров сопротивления вблизи нормальной точки кипения кислорода. Емкость термометра представляет собой небольшую полость в толстостенном медном блоке. В том же блоке размещаются и градуируемые термометры. Толстые, массивные стенки блока обеспечивают однородность температурного поля в рабочем объеме прибора. Термометр заполняется чистым кислородом. Медный блок охлаждается ванной с жидким кислородом технической чистоты. Чтобы избежать перегрева жидкости, в нижнюю часть ванны с целью повышения циркуляции непрерывно вводится газообразный кислород. Конденсационным термометром можно пользоваться во всем интервале давлений насыщенного пара вещества заполнителя при условии, конечно, что это давление может быть измерено. Практически ввиду сильной нелинейности соотношения между температурой и давлением ограничиваются малым температурным интервалом. В лабораторных условиях для определения давления в конденсационном термометре удобно пользоваться [c.137]

Температура кипящего конденсата в теплообменнике 1 зависит от его состава и давления после дросселя. Эта температура практически и определяет степень очистки разделяемой смеси в криогенном блоке. В связи с тем что другие углеводороды- конденсируются при температуре более высокой, чем температура конденсации метана, задача концентрирования метана в криогенном блоке сводится, как это отмечалось выше, к отделению водорода от метана. Таким образом, чистота про-дукционого водорода будет зависеть от условий равновесия между паром и жидкостью в сепараторе 2. Это позволяет использовать с достаточно высокой степенью точности для оценки чистоты получаемого водорода данные по фазовому равновесию системы — СН . Эти данные для четырех изотерм - 90,3 103,1 110,0 и 127,0 К приведены в табл. 22. [c.123]

Например, полный гидролиз диметилдихлорсилана (СНз)251С12 приводит к образованию приблизительно равных количеств циклических и линейных соединений [235, 236]. Линейные молекулы или конденсируются друг с другом с образованием длинных цепей, или циклизуются. Медленное прибавление диметилдихлорсилана к избытку воды при 15—20° приводит к образованию 0,5% [(СНз)2Si—0]з, 42% [(СНз)251—0]4, 6,7% [(СНз)251—0]б, 1,6% [( Hs)2Si—0]б, небольших количеств высших циклов и 49,2% линейных диольных полимеров [236]. Однако проведение гидролиза в сильной кислоте или в присутствии водорастворимого растворителя благоприятствует образованию циклических соединений или низкомолекулярных линейных полимеров, а проведение гидролиза в щелочных условиях или при высоких температурах приводит к образованию высокомолекулярных линейных полимеров [236]. Циклические силоксаны можно выделить из гидролизата фракционной отгонкой, а остаток линейных соединений можно привести в равновесное состояние нагреванием в присутствии основного катализатора или без него с образованием циклических соединений. Если приведение системы в равновесие и отгонку проводить одновременно, то удаление наиболее летучих циклических компонентов нз равновесной смеси будет сопровождаться их образованием [236]. Если [c.176]

Во-вторых, избыток спирта начинает испаряться, и содержание его в паровой фазе повышается. Одновременно в паровой фазе нефтяной системы возможны процессы частичной конденсации паров, что приводит к появлению микрокапель жидкости. В условиях эксперимента это приводит к сорбции поверхностно-активных молекул спирта на поверхности микрокапель, что оказывает влияние на фазовое равновесие жидкость-пар. Так, понижение поверхностного натяжения микрокапель за счет сорбции молекул спирта приводит к уменьшению радиуса термодинамически стабильных микрокапель, а следовательно, к повышению давления насыщенного пара и торможению процесса испарения. Понижение радиуса микрокапель конденсирующегося пара может происходить в системе при избытке спирта также и вследствие процесса диссоциации взаимодействующих молекул. [c.113]

Сочетание фракционированной конденсации с низкотемпературной ректификацией. Для фракционировки природного газа, чаще более тощего,, применяется третий тип установок, в которых большие количества метана начала отделяются от этана и вышекипящих простым методом однократного частичного ожижения с расширительным или внешним охлаждением. При нормальном давлении метан и этап далеко отстоят друг от друга по температурам кипения ( — 161,4° и —88,3°), но ири повышенных давлениях и низких температурах разделение их сильно затрудняется вследствие ретроградного увеличения констант равновесия этана и вышекипящих углеводородов в этих условиях. Это приводит к резкому падению относительной летучести метана и малому извлечению этана при однократной конденсации. По такой схеме работает завод в Габе (США, штат Кентукки), выделяющий из тощего природного газа этан, пропан, бутан и более тяжелые углеводороды [20), (рис. IV. 13). Производительность завода по сырью 21 млн. газа в суткн. Природный газ под давлением 40 ата обезвоживается и затем охлаждается до температуры — 65- --75°, при этом конденсируется значительное количество этана и более тяжелых компонентов. Сконденсированная жидкость-отделяется в сепараторе 4, а остаточный газ после теплообмена с входящим сырьем компримируется и возвращается в газопровод. Ожиженные компоненты дважды испаряются в 5 и б ири последовательно снижающемся давлении и затем ректифицируются для выделения фракций этана и вышекипящих углеводородов. Холодные продуктовые потоки доводятся до обычной температуры теплообменом с конденсирующимися хладагентами этано-пропановой каскадной системы, которая покрывает недостачу холода в процессе. [c.174]

Экстракции летучих компонентов исследуемого образца газом (воздухом, азотом, гелием и др.) в статич. или динамич. условиях, т.е. дискретными порциями или непрерывным потоком экстрагента соответственно. В простейшем случае прямого статического П. а. исходную концентрацию t летучего компонента в исследуемом образце определяют по его концентрации в равновесной газовой фазе, коэф. распределения К = J q (Q-равновесная концентрация компонента в образце) и соотношению объемов газовой (Кс) и конденсир. (v ) фаз г = при этом С = q-(K + г). Даже когда значения К велики (до 1000), пределы обнаружения при П. а. ниже, чем при непосредств. анализе конденсир. фазы, а строгого соблюдения условия термодинамич. равновесия фаз в гетерог. системах с малыми значениями отношения К/(К + г) не требуется. Для повышения чувствительности анализа проводят предварит, концентрирование компонентов в газовон фазе с помощью газовой экстракции с криогенными или сорбционными ловушками летучих компонентов. Определение микропримесей в газах можно проводить методом П. а. после их концентрирования в жидкостях. [c.447]

В количественной трактовке данных физической адсорбции могут возникнуть серьезные ошибки, если температура охлаждения такова, что давление паров адсорбируюш,егося газа слишком мало для установления быстрого равновесия между адсорбентом и твердым адсорбатом. Геометрия адсорбционной кюветы будет определять соотношение между газом, который сначала взаимодействует со стенками кюветы, и газом, взаимодействуюш,им с образцом. Если давление газа при первом пуске будет выше давления твердого адсорбата при температуре стенок кюветы, то некоторое количество газа образует твердый налет на стенке. Даже при эффективном охлаждении образец будет несколько теплее стенок охлаждаемой кюветы, особенно если он облучается ИК-пучком. Установление равновесия между конденсированным адсорбатом и адсорбентом может быть очень медленным процессом. Был проведен опыт (Литтл, 1960), в котором этилен замораживали на части стенки кюветы, охлаждаемой до — 195°, а образец пористого стекла в кювете поддерживали при комнатной температуре. Затем охлаждали образец до температуры только на несколько градусов более высокой, чем температура жидкого газа, а этилен в это время оставался в замороженном состоянии. ИК-спектр записывали при этих условиях эксперимента в течение 3 час, и при этом на образце не было обнаружено адсорбции этилена. Было найдено, что в такого рода экспериментах максимальная адсорбция этилена на образце происходит после ряда быстрых циклов нагревания адсорбата до испарения с последующим охлаждением до его конденсации. При испарении твердого адсорбата наблюдалась значительная адсорбция холодного газа на адсорбенте, и максимальная адсорбция, обнаруживаемая по интенсивности линий, устанавливалась очень быстро. Если кювета сконструирована так, что образец в этих условиях можно быстро удалить через клапан и изолировать от ячейки, содержащей замороженный адсорбат, то можно получить надежные адсорбционные данные при нагревании образца и измерении выделившегося газа. В описанной системе существует еще опасность того, что адсорбированный газ может конденсироваться в твердом виде на внешней поверхности адсорбента и при этом никогда не установится равновесие с внутренней поверхностью образца. В этом случае полученный спектр в основнол будет спектром чистого твердого адсорбата, а не спектром вещества в адсорбированном состоянии. [c.50]

Для разделения изотопов был применен также метод дистилляции, получивший название молекулярной дистилляции. В этом методе жидкость испаряется на нагретой поверхности в условиях глубокого вакуума и конденсируется на расположенной рядом холодной поверхности. Степень разделения зависит не от равновесия системы жидкость — пар, а от скорости испарения. Но значения коэффициентов одноступенчатого разделения приблизительно равны таковым для газодиффузионного метода разделения изотопов. Хотя в лабораторном масштабе была показана возможность разделения изотопов лития, ртути и урана, до сих пор не появилось сообщений о практическом использовании этого метода. Проводилась дистилляция стойких жидких соединений урана, пентаэтилата и пентаизопропилата урана [11(ОК)5], где К представлен радикалами С2Н5 или ИЗО-С3Н7. Другие элементы, ртуть и литий, дистиллировались в виде металлов. [c.350]

Н. П. Долинин показал, что изменение температуры в контактном аппарате 1 может быть легко достигнуто поворотом заслонки дросселя 3, регулирующей сопротивление паров ВОТ в трубопроводе. При повороте заслонки немного изменяется давление ВОТ в межтрубном простраистве контактного аппарата это вызывает повышение уровня конденсата ВОТ в котле 2 на величину что приводит в свою очередь к уменьшению поверхности трубок, соприкасающихся с конденсирующимся па(ром, на величину / ж- Тепловое равновесие системы может быть сохранено в новых условиях только при значительном повышении разности температур паров ВОТ и кипящей воды в котле-утилизаторе 2, т. е. при значительном повышении температуры (а [c.201]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология