Температура смесей бинарных и многокомпонентных

Многокомпонентные системы, подобно бинарным, образуют часто азеотропные смеси с максимумом давления и минимумом температуры кипения смеси с максимумом температуры кипения встречаются очень редко. Минимум температуры кипения у трехкомпонентных смесей наблюдается в тех случаях, когда, по крайней мере, две бинарные смеси, составленные из тех же компонентов, образуют азеотропные смеси с минимумами температур кипения. При этом тройная смесь имеет более глубокий минимум температуры, чем бинарные смеси. Так, например, азеотропная смесь этиловый спирт—бензол—вода кипит при температуре 64,9 °С, а составленные из ее компонентов азеотропные смеси этиловый спирт—вода, бензол—вода и этиловый спирт—бензол кипят соответственно при температурах 78,2, 69 и 68,3 °С. [c.434]

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]

Уравнения (16.141) с условиями (16.142) решались численно. В качестве примера рассматривается бинарная смесь, состоящая из метана (90 %) и пропана (10%). Молекулярная масса такой смеси Mg= 18,84 кг/кмоль. Ее теплофизические свойства нетрудно найти, используя методы для многокомпонентных смесей [9—11]. В частности, для смесей критические значения температуры и давления (они называются псевдокритическими), а также ацентрический фактор определяются из следующих выражений [c.423]

Многокомпонентные смеси, как и бинарные, часто имеют азеотропные точки, характеризующиеся преимущественно максимумом давления и минимумом температуры кипения. Минимум температуры кипения у тройных смесей наблюдается в тех случаях, когда все три или, по крайней мере, две бинарные смеси, содержащие те же компоненты, имеют минимумы температуры кипения. При этом у тройных смесей наблюдается более глубокий минимум температуры кипения, чем у бинарных смесей, составленных из этих же компонентов. Так, например, из компонентов тройной смеси — спирта, бензола и воды — могут быть образованы три бинарные смеси 1) спирт — вода 2) бензол — вода 3) спирт — бензол, Минимумы температур кипения этих смесей равны соответственно 78,2 69 68,3°С, а тройная смесь кипит при еще более низкой температуре 64,9 °С. [c.38]

Следовательно, среднее значение ав-о будет здесь несколько иным, чем то, при котором эта пара подвергалась бы ректификации, будучи полностью изолированной от остальных компонентов, так как в последнем случае перепад температур был бы другим при том же давлении. Поэтому, только в значении относительной летучести а и заключается легко находимая и, по-видимому, незначительная количественная поправка, чтобы любая разделяемая пара компонентов идеальной многокомпонентной смеси могла рассматриваться как идеальная бинарная смесь. [c.106]

Аналогичное положение будет иметь место и при ректификации многокомпонентной азеотропной смеси с максимумом температуры кипения. На рис. 52 представлена совокупность кривых фазового равновесия азеотронных разделяемых пар, из которых каждая в отдельности должна рассматриваться как бинарная смесь, обладающая азеотропной точкой с максималь- [c.156]

При любой температуре величины у для многокомпонентных смесей можно коррелировать, используя константы А бинарных смесей (составляющих многокомпонентную смесь), составы жидкости и члены взаимодействия высшего порядка. Последние часто имеют второстепенное значение, и в этом случае у для многокомпонентных смесей можно определить из известных данных о поведении неидеальных бинарных смесей. [c.328]

По дистилляционному методу охлаждения через теплообменный контур, заполненный насадкой, прокачивается кипящий теплоноситель,представляющий собой бинарную или многокомпонентную смесь веществ с различными температурами кипения, либо раствор соли. При этом температура теплоносителя повышается за счет дифференциального испарения.Температурное поле в [c.289]

Дистилляционное охлаждение осуществляется путем прокачивания теплоносителя через зону теплообмена, заполненную насадкой. Теплоноситель представляет собою бинарную или многокомпонентную смесь веществ с различными температурами кипения, выкипающую в мег -трубном пространстве реактора, где он нагревается тепловыделениями, процесса. По мере движения теплоносителя [c.55]

В последнее время все чаще стал использоваться однопоточный каскадный цикл. Он совмещает термодинамические преимущества каскадного цикла и конструктивную простоту регенеративного дроссельного типа. В качестве хладагентов в нем используется бинарная или многокомпонентная смесь газов с различными температурами кипения (метан, этан, пропан). Смесь сжимается в компрессоре и, пройдя концевой холодильник компрессора, где она охлаждается водой, попадает в разделительный сосуд. [c.797]

Ректификация бинарных смесей. Наиболее общий случай устройства ректификационной колонны, состоящей из двух частей, показан на рис. 18. Нижняя часть -исчерпывающая (или отгонная) и верхняя -укрепляющая (или концентрационная). В такой ректификационной колонне можно разделить бинарную смесь, компоненты которой имеют различные температуры кипения, или обеспечить разделение многокомпонентной смеси на две фракции. [c.58]

При использовании уравнения состояния для моделирования фазового равновесия и теплофизических свойств многокомпонентной системы необходимы следующие данные, характеризующие эту смесь молярный компонентный состав свойства каждого компонента — критические давление и температура, ацентрический фактор коэффициенты бинарного взаимодействия компонентов. [c.149]

Для опытного однопоточного каскадного цикла [6], разработанного в лаборатории, применяется установка с хладагентом в виде бинарной или многокомпонентной смеси газов с различными температурами кипения (например, метана — этана — пропана). Смесь сжимается компрессором и после охлаждения в концевом холодильнике из нее выпадает жидкость, содержащая в основном пропан, имеющий максимальную температуру кипения. Эта смесь используется как хладагент для получения холода на температурном уровне от —40 до —70° полученный холод затрачивается на охлаждение смеси и сжижение второго компонента — этана. Выделившаяся при охлаждении газа жидкость используется как хладагент для получения холода на температурном уровне [—80]— [—110]°, который затрачивается на сжижение остатка. Испарение остатка при атмосферном давлении позволяет получить холод на температурном уровне [—155] — [—160]° [7]. Хладагентом может [c.45]

Исходные данные. Параметры, необходимые для обработки экспериментальных данных по фазовому равновесию, большей частью находятся в базе данных Центр . Это зависимость давления нара чистых компонентов от температуры, параметры, необходимые для учета неидеальности паровой фазы (фактор ацентричности, критические параметры и т. д.). Для расчета параметров уравнения Вильсона или NRTL необходимы бинарные равновесные данные по каждой из пар, составляющих многокомпонентную смесь. В общем случае данные могут быть вида х—у—Р—Т, однако можно использовать и неполные данные о равновесии, а именно в) х Р (при Т = onst) б) х — Т Р — onst) в) коэффициенты активности при бесконечном разбавлении г) х—у—Р д) х—у—Т. [c.105]

Разработаны многочисленные методы расчета параметров процесса ректификации для идеальных многокомпонентных смесей, которые подробно изложены Торманном [177]-, а также Эллисом и Фрешуотером [178]. Особо следует отметить приближенную формулу Кольборна [179] и Андервуда [180], позволяющую определять минимальные флегмовые числа. Простой приближенный метод расчета минимального числа теоретических ступеней разделения при V = оо принадлежит Фенске [181], который с целью упрощения рассматривает многокомпонентную смесь как бинарную. При этом условно принимается, что в смеси преимущественно содержатся ключевые компоненты, температуры кипения которых образуют постепенно возрастающую последовательность, а разности температур кипения для различных соседних компонентов смеси примерно одинаковы. Если через обозначить содержание низкокипящего ключевого компонента, содержание которого в кубовом продукте невелико, а через х — содержание высоко-кипящего ключевого компонента, содержание которого невелико в головном продукте, то уравнение Андервуда—Фенске для расчета минимального числа теоретических ступеней разделения будет иметь вид [c.135]

Следовательно, жидкость и пар по всей высоте колонки обмениваются компонентами. Многократное повторение процессов испарения и конденсации приводит к тому, что наверху колонки концентрируется низкоки-пящий компонент, который и отбирается постепенно через конденсатор и холодильник в приемник, а в колбу стекает высококипящий компонент, который отбирается в виде остатка от перегонки. При ректификации бинарной смеси можно достичь практически полного разделения компонентов. Но чем более многокомпонентна смесь, тем труднее достичь четкости погоноразделения. Сложность многокомпонентной смеси определяется и числом компонентов, и близостью их температур кипения. Чем больше разность температур кипения компонентов, тем легче их четкое разделение. [c.114]

Ниже дистилляция и ректификация в целях простоты и наглядности рассматриваются в основном на примере бинарных смесей. Тогда хд. + л в = 1, Уд. + = I, а + Ь = I, а + Ь = I. При этом нет необходимости указывать концентрации обоих компонентов, достаточно утазать концентрацию одного из них, скажем хд и уд, поскольку хв = 1 - хд и ув = 1 - Уд- И в последующем изложении для бинарных смесей указывается концентрация лищь одного компонента индекс при х и у в этом случае опускается. Нужно только условиться, на базе концентраций какого именно компонента ведется анализ, и тогда можно опустить индекс у концентрации этого компонента хд = X. Для процессов перегонки за базу принимают легколетучий (иначе — низкокипящий) компонент (НКК), т.е. имеющий более низкую температуру кипения. И в названии смеси он фигурирует первым например, смесь "метанол—вода" (но не "вода—метанол"). Высококипяпщй компонент (ВКК) указывают вторым (последним). Такой порядок перечисления компонентов соблюдается и для многокомпонентных смесей. [c.971]

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]

При таком рассмотрении процесса азеотропной дистилляции нетрудно обнаружить несостоятельность всех тех методов расчета этого процесса, в которых исходные разделяемые и вновь образованные азеотропы принимают за отдельные вещества. Такой прием явно противоречит правилу фаз, так как многокомпонентная смесь принимается за бинарную. Становится понятным также, почему при таком приеме получают Бесьма завышенные результаты расчета как но флегмовому числу, так и по числу теоретических тарелок. Например, при обезвоживании этанола при помощи бензола разность температур кипения тройного и бинарного азеотропов всего лишь 72,5— 69,7 = 2,8°. Следовательно, такая надуманная бинарная смесь , [c.159]

В качестве примера приведем случай, когда метод продуктового симплекса позволяет определить возможные варианты разделения многокомпонентной азеотропной смеси, чего нельзя добиться с помощью описанных ранее методов это — двадцатикомпонентная азеотропная смесь, представляющая собой нафталиновую фракцию каменноугольной смолы [25]. Из работы [30]. "посвященной исследованию структуры диаграммы данной смеси методом термодинамико-топологического анализа и разработанной на этой основе принципиальной технологической схемы разделения, известно, что рассматриваемая полиазео-тропная смесь образует 38 бинарных азеотропов с положительным и отрицательным отклонением от закона Рауля и 16 тройных седловых азеотропов. Состав разделяемой смеси, температуры кипения и коды компонентов приведены в табл. 111,8. Состав, температуры кипения и коды азеотропов даны в табл. 111,9. [c.123]

В технике разделения газов пиролиза для проведения противоточной конденсации пирогаза применяется кожухотрубный аппарат с переливными полками, расположенными в межтрубном пространстве. Противоточная конденсация протекает в трубах аппарата. В межтрубном пространстве испаряется хладоагент. Одно из назначений полок в межтрубном пространстве— обеспечить большую высоту смачивания труб при небольших гидростатаческих потерях температурного напора. Если хладоагент представляет собой бинарную или многокомпонентную смесь, кипящую в значительном диапазоне температур, то применение в межтрубном пространстве переливных полок позволяет наиболее рационально использовать температурные перепады в схеме. Прошвоточная конденсация в иожухотрубном аппарате с пустотелыми трубками явилась предметом ряда исследований. [c.290]

При использовании бинарных холодильных агентов имеется возможность получить в обычном парокомпрессорном цикле температуры до мин5"с 70—80 при небольших степенях сжатия (14—20). Используя многокомпонентные смеси и увеличивая регенеративные поверхности, этот цикл можно превратить в однопоточный цикл глубокого охлаждения. Такой цик.л, по мнению А. П. Клименко, может работать на температурном уровне до минус 160° и совмещает термодинамические преимущества каскадного цикла с конструктивной простотой дроссельного регенеративного цикла [54]. Бы.яо показано, что в качестве бинарной холодильно " смеси для установок, работающих на уровне температур около минус 70°, целесообразно применять смесь этана и пропана. Б установках с низким давлением остаточного газа рекомендуется получать холод при помощи детандера, включенного между колонной и предварительным теплообменником. [c.55]

В. Г. Фастовский и Н. В. Петровски [57] указывали, что в методе определяющих пар не учитывается влияние остальных присутствующих компонентов на равновесные соотношения рассматриваемой пары. Но С. В. Львов [13] отмечает, что, поскольку реальный изобарический процесс ректификации протекает при переменной температуре, влияние остальных компонентов на кривую фазового равновесия любой разделяемой пары сводится лишь к установлению определенного перепада температур по высоте колонны. Поэтому уже по значению относительной летучести легко можно найти, по-видимому, незначительную количественную поправку, которая даст возможность рассматривать любую разделяем ю пару компонентов идеалыюх многокомпонентной смеси как идеальную бинарную смесь [13]. [c.60]

Следовательно, среднее значение д будет здесь несколько пным, чем то, при котором эта пара подвергалась бы ректификации, будучи полностью цзо,пнрованпой от остальных компонентов, так как в последнем случае перепад температур был бы иным прп том же давлении. Таким образом, только в зиачении К и заключается та единственная легко находимая количественная поп )авка, чтобы любая разделяемая пара компонентов идеальной многокомпонентной смеси могла рассматриваться как совершенно изолированная идеальная бинарная смесь. Этим самым однозначно доказывается принципиальная возможность, а следовательно, и полезность применения предложеппой предпосылки. [c.205]

Здесь Т с(К)—псевдокритическая температура, найденная по правилу Кэя, т. е. среднемольная критическая температура смеси Гсмтк — среднемольная температура кипения смеси —точка начала кипения смеси при атмосферном давлении [уравнение (VI. 102)] Хь — мольная доля компонента смеси с наиболее низкой температурой лсипвния. Использование уравнений (VI. 105) — (VI. 108) для бинарных смесей трудностей не вызывает для систем же, содержащих три и более компонентов, следует разбить процесс определения Тг и Тр на этапы, как это было сделано для Рс в разделе VI. 28. Например, в случае тройной системы сначала следует рассмотреть смесь, состоящую из двух компонентов с температурами кипения, более высокими, чем у третьего компонента. Для такой бинарной смеси определяются 7"( и Тр, причем состав смеси рассчитывается пропорционально содержанию этих компонентов в основной смеси. Далее бинарная смесь рассматривается как один компонент с критической температурой, равной Г( или Тр (в зависимости от того, какую величину надо определить для тройной смеси). Затем определяется Гс(К) тройной смеси. Величина Хь на первом этапе расчета (для бинарной системы высококипящих компонентов) выражает мольную долю компонента этой бинарной смеси, температура кипения которого ниже при расчете для тройной смеси —это мольная доля наиболее низкокипящего (из всех трех) компонента. Для пояснения изложенного выше приведен пример VI. 8, в котором рассчитываются значения Г и Гр смеси четырех компонентов. Средняя ошибка определения Г при проверке на 22 бинарных системах с 23 составами составила 0,87%, а для Тр (18 бинарных смесей, 104 состава) 0,78%. Для многокомпонентных смесей ошибки несколько выше но, как правило, не превышают 1,5%. [c.395]

В Советском Союзе [1, 2] разработан и экспериментально исследован однопоточный каскадный цикл, в котором в качестве холодильного агента используется бинарная или многокомпонентная смесь газов с различнылш температуралш кипения, например, метан—этан—пропан. Смесь сжимается компрессором и после охлаждения в концевом холодильнике из нее выпадает жидкость, содержащая в основном пропан, имеющий максимальную температуру кипения. Эта смесь используется как хладоагент для получения холода на температурном уровне от —40 до —70° С полученный холод затрачивается на охлаждение смеси и сжижение второго компонента — этана. Выделившаяся прп охлаждении газа жид- [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология