Диаграммы фазовые равновесия жидкость пар

Рис. 4.1. Диаграмма фазового равновесия жидкость — пар в системе жирные кислоты — смоляные кислоты

Разделение жидких смесей на практически чистые компоненты или на фракции различного состава является широко распространенным процессом химической технологии. Разделению подвергаются смеси, состоящие из компонентов с неограниченной и ограниченной взаимной растворимостью, за также взаимно нерастворимых. Как было показано в главе IX, каждому классу этих смесей соответствуют характерные условия равновесия кипящей жидкой фазы и образующихся из нее паров, отображаемые диаграммами фазового равновесия жидкость—пар. [c.500]

Вопрос о влиянии структуры диаграммы фазового равновесия жидкость— пар и процесса открытого испарения при наложении условия химического равновесия не рассматривался в приведенных примерах потому, что это влияние будет наибольшим в условиях мгновенной реакции. [c.207]

Необходимой исходной информацией для работы комплекса является информация о структуре схемы и структурах диаграмм фазовых равновесий жидкость-пар и жидкость-жидкость (если в системе наблюдается явление расслаивания) и химического равновесия. Информация о структуре схемы может вво- [c.181]

Рис. 12.3. Диаграмма фазового равновесия жидкость-пар бинарной смеси Н О- при атмосферном давлении

Графическим выражением этих законов являются широко применяемые в расчетах процесса ректификации диаграммы фазового равновесия жидкость — пар при постоянном давлении (изобары). Абсциссой и ординатой, в таких диаграммах служат стороны квадрата. На рис. 1 представлена такая изобарная кривая фазового равновесия жидкость — пар , соответствующая первому закону, согласно которому содержание легколетучего компонента в парах при равновесии всегда больше, чем в жидкости при всех возможных ее составах, т. е. в пределах содержания легколетучего от О до 100%. Следовательно, [c.7]

Количество рециркулирующей смеси составляет в зависимости от перепада давлений и эффективности аппаратов 15—30%. Выбор того или иного комплекса колонн, работающего в соответствии с принципом перераспределения, возможен лишь при наличии данных о структуре диаграммы фазового равновесия жидкость — пар [c.205]

Структура диаграммы фазового равновесия жидкость-пар ддя системы вода—муравьиная кислота—уксусная кислота представлена на рис. 4.16. В этой системе имеется один бинарный отрицательный азеотроп и один тройной седловой азеотроп, все концентрационное пространство делится на четыре области ректификации. [c.192]

Непрерывная противоточная перегонка в вакууме. Диаграмма фазового равновесия жидкость-пар бинарной смеси представлена на рис. 12.3. Из этой диаграммы видно, что вода и серная кислота образуют азеотропную смесь с максимальной температурой кипения 336,6 °С при атмосферном давлении, содержащую 98,3 % (мае.) Безводная серная кислота кипит при атмосферном давлении при температуре 296,2 °С, вьщеляя пары 80 и превращаясь при этом также в 98,3 %-ный водный раствор. Водные растворы, содержащие менее 70 % (мае.) Щ80 , при нагревании образуют пар, практически не содержащий серной кислоты. Ниже приведены температуры кипения 98 %-ной кислоты при различных остаточных давлениях [c.412]

Мы рассмотрим те принципы, которые являются обшими, т. е. зависят от типа химических реакций и конструктивного оформления аппаратов. К числу таких принципов относятся формирование новой структуры диаграммы фазового равновесия жидкость-пар, расположение и протяженность реакционной зоны противоток реагентов, организация потоков, перемена замыкающего потока, выбор заданных разделений, компактность технологических схем. [c.214]

Одним из важнейших является принцип противотока реагентов, который обеспечивается выбором уровня их подачи в колонну Он необходим для создания наиболее высокой движущей силы химической реакции. Уровень подачи, как правило, определяется концентрационным профилем компонентов по высоте колонны, который, в свою очередь, зависит от структуры диаграммы фазового равновесия жидкость—пар реакционной смеси. При этом летучий компонент подается в нижнюю часть реакци- [c.214]

Для организации профиля концентраций, необходимого для достижения максимальной конверсии реагентов, можно также изменять структуру диаграммы фазового равновесия жидкость-пар за счет как введения новых компонентов, так и изменения давления. [c.216]

Факторы интенсивности часто объединяют под общим названием обобщенных сил [148, 149]. К этим факторам относят магнитную индукцию, поверхностное натяжение, электродвижущую силу, давление, химический потенциал и др. Действие обобщенных сил на гетерогенную систему в общем случае может привести к изменению равновесных соотношений, т. е. к изменению в диаграмме фазового равновесия жидкость — пар. В связи с этим, число методов, которыми можно достичь желаемых изменений в фазовом равновесии, может быть значительно расширено. Наиболее изучено действие на фазовые равновесия давления, проявление которого ощутимо в том случае, когда одна из фаз является паровой [150]. Повышение или понижение [c.187]

Наличие азеотропов существенно расширяет число возможных типов диаграмм фазового равновесия жидкость — пар. Например, для бинарных гомогенных смесей возможны три типа диаграмм (рис. 135). Случай (а) соответствует диаграмме фазового равновесия жидкость — пар зеотропных смесей, а случаи бив охватывают воз- [c.189]

Компонент i является в системе легколетучим, по сравнению с другими индивидуальными компонентами, хотя и может при этом обладать наименьшей или средней температурой кипения (в структуре диаграммы фазового равновесия жидкость—пар ему соответствуют особые точки типа неустойчивый и устойчивый узел и седло [4]). [c.77]

Рис. 2. Бифуркация структур диаграмм фазового равновесия жидкость — пар в системах, образованных водой, н-бутилацетатом и спиртами С1—С5. N+ — устойчивый узел ,

Замена м-пропанола н-бутанолом вызывает бифуркацию вершины, отвечаюшей спирту (Со), с образованием бинарного азеотропа (С1) на стороне спирт — эфир. Структура диаграммы фазового равновесия жидкость— пар системы н-пентанол-1 — вода — н-бутилацетат образуется в результате выхода тройного азеотропа (К ) на сторону вода — эфир с образованием особой точки типа неустойчивый узел (№, ) и превращения седловинной точки на стороне спирт — эфир в особую точку типа седло (Со), соответствующей эфиру. [c.108]

Диаграммы фазового равновесия жидкость — пар в этой системе указывают на отсутствие азеотропных смесей. При 67° С компоненты полностью смешиваются при 75° С область частичной смешиваемости появляется в пределах 0,3—0,5 молярных долей гексафторида урана. Это указывает на существование нижней крити- [c.76]

РИС. 1.2. Определение положения иод на диаграмме фазового равновесия жидкость - пар. [c.10]

Диаграмма фазового равновесия жидкость—пар и ход изотермо-изобар указывают на отсутствие тройного азеотропа. [c.102]

Рис. 5.21. Диаграмма фазового равновесия жидкость — пар системы кислород — озон для нескольких давлений

Рассмотрим возможные типы диаграмм фазового равновесия жидкость — пар для трехкомпонентных смесей. Диаграмма фазового равновесия трехкомпонентной смеси обычно характеризуется или полем изотермо-изобар, т. е. линиями, соединяющими составы жидкой или паровой фазы, которые соответственно имеют при данном давлении одинаковую температуру кипения или конденсации, или дистилляционными линиями. Между первым и вторым типами линий имеется полное соответствие, заключающееся в том, что через каждую точку состава фазы проходит одна изотермо-изобара и одна дистилляционная линия. [c.189]

В первом случае для анализа структур диаграмм фазового равновесия жидкость — пар применимы методы, разработанные для систем, в которых отсутствуют химические реакции. Диаграммы смесей такого типа можно различать по признакам внешнего характера, а именно, по числу азеотропных точек и их расположению в концентрационном симплексе. В работах [29, 30] была предложена соответствующая классификация диаграмм фазового равновесия, основанная на указан . ых нризнакях. [c.192]

Было показано, что особые точки относительно указанных траекторий могут быть или узлами , или седлами различной структуры [30, 33]. Типы диаграмм прннято различать по соотношению особых точек этих типов, расположенных на различных элементах концентрационного симплекса (вершинах, ребрах, гранях и т. д.). Допустимые сочетания особых точек разных типов в диаграмме фазового равновесия жидкость — пар были выявлены методами топологии в независимо выполненных работах [29, 37—40], в которых получены взаимно дополняющие друг друга результаты. [c.193]

Таким образом, особая точка, соответствующая однократно тангенциальному азеотропу, может иметь индексы 1,-1 ил-и 0. Выясним, какие из перечисленных возможностей реализуются в диаграммах фазового равновесия жидкость — пар. Прежде всего, сделаем равноправными граничные и внутренние особые точки концентрационного симплекса. Для этого путем отождествления всех граничных элементов из двух идентичных симплексов размерности т = 1 получим т-мерную сферу. Экватор сферы будет соответствовать всем граничньгм элементам симплексов, причем все граничные точки в этом случае расположены на экваторе и имеют полную окрестность. Если теперь отобразить первоначальный симплекс на сферу, то для каждой внутренней точки симплекса получим две проекции на двух полусферах, разделяемых экватором. Проекции граничных точек будут лежать на экваторе, при этом каждой граничной точке соответствует одна проекция. [c.113]

Изучив структуру диаграммы фазового равновесия жидкость — пар разделяемой смеси и тем самым определив типы и взаимное расположение особых точек, а также ход разделяющих многообразий и число областей ректификации, нетрудно выявить возможные последовательности выделения конечных продуктов ректификации, а, следовательно, и варианты разделения данной смеси. Всю совокупность последовательностей выделения фракций в общем случае можно изобразить единым графом (рис. VIII, 5). Как видно, в случае разделения четырехкомпонентной зеотропной смеси каждый компонент является нераспределенным, т. е. целиком переходит в дистиллят илн кубовый продукт. Данный граф содержит необходимую информацию о возможных вариантах выделения фракций. Анализ этих вариантов с точки зрения чистоты и полноты выделения целевых продуктов в сочетании с технико-экономическими расчетами дает основу для выбора наиболее приемлемого варианта технологической схемы. [c.215]

С учетом основных правил декомпозиции сложных технологических схем ректификации многокомпонентных смесей любая технологическая схема может быть представлена кортежем символов, которые характеризуют комплексы и псевдокомплексы, входящие как части в рассматриваемую схему. Применение того или иного комплекса определяется структурой диаграммы фазового равновесия жидкость — пар в системе, к которой относится разделяемая смесь. Так, например, технологическая схема разделения фракции оксидата прямогонного бензина, рассмотренная ранее, может быть представлена кортежем [c.228]

Большая роль в выборе того или иного типового комплекса на исследуемой стадии ректификации принадлежит теории гомологичных структур диаграмм фазового равновесия жидкость — пар, которая на сегодня еще далека от завершения. Гомологичными будем называть структуры диаграмм смесей, содержащих различное число компонентов, которые последовательным стягиванием в точку ряда вершин переводимы друг в друга. Отметим, что, например, любой элемент симплекса независимо от его размерности может быть стянут в точку, если он не имеет никаких особых точек, кроме своих вершин. В частности, гомологичными структурами будут все структуры диаграмм п-компонентных смесей, у которых имеется один компонент, образующий гетероазеот-ропы с остальными (п — I)-компонентами. Представители этого гомологического ряда структур изображены на рис. VOI, 18 для случая, когда в симплексе, составленном из (га—1) компонентов, нет больше ни одной азеотропной точки. Все диаграммы такого типа объединены общими признаками, перечисленными ниже [140]. [c.229]

Интегральные линии дифференциального уравнения дистилляции называются траекториями дистилляции. Эти траектории в окрестности особой точки имеют своеобразный ход. Установлено, что из всех известных типов хода траекторий в окрестности особых точек в диаграммах фазового равновесия реализуются особые точки только типа узла и седла (рис. 4.7). В первом случае все траектории сходятся в особой точке устойчивый узел) или выходят из нее (неустойчивый узел). Во-втором часть траекторий сходятся к особой точке, часть выходят из нее и часть траекторий имеют в окрестности особой точки гиперболический ход, сначала приближаясь к ней, а потом удаляясь от нее (седло). Таковы закономерности векторного поля равновесных нод ждцкость-пар, которые названы локальными закономерностями диаграмм фазового равновесия жидкость-пар многокомпонентных зеотропных и азеотропных смесей. Естественно поставить вопрос, существуют ли общие закономерности диаграмм такого типа, т. е. существует ли общий закон соотношения в диаграммах различных особых точек [c.175]

Первый строгий алгоритм синтеза структур диаграмм фазового равновесия жидкость-пар приведен в работах Л.А. Серафимова. В качестве инварианта класса эквивалентности фазового портрета использовалось взаимное расположение единичных / -многообразий, т. е. линий поверхностей, расположенных в концентрационном симплексе и обладающих тем свойством, что коэффициент распределения одного из компонентов между фазами равен единице k.=yjx = . Дальнейшее развитие этот алгоритм получил в работах Л.А. Серафимова, Т. М. Кушнер, С.В. Бабич для смесей, содержащих до 10 компонентов и имеющих бинарные и тройные азеотропы. Далее были разработаны Ф.Б. Петлюком, Л.А. Серафимовым алгоритмы для анализа структур диаграмм фазового равновесия с помощью ЭВМ. Составленные В.Я. Киевским и Ф.Б. Петлюком специальные программы позволили проводить синтез диаграмм фазового равновесия для сложных полиазеотропных смесей, содержащих до 40 компонентов и до двухсот азеотропов. [c.178]

Необходимо отметить, что организация НСРРП зависит от типа химических реакций, условий их протекания, структуры диаграммы фазового равновесия жидкость—пар получаемой брутто-смеси, а также от типа катализатора, его вида и состояния. [c.208]

Значения 2 для диаграмм фазового равновесия жидкость — пар по классификации Гурикова [c.218]

Кроме того, рассмотрена связь структур диаграмм этого ряда. Поскольку диаграммы тройных систем [2, 3] являются грубыми устойчивыми структурами (т. е. устойчивыми в определенном диапазоне изменения интенсивных параметров), то они могут быть связаны в единое целое с образованием цепи структур (рис. 2). При этом в качестве бифуркационного фактора можно взять изменение числа групп СНг в молекуле спирта. Если за исходную взять структуру диаграммы фазового равновеоия жидкость — пар системы метанол— ода — н-бутилацетат, то путем последовательных бифуркаций мы придем к структуре диаграмм фазового равновесия жидкость —пар системы н-пентанол-1 — [c.107]

Балашов М. И., Серафимов Л. А. Анализ совмещенного реакционноректификационного процесса гидролиза метилацетата на основе исследования структуры диаграммы фазового равновесия жидкость пар реакционной смеси // Физико-химические основы ректификации. — М., 1970. — С. 240—251. [c.118]

Теоретической базой синтеза технологических схем разделения служит термодинамико-топологический анализ диаграмм фазового равновесия жидкость-пар [46, 368]. Из всех разновидностей технологических схем процессов азеотропного разделения смесей можно вьщелить типовые схемы установок азеотропной ректификации в зависимости от образования гомо- или гетероазеотропов. [c.140]

Структура диаграммы фазового равновесия жидкость — пар смеси анизол — фенол — о-крезол при остаточном давлении 100 мм рт. ст. указывает на зеотропность смеси. [c.94]

Выбор технологической схемы ректификации многокомпонентной неидеальноЯ сиеси основан на определении структуры диаграммы фазового равновесия жидкость-пар разделяемой смеси [1,2]. При наличии надежного математического описания равновесия фазовая диаграмма может быть получена расчетным способом на ЭЦВИ В качестве такого описания предпочтительно применять уравнение Вильсона, хорошо описывающее опытные данные для многокомпонентных систем по данным бинарных смесей [3 - 6]. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология