Разделение жидких систем ректификацией

Выделение, очистка и разделение веществ сорбционными методами может быть осуществлено в виде статического процесса, когда в системе устанавливается равновесие между растворенным веществом на взвешенном в растворе адсорбенте, и в виде динамического процесса или процесса, осуществляемого в сорбционных колонках. Оба метода широко применяются для аналитического и препаративного разделения и выделения антибиотиков, а также в производстве последних. Наиболее известным процессом первого типа является адсорбция стрептомицина из культуральной жидкости на активированном угле. Ко второму типу относится распространенный процесс сорбции того же антибиотика на карбоксильных смолах. В настоящее время процессы первого типа ( статические ) в подавляющем большинстве случаев уступают место колоночным процессам. Это объясняется рядом причин, из которых две Являются решающими, а именно увеличением емкости сорбции веществ при переходе от статического процесса к динамическому [1] и возможностью значительного усиления разделяющей способности сорбционного метода при переходе к динамическому процессу. Эффективность последнего равна эффективности серии сорбционных одноактных процессов, повторенных сотни, а иногда и многие тысячи раз, подобно тому как метод ректификации разделения жидких смесей значительно более эффективен по сравнению с простой перегонкой. [c.54]

Точный термодинамический - расчет ректификации нефтяных смесей представляет довольно сложную вычислительную задачу из-за сложности технологических схем разделения, используемых в промышленности, большого числа тарелок в аппаратах, применения водяного пара или другого инертного агента, из-за необходимое дискретизации нефтяных смесей на большое число условны компонентов и вследствие нелинейного характера зависимости констант фазового равновесия компонентов и энтальпий потоков от температуры, давления и состава паровой и жидкой ф 1з, особенно для неидеальных смесей. Таким образом, основная сложность расчета ректификации нефтяных смесей заключается в высокой размерности общей системы нелинейных уравнений. В связи с этим для разработки надежного алгоритма расчета целесообразно понизить размерность общей системы уравнений, представив непрерывную смесь, состоящей из ограниченного числа условных [c.89]

В системах твердое тело — газ (пар) протекают процессы адсорбции (избирательного поглощения твердым веществом — адсорбентом одного или нескольких компонентов газовой, паровой или парогазовой смеси) и десорбции (выделения адсорбированных веществ из твердых тел), а также процессы сушки твердых материалов. В системах твердое тело — жидкость осуществляются процессы получения растворов твердых веществ, кристаллизации из растворов и расплавов, избирательного поглощения твердыми телами (адсорбентами или ионитами) отдельных компонентов из растворов (адсорбция, ионный обмен), выщелачивания или экстрагирования растворимых веществ из твердых тел и промывки осадков, получаемых в процессах разделения суспензий. Для систем жидкость — жидкость характерны процессы разделения жидких смесей путем избирательного растворения отдельных компонентов селективными растворителями, ограниченно смешивающимися с исходным раствором (жидкостная экстракция), а для систем жидкость — газ — процессы разделения газовых смесей путем избирательного поглощения из них одного или нескольких компонентов селективными растворителями (абсорбция) и противоположные процессы выделения растворенных в жидкости газов (десорбция). Наконец, в системах жидкость —пар проводятся процессы разделения жидких смесей (дистилляция и ректификация). [c.402]

Одним из возможных способов разделения такой системы является напрашивающееся решение отделить в отстойнике жидкие фазы сырья и только потом проводить ректификацию каждого слоя в соответствующем колонном аппарате. [c.266]

При построении математической модели процесса разделения многокомпонентной смеси методом ректификации поступают так же, как при описании состояния равновесия в паро-жидкостной системе (см. гл. V) из уравнений материальных балансов по отдельным компонентам находят состав жидкой фазы, Х , а уравнения равновесия используют для определения состава пара, -У и температуры Т на тарелке. [c.160]

Выбор метода разделения жидких или газообразных смесей па почти чистые индивидуальные компоненты в большинстве случаев определяется необходимыми размерами капиталовложений и эксплуатационных расходов. Во многих случаях в качестве удобного и практически легко осуществляемого метода для такого разделения можно применять ректификацию. Однако некоторые системы не удается разделить на индивидуальные компоненты, не прибегая к каким-либо специальным методам. Обычно в качестве критерия для оценки легкости разделения компонентов ректификацией принимают так называемую относительную летучесть. В простой бинарной системе относительная летучесть компонента 1 по отношению к компоненту 2 выражается зависимостью [c.102]

Энергетические затраты представляют собой вторую по значимости статью в себестоимости продукции. Она складывается главным образом из расхода тепловой и электрической энергии (работа насосов и компрессоров, нагревание и охлаждение потоков, испарение жидких веществ, ректификация и др.). В отличие от материальных энергетические затраты имеют место в основном на стадиях подготовки сырья и разделения продуктов. Важным элементом их экономии является рациональная система утилизации энергии. [c.359]

В работе также изучены теоретические основы разделения данной системы методом экстрактивной ректификации с применением воды в качестве разделяющего агента. По сравнению с другими разделяющими агентами (этиленгликоль, этилцеллозольв и др.) вода по ряду причин лучше отвечает требованиям, предъявляемым к разделяющему агенту, в случае разделения азеотропа метилацетат — метанол. В отечественной литературе отсутствуют данные по изучению фазового равновесия системы метилацетат — метанол — вода. В зарубежной литературе имеются две работы [2, 3], посвященные изучению равновесия этой системы. Но в этих работах составы равновесного пара определены для жидких смесей, бессистемно расположенных в треугольнике концентраций, что значительно затрудняет обработку данных. Для экстрактивной ректификации больший интерес представляют равновесные данные, полученные для составов растворов, лежащих на линиях постоянного содержания одного из компонентов. [c.49]

Процессы азеотропической перегонки применяются не только для разделения однородных в жидкой фазе азеотропов, но и для разделения систем компонентов с очень близкими точками кипения, ректификация которых обычными методами, вследствие близости коэффициента относительно летучести к единице, оказывается весьма затруднительной. В этом случае третий компонент должен образовать с одним из компонентов системы гомогенный или гетерогенный азеотроп, кипящий при более низкой температуре, чем низкокипящий компонент исходной бинарной системы, и играющий роль верхнего продукта фракционирующей колонны. [c.138]

Одноколонные ректификационные системы с несколькими сырьевыми потоками легко реализуются при разделении углеводородных газов по одной из схем, изображенных на рис. П-1 [8]. По схеме на рис. П-1, а сырье после теплообменника делится на два потока, которые затем дросселируются, один из потоков после дросселя поступает в колонну, а другой проходит теплообменник и поступает также в колонну на более низкий уровень по сравнению с первым потоком. По схеме на рис. П-1, б сырье проходит теплообменник и охлаждается обратным потоком жидкости, выходящего из сепаратора, дросселируется и затем делится на паровую и жидкую фазы в сепараторе. Паровая и жидкая фазы дросселируются до рабочего давления колонны и раздельными потоками подаются на ректификацию. Применение таких схем при разделении легких углеводородов позволяет на 30—50% сократить требуемые флегмовые числа, значительно уменьшив тем самым расход дорогих хладоагентов. [c.106]

При рассмотрении постепенной перегонки было указано, что в этом периодическом процессе чистый НКК системы может получаться лишь с последним пузырьком конденсирующегося пара, а чистый ВКК — лишь с последней каплей перегоняющейся жидкости. Совмещение периодического процесса постепенной перегонки жидких систем с ректификацией выделяющихся паров позволяет обойти эти трудности и получить целевые продукты разделения в конечных количествах и с практической чистотой, иногда близкой к 100%. [c.219]

Ректификация однородной в жидкой фазе системы частично растворимых компонентов, образующих постоянно кипящие смеси с минимумом точки кипения, может быть осуществлена и в одной ректификационной колонне, если растворимости компонентов с понижением температуры настолько заметно уменьшаются, что путем равновесного разделения в отстойнике сконденсированных дестиллатных паров, представляется возможным получение одного из компонентов с практически приемлемой степенью чистоты. Примером такого рода системы может служить раствор бутанол—вода" (см. "фиг. 14) нли фурфурол—вода . [c.84]

Если азеотроп относится к категории неоднородных в жидкой фазе, то после конденсации и охлаждения дестиллатных паров, он расслаивается на два слоя, из которых один, более богатый третьим компонентом, возвращается обратно в перегонную систему, а другой представляет собой либо практически чистый низкокипящи компонент системы либо же подвергается дополнительному разделению для получения достаточной степени чистоты. Так, например, вода и уксусная кислота не образуют азеотропа, но их температуры кипения различаются всего на 18 С, так что обычная ректификация этой системы представляет известные трудности, благодаря небольшой величине коэффициента обогащения. [c.138]

TOB — химических веществ, наличие которых необходимо и достаточно для характеристики составов и свойств каждой фазы. Так, при разделении нефти перегонкой или ректификацией система состоит из двух фаз — паровой и жидкой. При этом каждая фаза может включать десятки (узкие бензиновые фракции, газообразные продукты) и сотни (исходная нефть, мазут и др.) компонентов. [c.230]

Процессы ректификации под давлением осуществляются для разделения смесей, которые при атмосферном давлении газообразны. С повышением давления составы равновесных паровой и жидкой фаз сближаются, а температурный интервал равновесного существования данной парожидкостной системы сдвигается в область более высоких температур. Уменьшение разности концентраций компонентов в равновесных фазах приводит к увеличению числа контактных ступеней, обеспечивающих заданное разделение. С повышением давления в колонне возможно такое возрастание температуры в кипятильнике, при котором насыщенный водяной пар применять нельзя. В этом случае используются высо- [c.274]

Так, например, математическое моделирование и расчет разделения многокомпонентных азеотропных и химически взаимодействующих смесей методом ректификации сопряжены с определенными вычислительными трудностями, вытекающими из необходимости рещения системы нелинейных уравнений больщой размерности. Наличие химических превращений в многофазных системах при ректификационном разделении подобных смесей приводит к необходимости совместного учета условий фазового и химического равновесий, что значительно усложняет задачу расчета. При этом основная схема решения подзадачи расчета фазового и химического равновесия предусматривает представление химического равновесия в одной фазе и соотнесения химически равновесных составов в одной фазе с составами других фаз с помощью условий фазового равновесия. Для парожидкостных реакций можно выразить химическое равновесия в паровой фазе и связать составы равновесных фаз с помощью уравнения однократного испарения. Для реакций в системах жидкость-жидкость целесообразнее выразить химическое равновесие в той фазе, в которой содержатся более высокие концентрации реагентов. Для химически взаимодействующих систем с двумя жидкими и одной паровой фазой выражают химическое равновесия в одной из жидких фаз и дополняют его условиями фазовых равновесий и материального баланса. Образующаяся система уравнений имеет вид [c.73]

Компрессия и конденсация — процессы сжатия газа компрессорами и охлаждения его в холодильниках с образованием двухфазной системы газа и жидкости. С повышением давления и понижением температуры выход жидкой фазы возрастает, причем сконденсировавшиеся углеводороды облегчают переход легких компонентов в жидкое состояние, растворяя их. Обычно применяют многоступенчатые (2-, 3- и более) системы компрессии и охлаждения, используя в качестве хладоагентов воду, воздух, испаряющиеся аммиак, пропан или этан. Разделение сжатых и охлажденных газов осуществляют в газосепараторах, откуда конденсат и газ направляют на дальнейшее фракционирование методами ректификации или абсорбции. [c.149]

Основой теории и расчета ректификационных аппаратов является учение о фазовом равновесии. В процессе ректификации имеется двухфазная система, состоящая из паровой и жидкой фаз. Системы, рассматриваемые нами, могут содержать два и более компонентов, разделение которых является целью процесса ректификации. [c.13]

В химической технологии значительно чаще подвергаются ректификации неидеальные многокомпонентные жидкие смеси. В этих случаях условие фазового равновесия системы редко поддается точному аналитическому описанию. Процесс ректификации и методика его теоретического расчета еще больше усложняются, когда компоненты разделяемых смесей образуют бинарные и тройные гомо- и гетероазеотропы. Ниже мы ограничимся рассмотрением ректификации смесей, все компоненты которых присутствуют в дистилляте и кубовом остатке, не образуя азеотропов процессы разделения более сложных смесей являются предметом специальных курсов. [c.551]

Экстракция в системе жидкость — жидкость является одним из методов разделения смесей жидких продуктов. Сущность его заключается в обработке разделяемой смеси другой жидкостью, хорошо растворяющей извлекаемый компонент и практически не растворяющей остальные компоненты смеси. Из полученного экстракта извлеченное вещество обычно выделяют методом ректификации. Метод экстракции часто используют в тех случаях, когда, вследствие образования азеотропных смесей или неустойчивости некоторых продуктов при температуре кипения, нельзя применить метод ректификации. Кроме того, метод экстракции иногда оказывается наиболее эффективным, например, когда концентрация извлекаемого вещества в смеси мала. [c.291]

Цель расчета процесса ректификации и состоит в том, чтобы на основе количественного анализа явлений, имеющихся на ступенях контакта, установить для каждой из них степень обогащения паровой фазы легким компонентом, а жидкой фазы—тяжелым компонентом системы и таким образом получить основание для суждения о том, сколько понадобится ступеней контакта для предполагаемого разделения. [c.185]

Из тех же соображений, что и в случае постепенного и однократного испарения гетерогенной жидкой системы, разделенной на два слоя, ее ввод в ректификационную колонну в двухфазном жидком или трехфазном парожидком состоянии лишен всякого практического смысла, ибо при неизменных температурах и составах фаз ни о каком их обогащении тем или иным компонентом не может быть и речи. Поэтому напрашивается решение разделить в отстойнике оба слоя и их ректификацию проводить отдельно в различных колонных аппаратах, ибо каждый слой, перегоняемый отдельно, характеризуется уже двумя степенями свободы. В ходе его испарения меняются и температура, и составы фаз, и поэтому вполне возможен процесс обогащения фаз в ходе их контактирования, сопровождаемого теплообменом и взаимодиффузией. Это напрашивающееся решениедля рассматриваемого случая является к тому же и достаточным и дает установку в вопросе выбора технологической схемы оформления процесса. [c.70]

Ректификация (англ. гек1111са11оп от позднелат. гесШ1са1о — выпрямление, исправление) — физический процесс разделения жидких смесей взаимно растворимых компонентов, различающихся температурами кипения. Процесс ректификации широко используется в нефтегазопереработке, химической, нефтехимической, пищевой, кислородной и других отраслях промышленности. Процесс основан на том, что в условиях равновесия системы пар — жидкость паровая фаза содержит больше низкокипящих компонентов, а жидкая — больше высококипящих компонентов. Соотношение между мольными концентрациями /-го компонента в паре (у,) и жидкости (х,) определяется законами Рауля и Дальтона у,/х, = Р,/т1 = где Р, — давление насыщенных паров компонента, зависящее от температуры п — давление в системе К, — константа фазового равновесия или коэффициент распределения компонента между паром и жидкостью. [c.152]

Экстракцией называется процесс разделения жидких и твердых смесей путем избирательного растворения одного или нескольких компонентов в жидкостях, называемых в дальнейшем экстрагентами. Движуш,ей силой перехода (диффузии) компонентов из исходных смесей в экстрагенты является разность концентраций в обеих средах. Как и в других процессах массообмена (абсорбция, ректификация), этот переход прекращ,ается по достижении равновесного состояния системы. Таким образом, независимо от агрегатного состояния исходной смеси процесс экстракции базируется на законах диффузии и равновесного распределения переходяш,их компонентов между двумя фазами (жидкость—жидкость, твердое вещ,ество—жидкость). Однако теоретическое описание, методы инженерного расчета и аппаратурное оформление процессов экстракции из жидких и твердых исходных смесей различны, поэтому они ниже рассматриваются отдельно. [c.560]

Основной задачей при переработке нафталиновой фракции является извлечеш1е ма1<сима, 1ьиого количества нафталина, что достигается либо кристаллизацией фракции с последующим механическим разделением гетерогенной системы на твердую фазу — нафталин и жидкую— масло с получением прессованного нафталина (рис. 24), либо выделением нафталина из нафталнно- вой фракции путем ректификации. [c.93]

Совмещение процесса простой перегонки с ректификацией выделяющихся паров позволяет обойти эти трудности и получить целевые продукты разделения в конечном количестве и с практической чистотой, как угодно близкой к 100%. С этой целью над перегонным кубом, в который загружается исходная жидкая система, устанавливается укрепляющая колонна, специально предназначенная для ректификации отгоняемых паров, поднимающихся из куба (фиг. 104). Пары с верхней тарелки колонны отводятся в парциальный конденсатор, где образуется поток орошения, стекающий обратно в колонну и создающий условия для контакта фаз и барботажа на тарелках. В ходе перегонки жидкости, загруженной в куб, ее состав и состав паров, поступающих в колонну, непрерывно утяжеляются прогрессивно выделяющимся низкокипящим компонентом. Тем не менее вполне возможно в течение длительного периода перегонки получать с верха укрепляющей колонны дестиллат постоянного состава, отвечающий практически чистому низкокипящему компоненту. Достигается этот важный результат непрерывным изменением, в частности увеличением, количества тепла, отнимаемого в конденсаторе колонны, или, иначе говоря, непрерывным увеличением количества орошения, пода- [c.362]

Перераспределение в потомстве генетич, материала родителей, приводящее к наследств, комбинативной изменчивости живых организмов. Универсальный биол. механизм, свойственный всем живым системам — от вирусов до высших растений, животных и человека. Л. А. Яновская. РЕКТИФИКАЦИЯ, разделение жидких смесей на практически чистые компоненты или фракции, отличающиеся т-рами кипения. Для Р. обычно используют колонные аппараты, осуществляя многократный контакт между потоками жидкой и паровой фаз. Движущая сила Р.— разность между фактич. и равновесными концентрациями компонентов в паровой фазе, отвечающими данному составу жидкой фазы. Паро-жидкостная система стремится к достижению равновесного состояния, в результате чего пар при контакте с жидкостью обогащается дегколетучими компонентами (ЛЛК), а жидкость — труднолетучими. Т. к. жидкость и пар движутся навстречу друг дру , при достаточной высоте колонны в ее верхней части м. о. получен почти чистый ЛЛК. [c.504]

Вне зависимости от того, трудным или легким является разделение жидких смесей, ректификационное оборудование обычно конструируется для каждого частного случая с учетом новейщих достижений. Обеспечение чистоты продуктов разгонки во многом зависит от системы автоматического управления ректификацией. Регулированию подлежат состав, температура, давление и уровень. Эти характеристики обеспечивают высокую чистоту продукта. Бывают системы, регулирующие производительность и экономику процесса, но, как правило, главное — состав продукта. [c.483]

Переходной ступенью от теории ректификации бинарных 1)астворов к теории многокомпонентных систем является рассмотрение тройных смесей, часто встречающихся в нефтехимической технологии. При наличии данных но парожидкостному равновесию состояние тройных смесей поддается наглядному графическому представлению в системе трилинейных координат, а принятие некоторых упрощающих допущений позволяет проводить удобный графический расчет ректификации таких смесей. Исследование же процесса разделения тройных систем является основой для ностроения теории процессов азеотропной и экстрактивной ректификации, в которых разделение гомогенного в жидкой фазе азеотропа пли трудно разделимого бинарного раствора осуществляется путем добавления к системе третьего компонента. [c.247]

Принципиальная возможность расчета и перспективность использования азеотропно-экстрактивной ректификации была показана в работе [481, где предложена и схема алгоритма, основанная на методике релаксации. Однако основная задача состоит в разработке эффективной процедуры решения системы уравнений материального баланса, поскольку, обладая устойчивой сходимостью, метод релаксации весьма времеемок. Позднее был предложен комбинированный метод, основанный на методах релаксации и трехдиагональной матрицы [791. Другим подходом является использование метода Ньютона—Рафсона для решения системы уравнений материального баланса [801. И все же в виду сложности задачи основное внимание до сих пор уделяется разработке алгоритмов сведения материального баланса при отборе одной из фаз со ступени разделения или расслаивании целевых продуктов в гравитационных декантаторах. Но этим не исчерпываются особенности ректификации с расслаиванием жидких фаз. Большие возможности этого процесса заключаются в перераспределении потоков отдельных фаз внутри колонны на специальных устройствах [811 для создания необходимого температурного режима, а также изменения условий протекания процесса. [c.355]

Согласно правилу фаз Гиббса, двухфазная система, состоящая из двух компонентов с неограниченной взаимной растворимостью, может быть обогащена ректификацией в отличие от трехфазной системы, содержащей два взаимно нерастворимых компонента (см. рис. 29 а—г). С другой стороны, известно, что трехкомпонентная система с ограниченной взаимной растворимостью компонентов, т. е. система с двумя жидкими фазами и одной паровой фазой, может быть разделена ректификацией. Типичный пример такого процесса разделения — получение абсолютного спирта азеотропной ректификацией с бензолом. [c.294]

Диаметры ректификационных колонн для разделения многокомпонентных смесей определяют из тех же соображений, что и колонн для бинарной ректификации (ем. разд. 3.2.4), Наиболее надежный способ расчета рабочей высоты колонны — использование опытных данных по эффективности тарелок или по значениям ВЭТС (для на-садочных колонн), полученных для систем с близкими свойствами. При отсутствии таких данных можно использовать результаты расчета бинарной ректификации для отдельных пар компонентов, входящих в состав многокомпонентной системы, В частности, для оценки среднего коэффициента полезного действия ступени можно использовать график (см. рис. 3,9) для ключевых компонентов. Считают [И], что эффективность ступени BbiLue для компонентов, обладаюн1ИХ большей летучестью. Применение данных по бинарной ректификации к многокомпонентной является более надежным в тех случаях, когда существенная доля сопротивления массопереносу сосредоточена в жидкой фазе. [c.144]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология