Эффективность разделяющих агентов

Центральной проблемой азеотропной и экстрактивной ректификаций является изыскание эффективных разделяющих агентов. Прежде чем приступить к рассмотрению, методов их выбора, необходимо выявить закономерности, определяющие предъявляемые к ним требования. [c.36]

Сравнение температур кипения эквимолекулярных смесей дает возможность лишь качественно оценить степень неидеальности бинарных систем, образованных компонентами заданной смеси и предполагаемым разделяющим агентом. Для количественного определения эффективности разделяющих агентов по температурам кипения Херингтоном [34] было предложено следующее приближенное уравнение для определения среднего значения Ор при атмосферном давлении [c.49]

Как видно из табл. 4, средняя погрешность вычислений составляет около 5%, хотя отдельные точки и расходятся примерно на 20%. Приведенное сопоставление показывает возможность использования уравнений (130, 134 и 135) для приближенной оценки эффективности разделяющего агента. [c.53]

Из изложенного следует, что в качестве разделяющих агентов следует применять минеральные вещества, обладающие меньшей растворимостью в отгоняемом компоненте, чем в компонентах, остающихся в виде кубовой жидкости. Поскольку эффективность разделяющего агента возрастает с увеличением его концентрации, наиболее успешно минеральные разделяющие агенты могут применяться для выделения веществ из разбавленных растворов, в которых можно легко обеспечить достаточно высокую концентрацию минерального вещества. При разделении растворов с высокой концентрацией компонента, подлежащего отгонке, это требование может быть обеспечено лишь при использовании минеральных веществ, хорошо растворимых не только в компоненте, отбираемом в виде кубовой жидкости, но и в отгоняемом. [c.70]

Мерой отклонения от идеального поведения являются коэффициенты активности, изменение отношения которых характеризует эффективность разделяющих агентов, применяемых как в процессах экстрактивной, так и в процессах азеотропной ректификации. [c.268]

При разработке и проведении процессов разделения веществ, образующих азеотропные или близкокипящие смеси, часто необходимо подобрать эффективный разделяющий агент, растворитель или абсорбент. Вопросам выбора разделяющих агентов и растворителей посвящено большое число работ. Тем не менее, в настоящее время не возможна точная теоретическая оценка эффективности разделяющих агентов в различных технологических процессах, а методы, основанные на непосредственных экспериментальных исследованиях, являются трудоемкими и зачастую трудно реализуемыми в лабораторных условиях. Однако, несмотря на большое разнообразие подходов при выборе разделяющих агентов, все они в той или иной степени нуждаются в дополнительных экспериментальных исследованиях. Поэтому перспективными следует считать полуэмпирические методы [c.27]

Определение разности между температурами кипения, специально приготовленных эталонных смесей позволяет быстро оценить эффективность разделяющего агента. Для этого смешивают в равных объемах каждый из разделяемых компонентов с предполагаемым разделяющим агентом и опытным путем определяют температуры кипения обеих полученных смесей. Затем эти температуры вычисляют, исходя из мольных концентрации компонентов, при этом предполагают линейную зависимость температуры от состава. Наконец, вычисляют разность температур кипения полученных смесей, при этом используют как экспериментальные, так и расчетные значения температур кипения. Если найденная из опыта разность температур кипения смесей значительно превышает расчетную, то разделяющий агент считают пригодным [35]. [c.317]

В промышленности и исследовательской практике часто встречается задача разделения сложных смесей, компоненты которых образуют азеотропы. Наиболее распространенными и успешно применяемыми в настояш,ее время методами разделения азеотропных смесей являются экстрактивная и азеотропная ректификация и жидкостная экстракция. Эти методы предусматривают ведение процесса разделения заданной смеси в присутствии специально подобранных веш еств, называемых для случая экстрактивной и азеотропной ректификации разделяющими агентами, а для случая экстракции — экстрагентами. Действие этих веществ заключается в изменении распределения компонентов первоначально заданной смеси между фазами в желаемом направлении (экстрактивная и азеотропная ректификация) или в создании, наряду с имеющимися, новой фазы, в которую переходит экстрагируемое вещество (жидкостная экстракция). Главной проблемой, связанной с применением этих методов, является выбор эффективных разделяющих агентов или экстрагентов, обладающих определенными специфическими свойствами. Здесь появляется возможность изменять равновесные концентрации и, следовательно, подобрать наиболее благоприятные условия разделения заданной смеси. Разумеется, это не освобождает нас от необходимости совершенствования аппаратурного оформления таких процессов, что позволяет наиболее эффективно использовать различие в составах равновесных фаз. Однако определяющим фактором рассматриваемых процессов разделения все же являются условия фазового равновесия, возникающие после прибавления новых веществ к заданной смеси. Все это и определяет одно из важнейших требований к разделяющим агентам и экстрагентам, а именно, эффективность действия в преобразовании фазовых соотношений. Кроме этого, вводимое в разделяемую смесь новое вещество должно также удовлетворять следующим требованиям [c.186]

Величину 5 акс удобно использовать для сравнения селективности различных растворителей в процессах экстракции, абсорбции, экстрактивной и азеотропной ректификации. Так, в табл. 5.2 приведены значения селективности ряда наиболее эффективных разделяющих агентов, применяющихся в промышленности, по отношению к системе гексан — бензол. [c.68]

Очевидно, эффективный разделяющий агент должен содержать заместители, вносящие большой вклад в энергию взаимодействия с ароматическими углеводородами и малый вклад, в А(3и (в величину силового поля молекулы). [c.31]

Для предельных концентрации приближенное соотношение становится строгим. Этот достаточно простой вывод подтверждает требование о необходимости больного сродства (вплоть до химического взаимодействия) эффективного разделяющего агента к микропримеси по сравнению с очищаемым веществом. Влияние концентрации разделяющего агента представлено здесь в неявном виде. [c.259]

Разделение парафина и толуола осуществляется в колонне, из которой практически чистый толуол получают в виде кубового продукта. В работающей колонне содержание метанола изменяется вверх по колонне (начиная от следов его в кубе) в сторону увеличения, так как коэффициенты активности метанола по сравнению с коэффициентами активности толуола очень велики. Через несколько тарелок от низа колонны концентрация метанола достигает такой большой величины в жидкой фазе, что он становится теперь эффективным разделяющим агентом он увеличивает относительную летучесть парафина по отношению к толуолу приблизительно до 1,7, в результате чего повышается концентрация парафина (от следовых количеств) и уменьшается концентрация толуола. Такие условия сохраняются до тех пор, пока верхний продукт будет содержать только [c.374]

Высокая эффективность смешанного экстрагента ТЭГ - сульфолан обусловлена отсутствием ассоциации молекул компонентов этой системы, как установлено калориметрическими исследованиями [115]. Как известно, слабо ассоциированные растворители - более эффективные разделяющие агенты по сравнению с ассоциированными за счет образования межмолекулярных водородных связей [16]. Кроме того, проявление положительных отклонений от закона Рауля в системе ТЭГ - сульфолан облегчает регенерацию смешанного экстрагента из экстрактной фазы, а практически одинаковые температуры кипения способствуют сохранению постоянства состава экстрагента. [c.25]

Основным вопросом азеотропной ректификации является выбор эффективных разделяющих агентов. [c.100]

Сделанные заключения об эффективности разделяющих агентов в значительной мере применимы также к изомерам и ближайшим гомологам этих веществ. Так, практически равной эффективностью с ацетонитрилом обладает пропионитрил, с ДМФА —Л , Л -диметилацетамид или Л -метилформамид и т. д. [c.225]

В заключение необходимо остановиться на допущениях, лежащих в основе приближенного уравнения (126). Легко видеть, что влияние указанных выше двух факторов, определяющих механизм действия разделяющих агентов, должно проявляться во всех системах. Несоблюдение допущений может привести лишь к отклонению истинных значений коэффициентов относительной летучести, а также величин, характеризующих каждый из этих факторов, от значений, вытекающих из уравнения (126). Принимая во внимание приближенный характер уравнений (126) и (128), они могут быть использованы лишь для ориентировочной количественной оценки эффективности разделяющих агентов. Возможность такого использования этих уравнений вытекает из сопоставления расчетов по уравнению (126) с экспериментальными данными для ряда трехкомпонентных систем [16—18]. [c.43]

Из уравнения (132) видно, что наиболее эффективным разделяющим агентом является тот, который при одинаковом значении Хр дает наибольшее значение (А7 2р —А7 1р)/Г- [c.47]

Для оценки применимости уравнений (137) и (138) в табл. 4 приводится сопоставление опытных и расчетных значений р для ряда систем. Как видно из табл. 4, среднее расхождение этих значений составляет около 5%, хотя отдельные точки и различаются примерно на 20%. Приведенное сопоставление показывает возможность использования уравнений (133), (137) и (138) для приближенной оценки эффективности разделяющего агента. [c.50]

В тех случаях, когда основной компонент комбинированного разделяющего агента полностью смешивается со всеми веществами, подлежащими разделению, или область ограниченной взаимной растворимости с некоторыми из них мала, добавка к нему компонента с малой растворимостью в указанных веществах, например воды, повышает эффективность разделяющего агента в области высоких концентраций, обычно применяемых в процессах экстрактивной ректификации. Если же взаимная растворимость основного компонента разделяющего агента и веществ, образующих заданную смесь, относительно мала, то добавка к нему компонента с еще меньшей растворимостью с указанными веществами нецелесообразна. у [c.99]

Для выбора и предварительной оценки эффективности разделяющих агентов всегда желательно определить методом газожидкостной хроматографии коэффициенты относительной летучести для разбавленных растворов компонентов заданной смеси в разделяющем агенте. Методика такого определения была описана выше. [c.101]

Легко видеть, что величина (ар)ср/ ср является мерой эффективности разделяющего агента, [c.560]

Из этого выражения следует, что если коэффициенты активности компонентов отличаются от единицы, то давление пара системы будет выше или ниже соответствующей величины для идеальной системы. Отсюда вытекает возможность сравнительной оценки эффективности разделяющих агентов путем сопоставления температур кипения смесей. [c.568]

В ряде работ описываются способы количественной оценки эффективности разделяющих агентов по данным о температурах кипения смесей. Например, Херингтоном было предложено следующее приближенное уравнение для определения значения (ар)ср при атмосферном давлении [c.568]

С помощью методов ГЖХ и калориметрии накоплен большой объем экспериментальных данных о термодинамике растворов углеводородов в селективных растворителях. Анализ информации об избыточных термодинамических функциях смешения, установление закономерностей, связывающих селективность с химическим строением растворителей и разделяемых углеводородов, позволит облегчить обоснованный выбор эффективных разделяющих агентов и ключевых, наиболее трудно разделяемых пар углеводородов. [c.52]

Трудности поиска эффективных разделяющих агентов состоят в том, что, как было показано на примере разделения системы пентан -1-пентен, селективность и растворяющая способность-свойства антибатные [145]. В связи с этим были сделаны выводы нет функциональной группы, существенно более эффективной, чем какая-либо другая группа, не существует оптимального положения заместителей в молекуле соединения и, следовательно, нет растворителя или группы растворителей, которые могли бы быть рекомендованы как особенно эффективные разделяющие агенты. Как будет показано далее, выводы эти излишне категоричны в действительности, эффективность растворителей существенно зависит и от характера функциональных групп, и от их взаимного расположения в молекуле растворителя. [c.73]

Центральной (проблемой, связанной с применением методов азеотропной и экстрактивной ректификации, является выбор эффективных разделяющих агентов. Их действие заключается в из1менении распределения (компонентов заданной смеси между [c.3]

Из уравнения (129) видно, что наиболее эффективным разделяющим агентом является тот, который при одинаковом значении л рдает наибольшее значение (АГгр —А7 1р)/7 . [c.49]

Если система, подлежащая разделению, Олизка к идеальной, то величина Ор мало изменяется с изменением относительной концентрации исходных компонентов. В этом случае для оценки эффективности разделяющего агента можно руководствоваться величиной, вычисленной по уравнению (130). Если же система, подлежащая разделению, сильно отклоняется от закона Рауля, то величина Ор при х1 хч=, определяемая уравнением [c.52]

В учебном пособии рассмотрена роль основных видов межмолекулярных взаимодействий в растворах неэлектролитов, методы экспериментального определения и расчета величин коэффициентов активности компонентов неидеальных систем. Изложены результаты исследований автора с сотрудниками, касающиеся зависимости селективности растворителей по отношению к углеводородным системам от химического строения растворителей. Установленные закономерности облегчают обоснованный выбор эффективных разделяющих агентов в процессах экстракции, абсорбции, экстрактивной и азео-тропной ректификации, которые широко используются в промышленности для выделения ароматических, ацетиленовых, MOHO- и диолефиновых углеводородов из смесей с насыщенными углеводородами. [c.2]

Опубликованные монографии посвящены конкретным процессам разделения смесей (Коган В. Б. Азеотропная и экстрактивная ректификация. Л. Химия, 1971 Трейбал Р. Жидкостная экстракция. М. Химия, 1966 РаммВ.М. Абсорбция газов. М. Химия, 1976). Авторы данной книги ограничились вопросами разделения только углеводородных систем с помощью селективных растворителей, уделив основное внимание общим проблемам-выбору эффективных разделяющих агентов и моделированию фазовых равновесий. Вопросы аппаратурного оформления процессов разделения не рассматривались, учитывая наличие специальной литературы. [c.3]

Эффективные. разделяющие агенты, сочетающие высокую селективность с большой растворяющей способностью по отношению к выделяемым компонентам, характеризуются высокими злачениями параметров o и низкими величинами бл,. [c.24]

Величина селективности раствО рителя по отношению к данной системе может быть легко рассчитана как отношение коэффициентов активности разделяемых компонентов в рас-твQplИтeлe. Метод ГЖХ весьма удобен для предварительного вы(бора эффективных разделяющих агентов, для установления корреляций селективности с химическим строением раствО ри-телей и разделяемых компонентов. [c.29]

Трудности поиска эффективных разделяющих агентов связаны с тем, что селективность раствО рптелей, например по отношению к системе -пентанпентен-1, тем выше, чем больше степень неидеальности системы углеводород—растворитель, т. е. чем ниже растворяющая способность растворителя. Исключения представляют соединения, образующие межмрле-кулярные водородные связи последние при малой растворяющей способности проявляют и сравнительно невысокую селективность. [c.29]

Незамещенные лактамы селективнее соответствующих Л/-метиллактамов, что можно объяснить снижением положительного заряда на атомах азота вследствие 4-/-эффекта ме-тильной группы. Кроме то.го, незамещенные лактамы могут образовывать водородные связи типа N—Н. .. я-электро-ны ароматического или непредельного углеводорода, что приводит к увеличению селективности. Однако высокие коэффициенты активности бензола в незамещенных лактамах свидетельствуют об их низкой. растворяющей способности, что объясняется ассоциацией, образованием водородных связей между молекулами растворителей. Поэтому по сочетанию селективности и растворяющей способности, а также с учетом высокой термической стабильности Л/-метиллактамы — более эффективные разделяющие агенты по сравнению с незамещенными лактамами. [c.39]

Значения 5 макс легко определяются с помощью методз газожидкостной хроматографии, и их удобно использовать для сравнения селективности различных растворителей. В табл.5.2 приведена селективность наиболее эффективных разделяющих агентов, применяемых в процессах экстракции, абсорбции, экстрактивной и азеотропной ректификации, по отношению к системе гексан — бензол. Эта углеводородная система может быть-использована в качестве модельной, так как вследствие единства механизма межмолекулярных взаимодействий растворителей с различными аренами и непредельными углеводородами выполняются достаточно надежно линейные зависимости между значениями селективности при выделении бензола и по отношению к другим аренам с различным числом циклов, а также при выделении алкенов и алкадиенов. [c.76]

Солевая ректификация. Отыскание жидкого разделяющего агента, способного изменить относительную летучесть компоиентов разделяемой смеси в требуемой степени и желательном иаправлеиии применительно к экстрактивной и азеотропной ректификации, как уже подчеркивалось, представляет очень сложную задачу. Заметим также, что даже при наличии эффективного разделяющего агента его регенерация часто очень сложна, как, например, прн азеотропной ректификации смеси этанол—вода. В ряде случаев увеличение относительной летучести блпзкокнпящих компонентов, сдвиг и даже полное исчезновение азеотропной точки достигается методом солевой ректификации. Последняя основана на изменении условий фазового равновесия системы в присутствии минеральных солей, растворимых в жидкой фазе, но ие вступающих с иен в химическую реакцию. Таким образом, отличительной особенностью солевой ректификации является присутствие в жидкой фазе нелетучего вещества, выполняющего роль разделяющего агента. Как правило, относительная летучесть компонентов бинарной смесн возрастает с увеличением концентрации соли в растворе, причем уменьшается летучесть компонента, в котором данная соль лучше растворима. Так, например, при добавлении солей к водным растворам спиртов, органических кислот и других веществ падает относительная летучесть воды. [c.535]

Вода является эффективным разделяющим агентом при экстрактивной ректификации продуктов синтеза, полученных по методу Фишера — Тропша и пригодна для разделения продуктов неполного окисления углеводородов хотя в этом процессе для некоторых разделений выгодно применять азеотропную ректификацию с использованием в качестве разделяющего агента воды или чистого углеводорода. Дегидратация спиртов часто выполняется с помощью азеотропной ректификации, причем в качестве разделяющего агента применяются либо ароматические, либо парафиновые, либо хлорзамещенные углеводороды [c.369]

Если система, подлежащая разделению, близка к идеальной, то величина ар мало меняется с изменением относительной концентрации исходных компонентов. В этом случае для оценки эффективности разделяющего агента руководствуются величиной, вычисленной по уравнению (133). Если же система, подлежащая разделению, сильно отклоняется от закона Рауля, то величина ар при xilx2=l, определяемая уравнением (133), не равна ар при других отношениях концентраций компонентов исходной смеси. Для определения ар при значениях xjxz, отличающихся от единицы, можно получить [c.49]

Рис. 23. Зависимость эффективности разделяющего агента ( р/а) от его содержания в смеси Хр для тройных систем, с различными сочетаниями бинарных систем компонент заданной смеси — разделяющий агент, а —Системы / — расслаивающаяся — идеальная 2 —регулярная (Л = 1)-идеальная 5 — расслаи-

Справочник химика 21

Химия и химическая технология