Оглавление:
Азеотропная и экстрактивная ректификация
- Разделение бинарной смеси путем ректификации может быть предотвращено образованием постоянно кипящей смеси, называемой азеотропом. Система для формирования азеотропной смеси показана на рисунке. 42.3. Постоянный. Когда смесь, богатую компонентом в, перегоняют в дистилляционной колонне, независимо от количества ступеней, предельной концентрацией продукта, выходящего из колонны, является смесь чистого компонента В и азеотропного состава. Потому что это поток чистого ингредиента B, который становится ближе к композиции、 Если температура кипения высока, то она сбрасывается в виде остатков в чане.
Дистиллят, представляющий собой низкокипящий продукт, по своему составу приближается к азеотропной смеси. На рис.42. 3. состав исходной смеси находится справа от состава азеотропной смеси, может быть и другой случай. Дистиллят по-прежнему близок к азеотропной смеси в составе, а донный остаток ближе к чистому компоненту А. Разделение смеси компонента 4 и компонента в на 2 потока практически чистых компонентов невозможно осуществить при простой ректификации 2-компонентных смесей под давлением.
Уравнение (4-12) представляет собой два дифференциальных уравнения вместо одного уравнения (4-10), но эти уравнения являются обычными линейными уравнениями и поэтому поддаются решению. Людмила Фирмаль
Показаны данные равновесия. Но есть несколько способов выйти из этой ситуации.1 из них-изменение давления в колонне до величины, при которой азеотропная смесь перестает form. An примером может служить система этанол-вода, которая образует азеотропную смесь с водой при 14 500 мм рт. ст. по массе 7,88%. Арт. При 760 мм рт, 4.4% воды по весу. Искусство. Однако он не образует азеотропную смесь при давлении 70 мм рт. ст. Для отдельного способа разделения необходимо использовать 2 ректификационные колонны, которые работают при различных давлениях.
Этанол-в случае водных систем одна колонка, работающая при атмосферном давлении, производит богатый водой остаток и дистиллят с составом, подобным азеотропной смеси. Если влажность, содержащаяся в этом дистилляте, составляет менее 7,88 мас.%, его можно отделить колонной, работающей при давлении 14 500 мм рт. ст. Искусство. Получают почти чистый этанол в виде остатков вата. 3-й способ разделения азеотропа заключается в добавлении 3 компонентов. Это изменяет относительную изменчивость 2 начальных компонентов.
Если выбран подходящий третий компонент, то образование азеотропной смеси полностью исключается, желаемая степень разделения двухкомпонентной смеси может быть достигнута. Этот метод изменения относительной летучести был также применен к системам, где нет азеотропной смеси, но относительная летучесть близка к единичной, что делает разделение difficult. To удаление 3-го компонента из получаемых продуктов требует установки дополнительных устройств, поэтому в экономических расчетах разделение 2-х компонентных смесей затруднено, но не всегда оправдано использование 3-го компонента в системе регенерации, причем не напрямую.
Добавление 3-го компонента для изменения относительной волатильности было успешным, в основном в отношении бинарного смешивания, которое не следует закону Рауля. Например, исходная смесь может состоять из 2 веществ, которые имеют почти одинаковую летучесть и очень различаются по полярности. Если полярность 3-го компонента больше, чем первых 2, полярность менее полярного компонента обычно выше, чем полярность более высокого полярного компонента. Примеры таких эффектов приведены в таблице.
- Здесь добавляется фенол, 7 (предельное значение） Смесь толуола и насыщенных углеводородов, температура кипения которых близка к температуре кипения толуола. Другим примером является добавление воды к смеси ацетона и метанола. Вода более полярна, чем метанол, а метанол более полярен, чем ацетон. Добавление воды увеличивает летучесть ацетона к метанолу. Если полярность 3-го компонента ниже полярности 2-компонентной смеси, то летучесть более полярного компонента возрастает.
Например, добавление углеводородов в смесь ацетона и метанола делает метанол более летучим, чем ацетон. Термодинамические эффекты компонентных добавок были изучены Робинсоном и Джиллиландом [136]. Экстракционная дистилляция обычно называется процессом, в котором участвует 3-й компонент, что приводит к значительно более низкому давлению пара, чем любой компонент в исходном 2-компоненте mixture. So например, при экстракционной перегонке смеси Н-Бутана и 2-бутилена ацетон является used.
Графики нагревания однородной болванки под воздействием линейных изменений температуры жидкости. Людмила Фирмаль
Ожидается, что летучесть Н-Бутана к летучести 2-бутилена возрастет. Ацетон не появляется в больших количествах в газовой фазе, так как он кипит при температуре выше температуры кипения каждого компонента 2-компонентной смеси при 60 ° С. ацетон следует вводить вблизи верхней части колонны в жидком виде. Типичный процесс экстракционной дистилляции показан на рисунке. 42.4.1 одним из преимуществ экстракционной дистилляции является то, что отделение 2-го компонента от компонентов 2-компонентной смеси обычно очень простое. Выше точки подачи экстрагента (растворителя) для отделения растворителя от пара требуется всего несколько пластин stream.
Кроме того, чтобы отделить растворитель от донного остатка, необходима простая дополнительная дистилляция column. An пример расчета ректификации приведен в разделе 9 руководства Perry. Основным отличием от расчета обычных ректификационных колонн для разделения трехкомпонентных смесей является неидеальный раствор жидкой фазы. «Процесс разделения, и относится к точке кипения ком, Т представляется важной женщине. Обычно Подобный Рой, особенно жидкость, и жидкая фаза в то же время. ВКЛ; межрегиональный А и Р, изменяются вместе с падением температуры, конденсацией, е достигает азеотропа Конфигурация.
Это приведет к образованию конденсата При постоянной температуре в воздухе образуется жидкость. Это свойство очень полезно. При разделении 3-й комп фракции или снизу Остальной. Но обычно разделение растворителей требует дополнительных процессов. Это дополнительная дистилляционная установка или установка для жидкостной экстракции. Атмосферное давление кипит при 110 ° С; дистиллят основной колонны состоит из смеси парафина и нитрометана, а при конденсации、 т. Он образует 2 фазы. Обогащенная нитрометаном фаза возвращается непосредственно на верхнюю пластину колонны, обогащенный парафином слой направляется в дополнительную дистилляционную колонну, а оставшийся нитрометан отделяется от парафина.
От нижней части основного столбца, 3-й компонент обратно в основной столбец также должны быть отделены. * * 1.Сепаратор, который отделяет пар от жидкости и работает в условиях воздуха с абсолютным давлением 15 атмосфер, производит поток пара, содержащий 35 мол.%.Метан, 23 моль% этана, 24 моль% пропана, 12 моль% Н-Бутана, 4 моль% и-пентана и 2 моль% Н-гексана. Паровой поток покидающих сепаратор 60 моль%.Из кормовой смеси, подаваемой в separator. It необходимо найти исходный состав смеси и поток жидкости, выходящей из сепаратора. 42. 2.Природный газ содержит 88 моль%.Метан, 6 моль%этана, 4 моль% пропана и 2 моль%. н-Бутан.
Смотрите также:
| Абсорбция богатой многокомпонентной смеси | Массопередача, сопровождающаяся химической реакцией |
| Ректификация многокомпонентных смесей | Аналитическое решение для быстрых необратимых реакций |
