Cтраница 4
Кроме того, при глубокой очистке веществ рассматриваемым методом исходный растворитель должен быть уже сам по себе достаточно чистым во избежание попадания в ходе процесса нежелательных примесей в кристаллы очищаемого вещества. [46]
Известно, что при глубокой очистке веществ практически приходится иметь дело не с одной, а с рядом и даже большим числом примесей. Между тем, данные по равновесию жидкость - пар относятся главным образом к бинарным системам. При этом, естественно, исследования проводятся по возможности с наиболее чистыми веществами. [47]
Другими весьма эффективными химическими методами глубокой очистки веществ являются методы избирательного окисления или восстановления по отношению к очищаемому веществу или примесям. При использовании кислорода обычно стремятся с его помощью химически связать и удалить примеси, находящиеся в очищаемом веществе. [48]
Выше были рассмотрены закономерности процесса глубокой очистки веществ в непрерывно действующих колоннах. Однако, поскольку производство веществ особой чистоты в целом является малотоннажным, для их получения часто используются ректификационные колонны периодического действия. Характерной особенностью таких колонн является то, что ректификации в них подвергается определенное, заданное количество исходной смеси. [49]
Необходимый в настоящее время уровень глубокой очистки веществ может быть достигнут только с использованием многоступенчатых методов разделения смесей. Наибольшее применение сейчас находят дистилляционные и кристаллизационные методы. С повышением температуры плавления и температуры кипения очищаемого вещества возможности этих методов быстро уменьшаются из-за загрязняющего действия материала аппаратуры. Особо чистые простые вещества ( так называемые элементы особой чистоты), которые все еще являются основным объектом исследования в области получения веществ особой чистоты, в значительной части представляют собой или тугоплавкие металлы, или металлоиды, с атомной кристаллической решеткой, обладающие высокими температурами кипения и плавления. Трудности подбора материала аппаратуры для работы с такими веществами становятся непреодолимыми. Поэтому для глубокой очистки простых веществ все большее распространение получает метод, состоящий в выделении их из особо чистых сложных летучих веществ, имеющих молекулярную кристаллическую решетку и, как следствие этого, низкие значения температуры плавления и температуры кипения. Выделение производится путем термораспада сложного соединения или путем восстановления его водородом. Продукты распада и исходное вещество должны иметь существенно более высокую летучесть, чем выделяемый элемент, чтобы от них можно было освободиться простым испарением без применения многоступенчатого процесса очистки. [50]
Другими весьма эффективными химическими методами глубокой очистки веществ являются методы избирательного окисления или восстановления по отношению к очищаемому веществу или примесям. При использовании кислорода обычно стремятся с его помощью химически связать и удалить примеси, находящиеся в очищаемом веществе. Но иногда лучшая очистка достигается переводом в оксид основного элемента с последующим его восстановлением. [51]
Выше были рассмотрены закономерности процесса глубокой очистки веществ в непрерывно действующих колоннах. Однако поскольку производство веществ особой чистоты в целом является малотоннажным, для их получения обычно используются ректификационные колонны периодического действия. Характерной особенностью таких колонн является то, что ректификации в них подвергается определенное, заданное количество исходной смеси. Перед началом процесса исходная смесь - загрузка - помещается в питающую емкость - куб, и колонна вводится в рабочий режим. По окончании процесса оставшаяся в кубе жидкость удаляется, и операция повторяется со следующей запрузкой. В зависимости от природы отделяемых примесей и очищаемого вещества применяют колонны разных конструкций, отличающиеся в основном расположением питающего куба и соответственно способом отбора примеси или продукта. [52]
В последнее время в практике глубокой очистки веществ успешно применяют комбинированный способ, получивший название метода термодистилляции. В этом методе термодиффузия осуществляется в сочетании с ректификацией в колонном аппарате типа коаксиальных цилиндров. Процесс разделения в такой термодистилляционной колонне протекает в условиях сосуществования движущихся противотоком жидкости и пара. При этом на пар налагается температурное поле, подобно тому, как это реализуется в рассмотренной выше термодиффузионной колонне для разделения смеси газов. Роль холодной стенки играет поверхность внутренней трубки ( цилиндра), температура которой Т путем циркуляции хладоагента поддерживается равной температуре конденсации пара или несколько ниже. В ходе процесса по 3ioft стенке движется в виде тонкой пленки жидкость, образующаяся в конденсаторе колонны. Температура Ti подбирается таким образом, чтобы на холодной стенке не происходило дополнительной конденсации пара, контактирующего с жидкостью. В результате общий эффект разделения в колонне будет обусловлен как явлением термодиффузии в паре, так и ректификацией вследствие массообмена между стекающей по холодной стенке жидкостью и поднимающимся в зазоре между трубками потоком пара. [53]
При использовании транспортных реакций для глубокой очистки вещества эффективность процесса зависит от ряда условий. Прежде всего наибольшая эффективность достигается, если реакция транспортера с основным веществом является экзотермической, а с главной примесью - эндотермической. Кроме того, различие между энтропи-ями основного вещества и примесями должно быть больше, чем между энтропиями компонентов промежуточных летучих соединений. В целом метод газотранспорта эффективен для очистки, если физико-химические свойства основного вещества сильно отличаются от физико-химических свойств примесей. [54]