Cтраница 3
Применение методов ректификации, как известно, основано на различии состава пара и кипящего раствора. Этим определяется особое значение для техники ректификации данных о равновесии между жидкостью и паром. Эти данные совершенно необходимы для расчета и проектирования ректификационных установок. Они имеют также важное значение для выбора разделяющих агентов в процессах азеотропной и экстрактивной ректификации, так как позволяют определить интенсивность взаимодействия компонентов смеси, подлежащей разделению, и веществ, которые предполагается применить в качестве разделяющих агентов. [31]
Процессы азеотропной и экстрактивной ректификации почти никогда не используются самостоятельно, а являются стадиями технологических процессов разделения смесей. Так, для успешного выделения путем азеотропной и экстрактивной ректификации отдельных веществ из многокомпонентных смесей, например из смесей углеводородов, важнейшее значение имеет предварительное выделение узкой фракции, являющейся в указанных процессах исходной смесью. Состав этой функции определяется требованиями к целевому продукту, составом исходной смеси и особенностями процесса азеотропной и экстрактивной ректификации. Так, экстрактивная ректификация широко применяется для выделения ароматических углеводородов из природных смесей. Последние, кроме ароматических, содержат парафиновые и нафтеновые углеводороды, отгоняющиеся при экстрактивной ректификации в виде дистиллата. Наличие этих соединений с температурами, превышающими температуру кипения ароматического углеводорода, затрудняет разделение. Такие соединения должны быть, поэтому, предварительно отделены, если возможно, путем обычной ректификации. В связи с тем, что ароматические углеводороды образуют положительные азеотропы с многими парафиновыми углеводородами, фракция, выделенная путем обычной ректификации и предназначенная для разделения путем экстрактивной ректификации, имеет интервал температур кипения ниже температуры кипения ароматического углеводорода. Из этих фракций ароматические углеводороды выделяются путем экстрактивной ректификации с применением полярных веществ в качестве разделяющих агентов. [32]
В процессах же экстрактивной ректификации почти весь разделяющий агент отводится из куба колонны вместе с высококииящими компонентами, а в практически чистом виде выделяются один или несколько компонентов ( низкокипящие компоненты), отгоняв мых в качестве дистиллата. Возможен промежуточный случай, когда высококипящий разделяющий агент образует азеотропы с отгоняемыми компонентами. При этом в процессе ректификации часть разделяющего агента отгоняется в составе азеотропов, а часть отбирается в виде кубовой жидкости. Такие процессы сочетают в себе признаки процессов азеотропной и экстрактивной ректификации и поэтому могут быть названы процессами азеотропно-экстрактивной ректификации. Эти процессы могут реализовываться при использовании в качестве разделяющих агентов не только индивидуальных веществ, но и смесей. Примеры таких процессов приводятся в гл. [33]
В процессах жгэкс трактивной ректификации почти весь разделяющий агент отводится из куба колонны вместе с высококипящими компонентами, а в практически чистом виде выделяются один или несколько компонентов ( низкокипящие компоненты), отгоняемых в качестве дистиллата. Возможен промежуточный случай, когда высококипящий разделяющий агент образует азеотропы с отгоняемыми компонентами. При этом в процессе ректификации часть разделяющего агента отгоняется в составе азеотропов, а часть отбирается в виде кубовой жидкости. Такие процессы сочетают в себе признаки процессов азеотропной и экстрактивной ректификации и поэтому могут быть названы процессами азеотроино-экстрактивной ректификации. Эти процессы могут реализовываться при использовании в качестве разделяющих агентов не только индивидуальных веществ, но и смесей. Примеры таких процессов приводятся в гл. [34]
Сделанные при выводе допущения обусловлены лишь ограничениями, лежащими в основе уравнения Дюгема - Маргулеса. Эти ограничения, как известно, заключаются в постоянстве температуры и в возможности пренебречь молярным объемом жидкости по сравнению с молярным объемом пара. Второе допущение делает доказательство строгим только для области не очень больших давлений, где оно и является общепринятым. Условие постоянства температуры не уменьшает строгости вывода. Наоборот, это условие является необходимым, так как исключает из рассмотрения изменение отношения давлений паров с температурой и дает возможность выявить изменение относительной летучести только за счет взаимодействия компонентов, использование которого и лежит в основе методов азеотропной и экстрактивной ректификации. Уравнение ( 121) имеет важное значение для теории процессов азеотропной и экстрактивной ректификации, так как оно не только доказывает возможность выбора разделяющих агентов на основе оценки степени неидеальности бинарных систем, но позволяет также термодинамически точно определять среднее увеличение коэффициента относительной летучести, вызываемое разделяющим агентом, по данным о равновесии в бинарных системах. [35]
Эти особенности процессов азеотропной и экстрактивной ректификации и составляют наиболее существенное различие между ними. В процессах азеотропной ректификации возможно почти весь разделяющий агент выделить в виде азеотропов в качестве дистиллата, получив в кубе один или несколько компонентов заданной смеси ( высококипящие компоненты), практически не содержащие разделяющего агента. В процессах же экстрактивной ректификации почти весь разделяющий агент отводится из куба колонны вместе с высококипящими компонентами, а в практически чистом виде выделяются один или несколько компонентов ( низкокипящие компоненты), отгоняемых в качестве дистиллата. Возможен промежуточный случай, когда высококипящий разделяющий агент образует азеотропы с отгоняемыми компонентами. При этом в процессе ректификации часть разделяющего агента отгоняется в составе азеотропов, а часть отбирается в виде кубовой жидкости. Такие процессы сочетают в себе признаки процессов азеотропной и экстрактивной ректификации и поэтому могут быть названы процессами азеотропно-экстрактивной ректификации. Они могут реализовываться при использовании в качестве разделяющих агентов не только индивидуальных веществ, но и смесей. [36]