Многокомпонентный азеотроп

Cтраница 1

Многокомпонентные азеотропы, соответствующие максимуму давления пара, называются положительными, минимуму давления пара - отрицательными, а седловиннои точке - седловинными или положительно-отрицательными. Все три типа азеотропных смесей встречаются на практике. Отличительная особенность седловиниого азеотропа заключается в том, что температура его кипения не является ни наивысшей, ни наинизшей температурой кипения жидких смесей. Например, в тройной системе хлороформ-метиловый спирт - метилацетат первый компонент образует бинарный азеотроп со вторым с температурой кипения при атмосферном давлении 53 4 С, а с третьим - с температурой кипения 53 8 С. Эти положительные бинарные азеотропы порождают образование лощины на поверхности температур кипения. Благодаря наличию отрицательного бинарного азеотропа метилацетат-хлороформ на поверхности температур кипения получается хребет, простирающийся от этого азеотропа до вершины чистого мета-иола, имеющего более высокую температуру кипения, чем другие компоненты. В результате пересечения хребта и лощины на поверхности температур кипения получается седловина и образуется тройной седловиыпый азеотроп с температурой кипения 56 4 С. [1]

Трех - и многокомпонентные азеотропы образуются лишь в системах, в которых имеются бинарные азеотропы. Тройные азеотропные смеси могут образовываться при наличии в тройной системе одного, двух или трех бинарных азеотропов. [2]

Все приведенные результаты расчетов многокомпонентных азеотропов получены с использованием уравнения Цубока-Катаяма. [3]

Ректификационные области в трехком-понентной системе с тремя бинарными и тройным положительными азео-тропами. [4]

Положительные и отрицательные трех - и многокомпонентные азеотропы образуются обычно в системах, имеющих бинарные азеотропы одного знака. Наличие азеотропов разного знака вызывает образование на поверхности температур кипения ( или давления пара) складок. Результатом этого может явиться образование седловинного азеотропа. В тройных системах такого типа в виде первой фракции отгоняется один из компонентов или бинарный азеотроп. Седловинный азеотроп отгоняется как вторая фракция. [5]

Это обстоятельство лишает обсуждаемый метод однозначности в определении состава многокомпонентного азеотропа. [6]

Таким образом, при решении поставленных задач ( установление ограничений на состав и температурное смещение многокомпонентного азеотропа возможны разные подходы, результаты применения которых находят экспериментальное подтверждение на примере четверных и особенно тройных систем. Для систем с числом компонентов больше четырех анализ основных соотношений сильно усложняется и в этих случаях, по-видимому, применение соотношений типа ( 31) - ( 33) является наиболее эффективным. Основное предположение о том, что начальный ход рассматриваемой линии, на которой располагаются составы азеотропов, предопределяет местоположение многокомпонентного азеотропа, как показывает критический анализ существующих экспериментальных данных, остается в силе для тройных и для четверных систем. [7]

Очевидно, что такая формулировка второго закона Вревского совершенно аналогична приведенному ранее утверждению о смещении состава многокомпонентного азеотропа по направление t - го нек-тора собственного базиса азеотропа. [8]

Таким образом, задавая значения максимальной погрешности AVZ -, легко выявить область возможного нахождения состава многокомпонентного азеотропа. При этом может оказаться, что при разных значениях k концентрационные области, отвечающие соответствующим значениям функций АИ, между собой не пересекаются. Интересно отметить, что в концентрационных областях нахождения азеотропа могут не находиться точки, отвечающие минимуму других целевых функций Wk. [9]

Среди работ, связанных с использованием общетермодинамических соотношений, остановимся на работе [12], в которой представлен расчет параметров многокомпонентного азеотропа. [10]

Как и в первом случае, состав бинарного азеотропа каждой азеотропной разделяемой пары определяется в относительных концентрациях из абсолютного состава многокомпонентного азеотропа. Также из абсолютных равновесных составов пар-жидкость, найденных экспериментально, определяются в относительных концентрациях и остальные нужные для расчета участки каждой кривой фазового равновесия. Дальнейший расчет колонн производится тем же путем после установления определяющих пар разделяемых компонентов. [11]

Исследуя азеотропию в трех - и многокомпонентных системах с помощью метода ректификационного анализа, необходимо учитывать, что при наличии бинарных и многокомпонентных азеотропов состав и последовательность получаемых фракций зависят от состава исходной смеси. Так, в тройной системе с тремя бинарными ( mi, m2, m3) и одним тройным ( М) положительными азеотропами ( рис. 7) имеется шесть ректификационных областей, различающихся по указанным признакам. При этом состав кубовой жидкости изменяется по прямой М до пересечения со стороной АВ треугольника в точке Ь, а весь компонент С, содержавшийся в исходной смеси, будет отогнан в виде тройного азеотропа. [12]

Числовой переход, возможный при данном конечном шаге Ах, для конечной точки равновесной линии ( чистые компоненты, бинарный или многокомпонентный азеотроп) не допускается при проверке на обращаемость направления линий равновесия и заключительной корректировке шага. [13]

В связи с интенсивным развитием промышленности органического синтеза в настоящее время появляется огромное число сложных систем, содержащих как бинарные, так и многокомпонентные азеотропы. Характерной чертой систем, содержащих азеотропы, является наличие складок и возвышенностей на поверхности кривых температур кипения и давления, которые согласно второму закону термодинамики являются непереходными для линий изменения состава по высоте колонны непрерывной ректификации, работающей в стационарном режиме. [14]

Известен также другой вариант обесфеноливания [11, 12], когда в виде азеотропа с каким-либо нефенольным соединением отгоняется вода. В раде случаев, когда количество воды невелико ( как, например, в производствах синтетических фенолов) или когда по технологическим соображениям необходимо провести осушку фенолов перед их дальнейшей переработкой, этот метод может оказаться весьма эффективным. В качестве образующего азеотроп компонента здесь может быть подобрано любое соединение, не образующее с водой и фенолами многокомпонентных азеотропов и не вступающее в химические взаимодействия с компонентами смеси в условиях дистилляции. По экономическим соображениям желательно, чтобы разница в температурах кипения водных азеотропов этого соединения и фенолов была - озможно большей, как и содержание воды в азеотропной смеси. [15]

Страницы: 1 2