Седловинный азеотроп
Cтраница 3
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. [31]
Положение разделяющей линии ректификации ASM определяется путем расчета состава смесей, остающихся после отгонки первой фракции. Эти составы изображаются на рис. 67 остриями стрелок на линиях, показывающих направление изменения состава смеси при ректификации. Часть разделяющей линии ректификации между точками седловинного азеотропа и вершиной метилового спирта является почти прямой. Это следует из того, что при ректификации смесей 2 - 5 по достижении жидкостью состава, изображаемого точкой на линии ASM или вблизи нее, получаются седловинный азеотроп и метиловый спирт. [32]
Однако эти исследования еще недостаточны, чтобы можно было проанализировать наблюдаемые явления. Недостаточно и систематических исследований, посвященных ряду седловинных азеотропов. [33]
Помимо указанных гомологических рядов, в состав высоко-и низкотемпературных смол входят и другие гомологические ряды. Среди них важными являются кислотные и основные соединения, образующие друг с другом отрицательные азеотропы, например [ ( -) F, Р ] или [ ( -) F, Am ], где F - фенол или его производные; Р - пиридиновое или хинолиновое основание ML Am - ароматический амин. Эти кислоты и основания способны к образованию большого числа тройных седловинных азеотропов; возможно также и образование четверных положительно-отрицательных азеотропов. Присутствие слабых кислот и слабых оснований определяет методы, которые должны быть применены при детальном исследовании таких полиазеотропных смесей, как каменноугольные смолы или масла, полученные ректификацией. [34]
Если бинарный отрицательный азеотроп образуют компоненты А и В ( причем tmtc), то в системе имеются два семейства дистилляционных линий, и их ход аналогичен показанному на рис. 55, в. Если tm tc, то между вершиной С и азеотропной точкой проходит хребтовая линия и в азеотропной точке заканчиваются дистилляционные линии. Такая система относится к группе I тип 5, характеризующейся наличием тройного седловинного азеотропа. [35]
Все известные трехкомпонентные гетероазеотропы являются положительными азеотропами с наименьшей температурой кипения в системе. Таковы, в частности, гетероазеотропы, образованные этиловым, изопропиловым, пропиловым и изобутиловыми спиртами, углеводородами с температурами кипения до 100 С и водой. В тройных системах, компоненты которых обладают ограниченной взаимной растворимостью, могут образовываться седловинные азеотропы. Однако во всех известных случаях точка седловинного азеотропа лежит в гомогенной области. [36]
Более сложные явления наблюдал Лисицкий при ректификации полиазеотропной смеси, содержащей пиридиновые основания, фенолы и смесь гомологов парафиновых и ароматических углеводородов. Для того, чтобы предсказать, какой вид азеотропов образуется в каждом отдельном случае, необходимо проведение многочисленных широких исследований. Азеотропные области фенолов велики, а азео-тропные области пиридинов относительно малы, поэтому тройные седловинные азеотропы не всегда могут образоваться, однако возможно образование положительных бинарных азеотропов, характеризующихся более низкими температурами кипения. [37]
 |
Ряд азеотропов, обра - то можно ожидать образования зео. [38] |
В некоторых случаях в качестве членов ряда ( Я) могут рассматриваться некоторые химически родственные соединения. Это положение остается неизменным для седловинных азеотропов, за исключением двух особенностей. [39]
Кривые ректификации смесей 2 и 3 ( рис. 67 2 и 67 5) аналогичны друг другу, за исключением первой фракции. Для смеси 2 первой фракцией является азеотроп ацетон - метиловый спирт, а для смеси 3 азеотроп хлороформ - метиловый спирт. Таким образом, через точку седловинного азеотропа и вершину метилового спирта проходит разделяющая линия ректификации, которая делит треугольник концентраций на две части: одну, примыкающую к стороне хлороформ - метиловый спирт, и другую - к стороне ацетон - метиловый спирт. Хотя азеотроп метиловый спирт - хлороформ имеет наинизшую температуру кипения в системе, он не может получаться при ректификации смесей, состав которых лежит в той части треугольника концентраций, которая примыкает к стороне ацетон - метиловый спирт. [40]
Все известные трехкомпонентные гетероазеотропы являются положительными азеотропами с наименьшей температурой кипения в системе. Таковы, в частности, гетероазеотропы, образованные этиловым, изопропиловым, пропиловым и изобутиловыми спиртами, углеводородами с температурами кипения до 100 С и водой. В тройных системах, компоненты которых обладают ограниченной взаимной растворимостью, могут образовываться седловинные азеотропы. Однако во всех известных случаях точка седловинного азеотропа лежит в гомогенной области. [41]
Два отрицательных азеотропа или один отрицательный азеотроп и высококипящий компонент, не входящий в состав этого азеотропа, обусловливают появление впадины. Точка касания отвечает седло-винному или положительно-отрицательному азеотропу. В соответствии с геометрической природой седловины давление ( или температура) в точке седловинного азеотропа не должна быть ни самым большим, ни самым малым в системе. Следовательно -, сед-ловинные азеотропы не имеют экстремума температуры или давления. Такой азеотроп впервые был обнаружен Райндерсом и де Минье [148] при исследовании системы ацетон - хлороформ - вода. [42]
Как показывает анализ кривых ректификации смесей 6 - 10 линия SM сильно искривлена. Подтверждением этого является наличие характерного понижения температуры на кривых ректификации этих смесей ( см. рис. 67, кривые 6 - 10) и образование четырех фракций; механизм этого явления выше был уже рассмотрен. При ректификации смесей 6 - 8 первой фракцией является азеотроп - хлороформ - метиловый спирт, второй фракцией - седловинный азеотроп. Третья фракция по составу приближается к азеотропу ацетон - метиловый спирт, и четвертая фракция - азеотроп ацетон - хлороформ. [43]
В 1928 г. группа польских ученых начала работу в области азеотропии и использовала для изучения гомо - и гетероазеотропов эбул-лиометры. Уже тогда мы понимали, что следует изучать не отдельные азеотропы, а их ряды. Поэтому было исследовано множество ранее неизвестных четверных положительных гомо - и гетероазеотропов, а также четверных седловинных гомоазеотропов и показано существование двух двуотрицательно-положительных седловинных азеотропов. [44]
Положение разделяющей линии ректификации ASM определяется путем расчета состава смесей, остающихся после отгонки первой фракции. Эти составы изображаются на рис. 67 остриями стрелок на линиях, показывающих направление изменения состава смеси при ректификации. Часть разделяющей линии ректификации между точками седловинного азеотропа и вершиной метилового спирта является почти прямой. Это следует из того, что при ректификации смесей 2 - 5 по достижении жидкостью состава, изображаемого точкой на линии ASM или вблизи нее, получаются седловинный азеотроп и метиловый спирт. [45]
Страницы: 1 2 3 4