ВКР Сотина. Исследование фазовых эффектов и методов разделения азеотропных смесей, утверждена приказом ргу имени С. А. Есенина от 20 г
 Скачать 1.21 Mb.
|
64,8ºС). Удаляемый из колонны жидкости остаток представляет собой безводный этиловый спирт.2.4. Азеотропная ректификацияПри непрерывном контакте фаз в колоннах аппарата происходит разделение жидких смесей на компоненты. Метод азеотропной ректификации заключается в проведение ряда последовательных процессов испарения жидкости и конденсации пара. В ходе проведения процесса получается жидкость (дистиллят). Дистиллятом является практически чистый низкокипящий компонент (НКК). А также можно получить жидкость (кубовый остаток), который состоит почти из чистого высококипящего компонента (ВКК), путем последовательного проведения процессов испарения и конденсации из паровой фазы. Ректификация осуществляется путём многократного контакта между неравновесными жидкой и паровой фазами, движущимися относительно друг друга, при этом между ними происходит массо- и теплообмен, обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. Данном процессе происходит перераспределением компонентов системы между фазами. Многократное контактирование позволяет разделить исходную смеси практически полностью. Главное условие процесса азеотропной ректификации - отсутствие равновесия при движении фаз с определённой скоростью и многократность их контактирования В данном методе применяют разделяющие агенты, который обладает свойством либо разбивать азеотроп, либо образовывать с одним или несколькими компонентами исходной смеси азеотропные системы. Результатом считается увеличение коэффициентов относительной летучести разделяемых компонентов. В ходе проведения ректификации используют разделяющий компонент С. Данный компонент образует с одним из компонентов исходной смеси (А или В) азеотропную смесь с иным расположением компонентов, обладающую минимальной температурой кипения. Однако приазеотропной ректификации разделяющий агент выводится в виде азеотропных смесей, это является главной затруднением данного процесса. Чтобы избежать этого используют разделяющие агенты, которые обладают ограниченной растворимостью в компонентах, отбираемых в ректификат. При этом образуется более летучая, чем исходная, азеотропная смесь, которая отгоняется в качестве дистиллята. Образующийся другой практически чистый компонент удаляется в виде остатка. Если разделяющий агент образует с одним из компонентов исходной смеси новую азеотропную смесь с максимальной температурой кипения, то новая азеотропная смесь удаляется в виде остатка. Дистиллят отбирается сверху колонны и представляет собой практически чистый другой компонент исходной смеси. В некоторых случаях в ходе проведения ректификации используют разделяющий компонент, который образует азеотропные смеси с обоими компонентами. Второй закон Вревского указывает направление изменения состава азеотропной смеси с температурой, на его основе осуществляют подбор разделяющего агента.  Рис. 20. Схема установки для азеотропной ректификации: 1 - ректификационная колонна; 2 - отстойник (сепаратор); 3 - подогреватель. Образующаяся в процессе азеотропной ректификации, азеотропная смесь обладает минимумом температуры кипения. Исходная азеотропная смесь (А+В) поступает на питающую тарелку колонны 1, которая орошается сверху разделяющим агентом С (рис. 20). Азеотропная смесь компонентов А+С с минимальной температурой кипения (дистиллят) удаляется сверху колонны, а снизу колонны - компонент В (остаток). [19] На рис. 20 показан процесс азеотропной ректификации, когда образуется азеотропная смесь, состоящая из компонентов с резко отличающейся взаимной растворимостью при разных температурах. Компоненты А и С, находясь в жидком виде, являются практически взаимно нерастворимыми. Разделение дистиллята на компоненты А и С происходит в отстойнике 2 после охлаждения. Конечным продуктом является компонент А. Восстановленный компонент С после нагревания в подогревателе 3 возвращается на орошение колонны 1. На рис. 20 в дефлегматоре колонны конденсируется лишь часть паров (А+С), необходимая для получения флегмы, а остальная часть их сжижается и охлаждается в холодильнике конденсаторе перед поступлением в отстойник 2. Узел разделения азеотропной смеси в схемах азеотропно ректификации является наиболее сложным и энергоемким. Процесс разделения азеотропной смеси этиловый спирт - вода (температура кипения |