ВКР Сотина. Исследование фазовых эффектов и методов разделения азеотропных смесей, утверждена приказом ргу имени С. А. Есенина от 20 г
 Скачать 1.21 Mb.
|
2.6. Гетероазеотропная ректификацияРазделение смеси А + В (А - вода, В - гликоль) упрощается с применением метода гетероазеотропной ректификации. Это связано с тем, что образуется гетероазеотроп. Образующиеся после конденсации разделяющего агента два жидких слоя имеют разное соотношение разделяемых в них компонентов. В связи с этим, уменьшается требуемая разделительная способность самой ректификационной колонны и ее высота меньше по сравнению с методом азеотропной ректификации. Температура кипения гетероазеотропа ниже, чем у компонентов А, В и С в чистом виде. Расслаивание и декантация гетероазеотропной смеси происходит в трехфазном сепараторе, это позволяет раздельно выводить слои легкой и тяжелой жидкости. Равенство состава пара и брутто - состава жидкости является главной отличительной особенностью метода гетероазеотропной ректификации. Во флорентийском сосуде протекает декантация гетероазеотропной смеси. Такой сосуд позволяет раздельно выводить слои легкой и тяжелой жидкости.  Рис. 23. Принципиальная схема установки гетероазеотропной ректификации. 1,2- колонны, 3, 3'- конденсаторы, 4,5- кипятильники, 6- флорентийский сосуд, I-исходная смесь; о, II- кубовые остатки в колоннах 1 и 2 соответственно; III, IV- составы паров из колонн 1 и 2; V,VI- составы равновесных слоев жидкости. Слой жидкости после расслаивания конденсата во флорентийском сосуде (рис. 23) используется в качестве флегмы. Состав ссходной смеси А+В (входящий поток I) может быть любой. Смесь А+В подается в колонну 1. Если соотношение А/В в парах гетероазеотропной смеси больше, чем в исходной, то снизу из этой колонны в качестве кубового продукта отводится высококипящий компонент В. Конденсация уходящих сверху паров азеотропа происходит в конденсаторе 3. Расслоение конденсата осуществляется во флорентийском сосуде 6. В качестве флегмы в колонну 1 возвращается верхний слой, с меньшим содержанием компонента А. А в колонну 2 направляется нижний слой, с высоким содержанием компонента А. Выходящие сверху колонны 2 пары гетероазеотропа направляются в конденсатор 3' (нередко он общий для двух колонн). Продукт А заданной чистоты выводится снизу колонны 2. Метод гетероазеотропной ректификации применяется для разделения смесей: н-бутиловый спирт - вода, винилацетат - вода, масляный альдегид - вода. Эффективность метода гетероазеотропной ректификации заключается в том, что на определенной стадии разделения производной смеси появляется возможность перевода части выходного потока колонны 1 в другую область ректификации. Это возможно, если поток расслаивается на две жидкие фазы. Методом гетерогенной азеотропной ректификации в химической технологии производят разделение практически не смешивающихся и частично смешивающихся жидкостей (рис. 24).  Рис. 24. Схема двухколонной установки для гетероазеотропной ректификации бинарных расслаивающихся жидкостей: 1, 2 - ректификационные колонны; 3 - отстойник; 4 - дефлегматор; 5, 6 - сборники. Отделения органических веществ от небольших примесей растворенной в них влаги осуществляется также данным методом. Для разделения используют исчерпывающие колонны 1 и 2. В отстойник 3 поступает исходная смесь А+В для смешивания с конденсатом из дефлегматора 4, общего для обеих колонн. Расслоение конденсата на два слоя происходит в отстойнике. Составы данных слоев соответствуют взаимной растворимости компонентов. В колонну 1 сливается раствор А и В (верхний слой), где образуется пар - гетероазеотроп. Пар поступает из дефлегматора 4 в отстойник 3. Остаток из колонны 1 является практически чистым компонентом В, который сливается в сборник 5. [22] Раствор В в А (нижний слой) разделяется в колонне 2 на гетероазеотроп и компонент А. Поскольку гетероазеотроп близок по составу гетероазеотропу, отгоняемому из колонны 1, он направляется через общий дефлегматор 4 в отстойник 3. Снизу колонны 2 происходит отвод практически свободного от примесей компонента А в сборник 6. |