Ректификация. Текст для лит обзора. Методы разделения водного раствора этанола
 Скачать 17.08 Kb.
|
|
методы разделения водного раствора этанола Азеотроп – это смесь жидких компонентов, которая при кипении имеет постоянный состав и не может быть разделена дистилляцией на компоненты более низкой концентрации. Температура кипения азеотропной смеси может быть как ниже, так и выше температур кипения компонентов отдельно. Это зависит от типа азеотропа, который может быть эндотермическим (с температурой кипения ниже, чем у каждого из компонентов) или экзотермическим (с температурой кипения выше, чем у каждого из компонентов). Например, в случае бинарной азеотропной смеси этанола и воды (этаноловый азеотроп) температура кипения смеси ниже, чем температуры кипения каждого из компонентов отдельно, что делает трудным их разделение обычными физическими методами. В этом случае, воду и этанол можно разделить, используя другие методы, такие как добавление солей или использование сложных дистилляционных процессов. В другом примере, хлороформ и метанол образуют экзотермический азеотроп с температурой кипения выше, чем у каждого из компонентов отдельно. Например, азеотроп этанола с водой (этаноловый азеотроп) имеет состав около 95% этанола и 5% воды. Это означает, что при попытке дистилляции раствора с более высокой концентрацией этанола, чем 95%, происходит образование этанолового азеотропа, и дальнейшее увеличение концентрации этанола невозможно. Аналогично, для других спиртов, таких как метанол и изопропиловый спирт, также существуют азеотропы с водой, которые ограничивают возможности их разделения. Однако, для разделения азеотропов спиртов с водой могут быть использованы дополнительные методы, такие как экстракция или мембранные технологии. Кроме того, в производстве этих спиртов могут использоваться специальные методы, такие как ректификация или денатурация (добавление других веществ), чтобы избежать образования азеотропов и облегчить их разделение. Существует несколько промышленных методов разделения водного раствора этанола, некоторые из которых перечислены ниже: Дистилляция - это наиболее распространенный метод разделения водного раствора этанола. Он основан на различии в кипящих точках воды и этанола. Путем нагрева и испарения раствора, а затем охлаждения и конденсации паров, можно отделить этанол от воды. Ректификация - это более продвинутый вид дистилляции, который используется для разделения сильно разбавленных растворов этанола. В процессе ректификации пары этанола многократно проходят через колонну, в которой установлены перегородки, что приводит к дополнительному разделению компонентов. Мембранные методы - это технологии, которые используют мембраны для фракционирования растворов этанола. Эти методы основаны на различии в размере молекул этанола и воды и могут быть использованы для разделения растворов с низким содержанием этанола. Экстракция - это процесс разделения раствора этанола, в котором используются растворители, способные извлекать этанол из водной фазы. Этот метод часто используется для изготовления биодизеля из биомассы. Обратный осмос - это метод, основанный на фильтрации раствора этанола через полупроницаемую мембрану, которая позволяет проходить только молекулам воды. Этот метод используется в промышленности для получения высокопрочного этанола. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки, и выбор метода зависит от конкретных требований производства и конечного продукта. Добавление солей - этот метод основан на изменении свойств раствора этанола путем добавления солей. Этот метод может быть использован для удаления воды из раствора этанола путем осаждения кристаллов солей, что приводит к уменьшению концентрации воды в растворе. Использование адсорбентов - в этом методе используются адсорбенты, которые поглощают воду из раствора этанола. Адсорбенты затем могут быть разделены от раствора, что приводит к получению более концентрированного раствора этанола. Использование мембранного осушения - это метод, который основан на прохождении раствора этанола через мембрану, которая позволяет проходить только молекулам воды. Это позволяет получить более концентрированный раствор этанола без необходимости дополнительной дистилляции. Дефекация - это метод, используемый для удаления нечистот из раствора этанола. Этот метод может быть использован для удаления воды и других нечистот путем осаждения частиц вещества с помощью химических реагентов. Использование микроорганизмов - это метод, основанный на использовании микроорганизмов для разложения глюкозы в растворе. Этот процесс может привести к получению более концентрированного раствора этанола путем разложения глюкозы на этанол и углекислый газ. Этот метод часто используется в производстве биотоплива. Начало формы |