ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принцип перераспределения полей концентраций из "Физико-химические основы дистилляции и ректификации" В главе V показано, что внешние параметры изменяют структуру диаграмм состояния вплоть до бифуркаций отдельных особых точек. Варьирование значений параметров в пределах, соответствующих диаграмме одной и той же структуры, деформирует области ректификации и смещает границы между ними. Последнее обусловлено тем, что азеотропные точки, через которые проходят граничные многообразия, в общем случае смещаются при изменении внешних параметров. [c.203] Па этом свойстве диаграмм состояния базируется ряд специальных методов ректификации, основанных на направленном изменении параметров, которые смещают границы между областями непрерывной ректификации, на определенной стадии разделения я-компонентной смеси. [c.203] С —седловой азеотроп Л —бинарный азеотроп с максимумом температуры кипения. [c.204] Стрелками показано направление траекторий открытого испарения. [c.204] Назовем полем концентраций некоторое ограниченное множество составов, выделенное в концентрационном симплексе. Тогда принадлежность этого поля к той или иной области ректификации определится положением границы между областями, причем варьирование давления изменяет указанную принадлежность. Суть принципа перераспределения полей концентраций между областями ректификации заключается в том, что области ректификации, которым попеременно принадлежит поле концентраций, имеют различные точки наивысшей или наинизшей температур кипения. Это и приводит к возможности разделения смеси на фракции заданного состава. [c.204] Например, если состав бинарного азеотропа изменяется с изменением давления, то при наличии заметного сдвига в составе азеотропа бинарную смесь можно разделить, используя комплекс из двух колонн, работающих при разных давлениях (рис. VII, 14). Данные по разделению реальных бинарных смесей указанным методом приведены, например, в работах [98, 124, 125]. Расчет величины рецикла и выбор оптимального варианта обвязки потоковыми линиями колонн комплекса изложены в работах [68, 88]. [c.204] В качестве примера использования принципа перераспределения для трехкомпонентных смесей разберем случай разделения смеси вода — муравьиная кислота — уксусная кислота [88, 127, [128]. Диаграмма этой смеси относится к классу 10 типа 201 и имеет четыре области непрерывной ректификации (рис. VII, 15). [c.204] Состав исходной смеси Fo, которая выделяется методом непрерывной ректификации из фракции оксидата прямогонного бензина, расположен в области I. Так как наиболее легкокипящим компонентом здесь является вода, то при атмосферном давлении смесь состава Fi (рис. VII, 16) на колонне 1 может быть обезвожена. Линия DiFiWx F2) —линия материального баланса колонны обезвоживания. Точка состава кубовой жидкости этой колонны расположена в окрестности линии, разделяющей области ректификаций / и //. В связи с этим кубовый продукт будет содержать определенное количество воды, полное удаление которой на данной стадии не является необходимым. [c.205] Кубовая жидкость колонны обезвоживания подается в колонну 2, работающую при давлении 50—200 мм рт. ст. В этих условиях фигуративная точка состава W F2) попадает в область ректификации II, так как тройной седловой азеотроп и разделяющая линия ректификации переместятся к вершине треугбльника, соответствующей воде. В области II легкокипящим компонентом будет уже муравьиная кислота, которая и выделяется в колонне 2 в виде дистиллята D . Точка состава кубовой жидкости WziFa) будет расположена в окрестности разделяющей линии ректификации, соответствующей выбранному давлению. Эта кубовая жидкость подается в колонну 3, работающую при атмосферном давлении. Тогда при осуществлении второго заданного разделения в кубе этой колонны может быть выделена уксусная кислота. Дистиллят колонны 3, которому соответствует точка Оз, смешивается с исходным составом F( и подается в колонну 1. [c.205] С С —положение тройного седлового азеотропа при 760 и 200 мм pii ст., соответственно Nt N - To же для бинарного азеотропа. [c.205] Принцип перераспределения полей концентраций между областями ректификации является универсальным и применим к азеотропным смесям любой сложности. При этом средства, которыми осуществляется такое перераспределение, далеко не исчерпываются варьированием давления. В частности, если исходная смесь содержит гетероазеотроп, то переводом определенных составов в разные области ректификации можно получить чистые компоненты в виде конечных продуктов. [c.206] Вернуться к основной статье