ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические основы процессов перегонки жидкостей из "Производство синтетического глицерина" Хлористый аллил-сырец из куба конденсационно-отпарной колонны направляют в отделение ректификации либо непосредственно, либо через промежуточный парк. Экономически выгодней работать с прямой передачей продукта в колонны ректификации. Однако, если производительность этих двух отделений различна, выгодней работать через промежуточный парк, чтобы часто не менять нагрузки на аппаратах. Хлористый аллил-сырец можно непосредственно перерабатывать в дихлоргидрин. При этом качество получаемого раствора дихлоргидрина, а затем и эпихлоргидрина не ухудшается, но выход продукта снижается примерно на 7—8%. Поэтому хлористый аллил подвергают очистке методом непрерывной ректификации с получением 97%-ного продукта (получать более концентрированный хлористый аллил нецелесообразно, так как трудно отделить близкокипящий 1-хлорпропан). [c.52] Хлорпроизводные пропилена имеют широкий интервал температур кипения от 22,5 до 112,0°С. Кроме хлорпроизводных пропилена в хлористом аллиле-сырце содержатся сажа (в виде мельчайших частичек), вода и тяжелые хлорорганические продукты — продукты осмоления. Все хлорпроизводные пропилена бесцветны, и только наличие сажи и продуктов осмоления придает хлористому аллилу-сырцу темную окраску. Количество последних не всегда одинаково и меняется от десятых долей до нескольких процентов, соответственно меняется окраска от светло-желтого до темно-коричневого цвета. [c.52] Из химических свойств продуктов, входящих в состав хлористого аллила-сырца, для ректификации наибольшее значение имеют склонность их к осмолению и гидролиз в присутствии воды. Осмоление возможно при длительном нагревании. Чем дольше продукты находятся в зоне высоких температур и чем выше эти температуры, тем больше получается продуктов осмоления (присутствие окислов железа катализирует процесс). Осмолению подвержены в основном непредельные хлорпроизводные пропилена. [c.53] В присутствии воды гидролизуются все хлорпроизводные пропилена, причем повышенная температура и длительное время пребывания продуктов в зоне высоких температур способствуют процессу гидролиза. Например, при 170 °С и 15—17 кгс/см хлористый аллил в присутствии раствора щелочи практически полностью гидролизуется. Этот способ используют в промышленности для получения аллилового спирта. [c.53] При малом содерл ании воды (ниже 0,02%) в хлорпроизводных пропилена гидролиз их настолько незначителен, что практически не приводит к коррозии металлов. При содержании воды в, десятых долях процента и выше получается заметное количество соляной кислоты (pH снижается до 1—2), что очень опасно для большинства металлов, в том числе и для легированных сталей. [c.53] Во многих химических процессах промежуточные или конечные продукты, представляющие собой смеси жидкостей, необходимо разделять на составные компоненты или выделять из них одну или несколько фракций требуемого состава. Для этого смеси жидкостей подвергают перегонке разделяемую жидкую смесь нагревают до кипения, а образующийся пар отбирают и конденсируют. Процесс перегонки основан на том, что жидкости, составляющие смесь, обладают разной летучестью, т. е. при одной и той же температуре давление паров различных компонентов над жидкостью неодинаково. В парах над кипящей жидкостью, состоящей из Нескольких компонентов, легколетучих компонентов содержится больше, чем в жидкости. [c.53] Существующие в промышленности способы перегонки разделяют на простую перегонку (дистилляцию) и ректификацию. [c.53] Дистилляцию используют для отделения легколетучих (низко-кипящих) веществ от нелетучих или малолетучих (высококипящих). Ее применяют для предварительного грубого разделения смесей или для очистки летучих веществ от примесей, смол и загрязнений. [c.53] Если смесь состоит из двух взаимнорастворимых в любых соотношениях компонентов, в зависимости от физических свойств возможны три варианта поведения их при перегонке. [c.54] Смеси 1 и 2 называют азеотропными (или нераздельнокипящи-ми) получить отдельные компоненты в чистом виде путем перегонки таких смесей невозможно. Смеси 3 могут быть полностью разделены на отдельные компоненты путем многократной перегонки. [c.54] Для определения состава пара и температуры кипения смесей строят график по горизонтальной оси откладывают содержание компонентов, а по вертикальной — температуру. На рис. 9 представлены кривые фазового равновесия для смеси хлористого аллила и 1,2-дихлорпропана верхняя кривая — состав паровой фазы, нижняя — состав жидкой фазы. Чистый. хлористый аллил кипит при 44,9 °С, чистый 1,2-дихлорпропан — при 96,4 °С. Если из точки, соответствующей содержанию 70% хлористого аллила и 30% 1,2-дихлорпропана, провести вертикальную линию до пересечения с нижней кривой и затем из этой точки провести горизонтальную линию, то точка пересечения с верхней кривой покажет состав пара (93% хлористого аллила), а точка пересечения с осью ординат — температуру кипения смеси (50 °С). [c.54] Если смесь содержит компоненты с большой разницей температур кипения, как в приведенном примере, то разделить их методом перегонки сравнительно нетрудно. Когда же температуры кипения компонентов различаются на несколько градусов (или даже на несколько десятых градуса), разделение их затруднительно, а иногда практически невозможно, так как разница в составах пара и жидкости становится чрезвычайно малой. [c.54] В промышленной практике чаще всего смеси состоят из нескольких компонентов с различными температурами кипения. Если все компоненты смеси полностью растворимы друг в друге, то, как и в случае двойной смеси, пары над кипящей многокомпонентной смесью будут содержать больше низкокипящих компонентов. Это свойство позволяет разделять методом ректификащ1и любые многокомпонентные системы, не образующие азеотропные смеси. [c.55] Простая перегонка может быть осуществлена периодически и непрерывно (рис. 10). При периодическом процессе в перегонный куб 1 загружают определенное количество смеси и доводят ее до кипения. Образующиеся пары выводят из куба и конденсируют. Сначала пары содержат в основном низкокипящие компоненты по мере испарения их из исходной смеси пары обогащаются более высококипящими компонентами и температура в кубе повышается. Фракции, содержащие тот или иной компонент, отбирают после конденсатора. Для некоторого увеличения чистоты отгоняемых фракций применяют дефлегмацию над кубом устанавливают дефлегматор 2, в котором частично конденсируют отгоняемые пары. Поскольку в дефлегматоре в первую очередь конденсируются высококипящие компоненты, то, регулируя степень дефлегмации, можно добиться еще некоторого увеличения содержания низкокипящего компонента в парах. [c.55] При непрерывном процессе исходную смесь подают в куб непрерывно, а пары определенного установившегося состава выводят и конденсируют. Из куба непрерывно отводят часть продукта, имеющего концентрацию высококипящего компонента выше, чем в исходной смеси. [c.55] Простой перегонкой не удается достичь полного разделения перегоняемой смеси на отдельные, достаточно чистые компоненты. Для четкого разделения смесей применяют ректификацию. [c.55] Рек тификацию проводят в аппаратах колонного типа, имеющих внутри горизонтальные тарелки или специальную насадку. Тарелки либо снабжены колпачками (рис. 11), либо имеют отверстия различной формы (перфорацию) в последнее время широко применяют клапанные тарелки. Ректификационная колонна разделена тарелками на секции каждая секция выполняет такую же роль, как аппарат простой перегонки. [c.55] Схема колпачковых тарелок. [c.56] И температура кипения жидкости на тарелках чем выше расположена тарелка, тем меньше в жидкости высококипящего компонента и тем ниже температура кипения. Избыток жидкости перетекает вниз с тарелки на тарелку через переточные трубы или карманы , при этом жидкость обогащается высококипящим компонентом. [c.56] Для того чтобы на выходе из колонны получать пар, состоящий целиком из низкокипящего компонента, необходимо, чтобы жидкость на верхней тарелке была того же состава. Верхняя тарелка должна непрерывно пополняться низкокипящим компонентом При этом жидкость с верхних тарелок будет непрерывно перетекать на нижние. Подача жидкости на верхнюю тарелку осуществляется путем возврата части сконденсированных паров, уходящих из колонны. Жидкость, стекающая с верхних тарелок на нижние, называется флегмой, а аппарат, в котором конденсируются уходящие из колонны пары, называется дефлегматором. Отношение количества флегмы к количеству отбираемого дистиллята называется флегмовым числом. Чем меньше разница в температурах кипения разделяемых продуктов и чем выше требования к чистоте отгоняемого продукта, тем большим должно быть флег-мовое число. [c.56] Вернуться к основной статье