Разделение жидкостей с близкими точками кипения

При рассмотрении диаграмм равновесия однородных в жидкой фазе азеотропов было установлено, что в некоторых случаях равновесная температура кипения жидкого раствора компонентов, характеризующихся при обычных температурах свойством частичной растворимости, может оказаться выше их критической температуры растворения. Тогда система приобретает свойства положительного азеотропа, однородного в жидкой фазе, с минимумом точки кипения (см. фиг. 15). С другой стороны, там же указывалось, что при фракционировке подобного, однородного в жидкой фазе азеотропа, независимо от начального состава а исходной смеси, продуктами разделения будут либо один, либо другой компонент системы в практически чистом виде и азеотроп состава или пар, близко подходящий к нему по составу. При этом азеотроп обязательно будет верхним продуктом колонны, так как он кипит при более низкой температуре, чем оба компонента системы. Превзойти наверху колонны состав у азеотропа не представляется возможным, ибо, как известно, составы жидкости и пара в азеотропической смеси равны и неизменны, температура ее выкипания и конденсации постоянна и поэтому при достижении этой точки ректифицирующая работа колонны сейчас же прекращается. [c.133]

Уже на ранних стадиях развития перегонки было признано, что простая перегонка не пригодна для разделения жидкостей с близкими точками кипения, в связи с чем были разработаны примитивные конструкции для фрак- [c.6]

Многие изомеры органических соединений или смеси, компоненты которых имеют близкие точки кипения, не могут быть разделены методами обычной кристаллизации в связи с образованием эвтектик и твердых растворов. Подобные смеси встречаются, например, в нефтяной промышленности [5]. Их разделение, однако, возможно в том случае, когда введение новых компонентов изменяет соотношение между жидкой и твердой фазами. Чаще всего добавляемый компонент является жидкостью, служащей в качестве экстрагента. Сочетание экстракции с кристаллизацией получило название экстрактивной кристаллизации . [c.297]

Дистилляция (ректификация) — разделение двух- или многокомпонентных смесей на отдельные компоненты или фракции с близкими точками кипения путем испарения жидкостей и последующей конденсации образовавшихся паров. [c.155]

Если же возникает необходимость выяснить влияние природы неподвижной фазы на хроматографическое разделение, то следует выбирать жидкости, в которых коэффициенты активности двух веществ значительно различаются между собой. Это особенно важно, если разделяемые смеси состоят из веществ, имеющих одинаковые или близкие температуры кипения и, следовательно, практически одинаковые упругости пара. В этих случаях коэффициенты активности количественно выражают взаимодействие между молекулами растворенных веществ и растворителя— неподвижной жидкой фазы. Поэтому отношением коэффициентов активности можно охарактеризовать селективность неподвижной фазы. [c.61]

Отделение друг от друга жидкостей с близкими температурами кипения осуществляется обычно в разделительных колоннах. Основной задачей такой колонны является создание потока пара (П), направленного вверх, и потока жидкости (Ж), стекающей вниз (рис. И-7). Для обоих потоков при помощи специальных приспособлений — тарелок — обеспечиваются условия наиболее тесного соприкосновения, что ведет к постоянному обмену молекулами. При этом у вещества с более низкой точкой кипения (например, азота) молекулы чаще попадают в поток пара, а с более высокой (например кислорода)— в поток жидкости. Ко лонна работает непрерывно и тем полнее разделяет оба вещества, чем больше в ней тарелок . Обща схема колонны для разделения воздуха показана и а рис. П-18. м [c.40]

Ректификация является распространенным методом разделения и очистки смесей различных продуктов. Если дистилляция основана на процессах испарения и конденсации, то при ректификации, за счет противоточного взаимодействия жидкости и пара,, происходит массо- и теплообмен между ними. Сущность ректификации заключается в многократном обмене компонентами между жидкой и паровой фазами. На каждом элементарном участке поверхности насадки в ректифицирующей части колонки происходит смешение пара с жидкостью. Низкокипящая часть жидкости испаряется, пары наиболее высококипящей части жидкости конденсируются. Таким образом, в результате ректификации в головке колонки собирается легкокипящий компонент, а в кубе — наиболее высококипящий. Разделение смеси будет тем более полным, чем больше поверхность соприкосновения пара с жидкостью. С помощью ректификации можно разделять компоненты близкими температурами кипения (с разницей до 0,5 °С). Эффективность разделения зависит в основном от конструкции колонки, типа насадки и рабочих параметров прибора. [c.219]

Для очень больших установок, где имеются большие количества остаточного газа на 1 от этиленового продукта, могут быть использованы центробежные расширительные машины. Возврат энергии представляет только побочный интерес, основное внимание должно быть уделено получению очень низких температур. Использование расширительных машин ведет к другой трудности. Если расширительный вентиль заменить детандером, то будет происходить конденсация углеводородов внутри самой машины. В условиях конденсирующейся смеси требуется довольно сложная система подогрева газа, чтобы не происходило его конденсации или она была минимальной. Хотя газ сушится окисью алюминия, температура в деметанизаторе держится ниже точки образования льда в обычных промышленных осушителях. Температура газов, покидающих осушители, должна быть порядка —46° при действующем давлении. Практически в установках проблема удаления влаги решается инжекцией метанола. Опытным путем найдено, что если сырье поступает при —98°, образование льда в колонне может быть устранено. Устанавливаются два теплообменника для подачи сырья, каждый из них действует периодически. Конструируется большое количество установок низкотемпературного разделения этилена с использованием трубчатых теплообменников. Конструируются они из нержавеющей стали с расчетом увеличить поверхность теплообмена по отношению к объему, что улучшает обмен и позволяет делить жидкости с близкими температурами кипения. [c.95]

О свойствах новых разделительных жидкосте , характеризующих их селективность, будет в дальнейшем сообщено подробнее. На примере двух жидкостей, кипящих при близких температурах, а именно циклогексана (т. кип. 80,8° С) и бензола (т. кип. 80,1° С) покажем, каким количеством разделяемых веществ может быть нагружена селективная разделительная жидкость без того, чтобы произошло перекрытие отдельных полос. Поскольку препаративная газовая хроматография проводится в условиях перегрузки, необходимо специально следить за тем, чтобы температура разделения лежала не ниже точек кипения разделяемых соединений, так как иначе конденсация может привести к нежелательному вымыванию стационарной жидкости. Удерживаемые объемы обоих упомянутых жидкостей различаются в 6 раз. Соответственно этой большой разнице на колонке диаметром 4 см можно разделять до 80 г смеси бензол — циклогексан без того, чтобы происходило перекрытие полос. [c.8]

Следует еще раз отметить, что подбором необходимого количества неполярной жидкости можно получить колонку, на которой не происходит разделение циклических соединений и диенов или моноолефинов, имеющих близкие температуры кипения. Разделение на такой колонке основано лишь на точках кипения. [c.105]

Из сказанного выще вытекает, что разделение двух веществ при заданных условиях зависит как от различия в их точках кипения, так и от отклонения их растворов в неподвижной жидкости от идеальных. В случае неподвижных фаз, не вызывающих индукционных сил, соединения разделяются главным образом в соответствии с их точками кипения если жидкость вызывает поляризацию, имеет значение как температура кипения, так и характер соединений. Вещества, близкие по температурам кипения и строению, разделяются с трудом. Вещества с различными точками кипения и различным строением можно разделить только при условии, если эти два эффекта взаимно не компенсируются. [c.238]

Процессы конденсации и испарения уменьшают радиальный градиент температур в камере разделения. Если смесь содержит компоненты с близкими температурами кипения, то радиальное перемешение капли жидкости сопровождается увеличением концентрации выше-кипяш его компонента в жидкости. Встречное перемещение газовой фазы сопровождается снижением концентрации этого компонента в газовой смеси, т. е. в данном случае процесс энергетического разделения сопровождается и сепарацией жидкой фазы, и процессом ректификации смеси на отдельные компоненты. [c.131]

Паросодержания подсчитывались из теплового баланса в предположении, что между фазами отсутствует скольжение. Температура жидкости на входе и на выходе из трубы измерялась термопарами. Опыт начинался, когда температура жидкости на выходе была немного ниже температуры насыщения. При этом тепловой поток медленно увеличивался при постоянных значениях расхода жидкости, температуры на входе и давления в контуре. Когда устанавливалось кипение жидкости, температура поверхности при увеличении теплового потока изменялась значительно медленнее. При дальнейшем увеличении теплового потока и паросодержания температура верхней образующей стержня принимала значения, близкие к величине выходной температуры, а затем заметно повышалась (коэффициент теплоотдачи падал). Тепловой поток увеличивался до тех пор, пока температура стержня не приближалась к точке плавления серебряного припоя, приваривающего термопары к стержню. В расчет принимались только величины, измеренные на выходе из экспериментального участка. Поэтому значения теплового потока, весовой скорости, паросодержания и коэффициента теплоотдачи рассчитывались для выходного сечения. Авторы предполагали, что плавный переход от пузырькового кипения к пленочному вдоль верхней образующей греющего стержня происходил вследствие разделения фаз в горизонтальной трубе. Этот переход хорошо воспроизводился. [c.57]

Однако разделение компонентов является следствием различия не столько в полярности, сколько в температурах кипения. По этой причине гексадекановая колонка весьма пригодна для разделении и анализа фреонов и хлорпроизводных метана. Если применяют распределительную жидкость с более высокой полярностью, че.м гексадекан, например, бензиловый эфир, то возникает иной эффект компоненты пробы с низкой полярностью быстрее проходят через колонку, чем это можно было бы ожидать. Это видно И5 сравнения хроматограммы на рис. 24 с хроматограммой А на рис. 25. Компоненты одни и те же, а распределительные жидкости различны. В случае применения жидкой фазы — бензилового эфира продолжительность элюации будет меньше, чем на гексадекане, хотя длина колонки меньше, а скорость потока газа-носнтеля ниже. Распределительные жидкости с относительно высокой полярностью весьма пригодны для разделения веществ с близкими [c.64]

Удобным и широко применяемым методом сушки растворителей является фракционированная перегонка. Возможность и эффективность применения этого метода в отношении органических растворителей определяются несколькими факторами. Чем больше различие между температурами кипения воды и органической жидкости и чем эффективнее дистилляционная колонка, тем более СУХИМ при прочих равных условиях будет отгоняемое соединение. Многие соединения образуют с водой азеотропные смеси [905, 906]. Если соединение и вода взаимно нерастворимы, то азеотропы можно использовать для удаления воды. Если растворитель и вода не образуют азеотропной смеси, но их температуры кипения настолько близки, что эффективное разделение осуществить не удается, или же если растворитель и вода образуют азеотропную смесь с температурой кипения, слишком близкой к температуре кипения растворителя, то часто оказывается возможным добавить третий компонент, образующий тройную азеотропную смесь, и с ее помощью провести разделение. Так, например, [c.265]

Подлежащая разделению бинарная смесь Су начального состава Хр вводится на некоторую промежуточную по высоте колонны тарелку (или промежуточную точку по высоте насадочной колонны). Смесь подается при температуре ее кипения (или близкой к ней). В кубе-испарителе из кипящей в нем кубовой жидкости непрерывно образуется пар. Чтобы поддержать энергоемкий процесс парообразования, в куб необходимо подавать греющий водяной пар ( )), при конденсации которого выделяется необходимая теплота. [c.420]

В точке аг начинаем отбирать фракцию П, а прекращаем ее отбор в точке 3, естественно, соответствующей раствору, еще более обедненному вторым компонентом. Состав фракции П будет где-то между 1/2 и у . При дальнейшем кипении кипящая при все более высокой температуре жидкость и отбираемые фракции обедняются вторым компонентом и обогащаются первым. Последние капли кипящей жидкости содержат уже почти чистый первый компонент. После разделения первоначального раствора на фракции производим перегонку этих фракций. Так, при закипании фракции I состава Сх образующийся пар имеет состав, соответствующий точке т. е. сильно обогащенный вторым компонентом. Этим путем, разгоняя отдельные фракции, объединяя фракции, близкие по составу, можно в конце концов разделить раствор на чистые компоненты. Однако, как уже говорилось, это возможно, если на кривых давление пара — состав или температура кипения — состав — нет экстремумов, появляющихся при больших отклонениях от закона Рауля. [c.303]

Прекратим отбор фракции I, когда состав жидкости станет равным N2, в точке 02. Поскольку последняя капля конденсата имеет состав, соответствующий точке 2. т. е. г/2, состав отобранной фракции I будет находиться где-то между Ух и г/г- Поскольку это уже будет жидкий раствор, отметим его состав точкой Сх-В точке 02 начинаем отбирать фракцию П, а прекращаем ее отбор в точке Оз, естественно, соответствующей раствору, еще более обедненному вторым компонентом. Состав фракции 11 будет где-то между г/а и г/3. При дальнейшем кипении кипящая при все более высокой температуре жидкость и отбираемые фракции обедняются вторым компонентом и обогащаются первым. Последние капли кипящей жидкости содержат уже почти чистый первый компонент. После разделения первоначального раствора на фракции производим перегонку этих фракций. Так, при закипании фракции I состава Сх образующийся пар имеет состав, соответствующий точке ёх, т. е. сильно обогащенный вторым компонентом. Этим путем, разгоняя отдельные фракции, объединяя фракции, близкие по составу, можно в конце концов разделить раствор на чистые компоненты. Однако, как уже говорилось, это возможно, если на кривых давление пара — состав или температура кипения — состав — нет экстремумов, появляющихся при больших отклонениях от закона Рауля. [c.303]

Кристаллизация занимает почетное место в ряду промышленных процессов производства чистых химических веществ. Наряду с тем, что окончательный продукт кристаллизации обладает привлекательным внешними данными, кристаллизация часто оказывается самым дешевым, а иногда и самым легким способом получения чистого вещества из раствора, содержащего примеси. Обычным методом дистилляции нельзя разделить жидкости с близкими точками кипения или же те, которые образуют азеотропы, а кристаллизацией часто достигается их полное разделение. Из1вестно, что в нефтяной промышленности обращается большое внимание на процесс кристаллизации, оообенно в трудных случаях разделения. [c.214]

Как было указано в гл. 4 и 6, при дробной кристаллизации двухкомпонентной системы, которая образует эвтектическую смесь, может быть получен только один компонент в чистом виде. Многие углеводородные изомеры или смеси с близкими точками кипения, которые встречаются в нефтяной промышленности, образуют эвтектики, и это ограничивает применение обычных методов кристаллизации для разделения таких смесей. Однако, если можно изменить соотношение между твердой я жидкой фазами путем введения в двухкомпонентную систему третьего компонента, то часто можно с помощью ряда этапов кристаллизации разделить эти два компонента и получить их в чистом виде. Третий добавляемый компонент обычно является жидкостью и называется экстрагирующим растворителем (экстрагентом), а сам процесс известен под названием экстрактивной кристаллизации . [c.225]

Теоретические основы, а также. табораторпые методы перегонки описаны в томе IV настоящей серии, а также в других работах И J. В данном разделе разбирается техника перегонки малых количеств. Приборы и методы работы разделены по следующим операциям I) простая перегонка, 2) фракционная перегонка 3) фракционная перегонка прн уменьшенном давлении и 4) перегонка с паром. При всех операциях микроперегонкн, как и при микрокристаллизации, важнее всего избежать потерь вещества. В то время как впо.ане возможно очистить 100 мг органического соединения, провести очистку ЮОА, жидкости перегонкой невозможно можно перегнать 1—5 мл жидкости с хорошими результатами, однако этого нельзя добиться при перегонке микроколичеств, несмотря па большое число предложенных приборов различных тшюв. Причина этого в самой природе перегонки. Нагревание жидкости приводит к ее частичному разложению конденсация паров жидкости на поверхности сосуда сопровождается образованием, пленки на стекле, что влечет неизбежный возврат дистиллата. С другой стороны, попытки уменьшить площадь конденсации приводят к ухудшению разделения компонентов жидкости. Эти обстоятельства заставляю 1 обращать особое внимание на выбор аппаратуры и техники перегонки При работе с малыми количествами жидкостей, когда точки кипения близки или образуются азеотропные смеси, следует прибегать к хроматографическим методам, как описано в последней части настоящей главы. [c.51]

Применение экстракции для очистки сточных вод ограничивается рядом условий. Экстрагент должен обладать высокой растворяющей способностью по отношению к ПАВ, иметь очень низкую растворимость в воде, должен быть малотоксичным, не должен вступать с веществами, растворенными в воде, в химические реакции удельный вес экстрагента дола<ен максимально отличаться от удельного веса сточной жидкости. Близкие значения способствуют образованию стойких эмульсий, особенно вблизи раздела фаз. Если разделение рафи-пата н экстрагента происходит обычной декантацией, то не важно, легче илн тяжелее воды экстрагент. Если же регенерацию экстрагента хотят проводить Д1 стилляцней, последний должен иметь малую плотность и заметно меньшую, чем у воды, температуру кипения. [c.127]

После того как определены требования, предъявляемые к физическим свойства неподвижной жидкости, следует подобрать жидкость с хорошими коэффициентами разделения анализируемых веществ. Обычно достаточна величина а, равная примерно 1,1 или выше. Степень разделения зависит от эффективности колонки, выраженной числом тарелок. Для разделения соединений с одинаковой. полярностью и различными точками кипения лучше подходит неполярная фаза. Наиболее часто употребляемыми жидкостями такого рода являются сквалан, апиезоновые смазки, силиконовое масло и эфиры высокомолекулярных спиртов и двуосновных кислот. Для разделения веществ с различной полярностью, т. е. отличающихся друг от друга по степени ненасыщенности и степени ароматизации, следует применять полярную жидкость, например полиэтиленгликоли, полимеры сложных эфиров, получаемые из двуосновных кислот с короткими цепями и двухатомных спиртов, простые и сложные эфиры углеводов и производные эти лен диаминов. Иногда для разделения близких по свойствам олефинов используют сильно полярные жидкости, например растворы нитрата серебра в этиленгликоле. Часто можно получить хорошее разделение, когда растворитель способен образовывать дополнительные валентные связи с одним или несколькими растворенными веществами. В некоторых случаях лучшее разделение достигается на двух последоватадьно соединенных колонках, заполненных различными неподвижными фазами, чем на любой одной из этих колонок. Близкие результаты получают иногда при смешении этих двух жидкостей и применении одной колонки. [c.40]

Когда вихревая труба работает на газовой смеси и в камере разделения один или несколько компонентов претерпевают фазовые превращения, характер изменения температуры отличается от рассмотренного. Уменьшается перепад температур АТх из-за конденсации жидкости в приосевом потоке камеры разделения (более подробно этот вопрос рассмотрен в гл. 3). Если температуры кипения компонентов смеси различаются значительно, минимальная температура охлажденного потока совпадает с температурой кипения низкокипящего компонента. Следует отметить, что если точка замерзания примесей выше температуры нагретого потока, то нарушается нормальная работа вихревой трубы из-за отложения твердого осадка на стенках сопла и камеры разделения. При работе на смеси, состоящей из компонентов с малоразличающимися температурами кипения, происходит не только температурное и фазовое, но и компонентное разделение смесей. Тогда при работе в двухфазной области температура потока близка к температуре кипения жидкости при давлении и концентрации, совпадающих с их значениями для рассматриваемого потока. [c.27]

Природа неподвижной жидкости. В гл. 1 были рассмотрены основные силы взаимодействия между молекулами растворителей и растворенных веществ, определяющие качество разделения в газо-жидкостной хроматографии. Если растворитель и сорбат (или хотя бы один из них) неполярны, то решающую роль играют силы дисперсионного взаимодействия. В пределах групп сорбатов близкого строения эти силы, как правило, больше для веществ с более высокой температурой кипения (см. рис. 2.8, а). При разделении как углеводородов, так и сорбатов. включающих гетероатомы на колонках с неполярными неподвижными фазами ненасыщенные соединения элюируются раньше, чем насыщенные с таким же числом углеродных атомов в -. олекулах, причем гранс-изомеры, как правило, имеют величины удерживания несколько большие, чем цыс-изомеры. Это же относится и к изомерам нафтеновой структуры. Сорбаты с разветвленным углеродным скелетом элюируются раньше соответствующих сорбатов норлтального строения, причем увеличенгю степени разветвления влечет за собой уменьшение Задерживания. Это справедливо, как правило, не только для случая неполярных неподвижных фаз. [c.79]

Испарители всегда разделяются по температурам кипения, и поэтому минимальное их число соответствует числу температур кипения, имеющихся в системе охлаждения хладоносителем. Если для данной температуры кипения предусматривается несколько достаточно крупных потребителей, то для удобства эксплуатации целесообразно выбирать число испарителей по числу таких потребителей холода, например на отдельные этажи, на охлаждение однотипных аппаратов и т. п. (с образованием относительно независимых узлов схем хладоносителя). В этом случае число рассольных насосов должно соответствовать числу испарителей. При таком разделении резкие колебания нагрузки или неполадки в работе оборудования у какого-либо из потребителей. меньше отражаются на других объектах при выключении одного потребителя или части потребителей не приходится работать одним, более мощным насосом, что вызвало бы излишний расход энергии. Наличие резервного насоса является в большинстве случаев оправданным, так как тогда предусматривается лишь частичный резерв, а не 100%-ный, как это могло быть при установке общего насоса. Что касается выбора типа испарителя, то следует стремиться к установке закрытых испарителей, а открытые применять или в системе с открытыми охлаждающими приборами, расположенныьш на разных уровнях, или при необходимости охлаждать жидкости до температуры, близкой к температуре отвердевания, так как в закрытых испарителях (за исключением специально для этой цели выпускаемых кожухозмеевиковых испарителей) трудно избежать вредных последствий от возможного замерзания жидкости в трубах. [c.298]

Разделение смеси жидкостей при помоши фракционированной перегонки невыполнимо и тогда, когда температуры кипения составных частей очень близки между собою. Принцип зтого метода разделения основывается на различной летучести составных частей смеси, вследствие чего одна составная часть перегоняется раньше другой. Но если вещества имеют приблизительно одинаковую температуру кипения, то упругость их паров до тигает величины одной атмосферы приблизительно при одной и той же температуре, другими словами, вещества эти почти одинаково летучи. Поэтому и в этом случае фракционировка не приводит к цели. [c.19]