Гетероазеотроп
Гетероазеотроп азеотроп — это , в котором паровая фаза сосуществует с двумя жидкими фазами. Эскиз кривой равновесия Tx/y типичной гетероазеотропной смеси
Примеры гетероазеотропов
[ редактировать ]- Бензол - Вода NBP 69,2 °C
- Дихлорметан - Вода NBP 38,5 °C
- н-Бутанол - Вода NBP 93,5 °C
- Толуол - Вода NBP 82 °C
Непрерывная гетероазеотропная дистилляция
[ редактировать ]Гетерогенная перегонка означает, что во время перегонки жидкая фаза смеси несмешивается. В этом случае на тарелках могут находиться две жидкие фазы, а верхний пароконденсат расщепляется на две жидкие фазы, которые можно разделить в декантере. Простейшим случаем непрерывной гетероазеотропной перегонки является разделение бинарной гетерогенной азеотропной смеси. В этом случае система содержит две колонны и декантатор. Свежий корм (AB) добавляется в первый столбец. (Сырье также можно добавлять непосредственно в декантатор или во вторую колонну в зависимости от состава смеси). Из декантера фаза, обогащенная А, отводится обратным холодильником в первую колонну, а фаза, обогащенная В, отводится обратным холодильником во вторую колонну. Это означает, что в первом столбце выдается «А», а во втором столбце — «В» в качестве нижнего продукта. В промышленности с помощью этого метода разделяют смесь бутанола и воды.
В предыдущем случае бинарная система образует уже гетерогенный азеотроп. Другое применение гетероазеотропной дистилляции — разделение бинарной системы (АБ) с образованием гомогенного азеотропа. В этом случае к смеси добавляют азеотропную смесь или растворитель для образования гетероазеотропа с одним или обоими компонентами, чтобы облегчить разделение исходной смеси AB.
Периодическая гетероазеотропная перегонка
[ редактировать ]Периодическая гетероазеотропная перегонка является эффективным методом разделения азеотропных и смеси с низкой относительной летучестью (низким α). Третий компонент (азеотропин, Е) добавляется к бинарная смесь AB, которая делает возможным разделение A и B. Азеообразователь образует гетероазеотроп по крайней мере с одним (а предпочтительно только с одним (селективным азеотропом)) из оригинальные компоненты. Основными частями обычных ректификационных колонн периодического действия являются следующие: - кастрюля (включая ребойлер) - столбец - конденсатор для конденсации верхнего пара - приемники продуктов - (кормят трейнера) При гетероазеотропной перегонке оборудование комплектуется декантатором, в котором происходит разделение двух жидких фаз.
Возможны три различных случая добавления азеотропина:
1. Пакетное добавление атрейнера: общее количество атрейнера добавляется к загрузке перед началом процедуры.
2. Непрерывная подача азеосорбента: общее количество атерейнера непрерывно вводится в колонну.
3. Смешанное добавление азеообразователя: сочетание периодического добавления и непрерывной подачи азеотропообразователя. Одну часть азеотропообразователя добавляли в шихту перед началом перегонки, а другую часть - непрерывно в процессе перегонки.
В последние годы периодическая гетероазеотропная дистилляция приобрела известность, поэтому было опубликовано несколько исследований. Гетероазеотропную периодическую дистилляцию исследовали с помощью технико-экономического обоснования, строгих симуляционных расчетов и лабораторных экспериментов. Анализ осуществимости проведен в Modla et al. [ 1 ] [ 2 ] и Родригес-Донис и др. [ 3 ] для разделения низколетучих и азеотропных смесей методом гетерогенной ректификации в ректификаторе периодического действия. Родригес-Донис и др. [ 4 ] были первыми, кто разработал правила отбора инструкторов. Методы осуществимости были расширены и модифицированы Родригесом-Донисом и др., [ 5 ] Родригес-Донис и др. (2005), Скурас и др., [ 6 ] [ 7 ] и Ланг и Модла. [ 8 ] Варга [ 9 ] применила эти технико-экономические обоснования в своей диссертации. Результаты эксперимента были опубликованы Родригесом-Донисом и др., [ 10 ] Сюй и Ванд, [ 11 ] Ван Каам [ 12 ] и другие.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Модла Г., П. Ланг, К. Молнар, «Периодическая гетероазеотропная ректификация смеси с низкой относительной летучестью при непрерывной подаче азеотропина», 6-й Всемирный конгресс химической инженерии, Мельбурн, Австралия, (2001).
- ^ Модла Г., П. Ланг, Б. Котай и К. Молнар, «Периодическая гетероазеотропная ректификация смеси с низкой относительной летучестью при непрерывной подаче азеообразователя», AICHE J., 49., 2533-2552 (2003).
- ^ Родригес-Донис И., В. Гербо и К. Джоулия, «Возможность гетерогенной периодической дистилляции», AIChE J., 48, 1168–1178, (2002).
- ^ Родригес-Донис И., Э. Пардилло-Фонтдевила, В. Гербо и Х. Джоулия, «Синтез, эксперименты и моделирование процессов гетерогенной периодической дистилляции», Comp. хим. англ. Ред. 4-6, 799, (2001а).
- ^ Родригес-Донис И., А. Дж. Эскихароса, В. Гербо и Х. Джоулия, «Разделение азеотропных смесей с минимальной температурой кипения с помощью процессов экстрактивной периодической дистилляции с гетерогенными азеотропными веществами», AIChE J., 49, 3074-3083, (2003).
- ^ Скурас С., В. Кива и С. Скогестад, «Возможные разделения и правила выбора азеотропного агента для гетероазеотропной периодической дистилляции», Chemical Engineering Science, 60, 2895. (2005).
- ^ Скурас С., С. Скогестад и В. Кива, «Анализ и контроль гетероазеотропной периодической дистилляции», журнал AIChE, 51 (4), 1144-1157. (2005).
- ^ Ланг П., Г. Модла: «Обобщенный метод определения гетерогенных областей периодической перегонки», Chem. англ. наук, 61, 4262-4270 (2006)
- ^ Варга В. «Периодическая экстрактивная ректификация в ректификационной колонне и в обратной колонне». Кандидатская диссертация, ИЯФ-Тулуза, Франция. http://ethesis.inp-toulouse.fr (2006).
- ^ Родригес-Донис, И., Акоста-Эскихароса И., Гербо В., Пардилло-Фондевила Э., Джоулия, Х., «Разделение смеси н-гексана и этилацетата азеотропной периодической перегонкой с гетерогенными азеотропными агентами». Химическая инженерия и обработка. 44, 131–137. (2005)
- ^ Сюй, С. Л. и Х. И. Ванд, «Разделение смесей трет-бутилового спирта и воды с помощью процесса гетерогенной азеотропной периодической дистилляции», Chem. англ. Техн., 29, 113 (2006).
- ^ Р. Ван Каам, Родригес-Донис И., В. Гербо, «Гетерогенная экстракционная периодическая перегонка хлороформа - метанола - воды: осуществимость и эксперименты», Chem. англ. Sci., 63, 78-94, (2008).