метиловый спирт адсорбция ректификация

В технологическом процессе, в средствах технической экологии в качестве отхода производства, промежуточного продукта могут образоваться растворы из двух летучих жидкостей, взаимно растворимых во всей области концентраций (вода - уксусная кислота, ацетон - вода и др.)[4]. Например, такие растворы в процессах адсорбции на стадии десорбции являются конечными продуктами. Чтобы этот раствор не создавал новой экологической опасности, его необходимо разделить на компоненты, которые затем вернуть в производство[4]. Высокой степени разделения однородных жидких смесей на компоненты можно достигнуть путем ректификации.

Сущность процессов, из которых складывается ректификация, и получаемые при этом результаты можно проследить с помощью t - х - у -диаграммы (рисунок 3.1). Нагрев исходную смесь состава х1 до температуры кипения, получим находящийся в равновесии с жидкостью пар (точка b). Отбор и конденсация этого пара дают жидкость состава х2 обогащенную НК (х2>х1). Нагрев эту жидкость до температуры кипения t2, получим пар (точка d), конденсация которого дает жидкость с еще большим содержанием НК, имеющую состав х3, и т. д. Проводя таким образом последовательно ряд процессов испарения жидкости и конденсации паров, можно получить в итоге жидкость (дистиллят), представляющую собой практически чистый НК. Аналогично, исходя из паровой фазы, соответствующей составу жидкости х3, путем проведения ряда последовательных процессов конденсации и испарения можно получить жидкость (остаток), состоящую почти целиком из ВК. В простейшем виде процесс многократного испарения можно осуществить в многоступенчатой установке, в первой ступени которой испаряется исходная смесь. На вторую ступень поступает на испарение жидкость, оставшаяся после отделения паров в первой ступени, в третьей ступени испаряется жидкость, поступившая из второй ступени (после отбора из последней паров), и т. д. Аналогично может быть организован процесс многократной конденсации, при котором на каждую следующую ступень поступают для конденсации пары, оставшиеся после отделения от них жидкости (конденсата) в предыдущей ступени. При достаточно большом числе ступеней таким путем можно получить жидкую или паровую фазу с достаточно высокой концентрацией компонента, которым она обогащается. Однако выход этой фазы будет мал по отношению к ее количеству в исходной смеси. Кроме того, описанные установки отличаются громоздкостью и большими потерями тепла в окружающую среду. Значительно более экономичное, полное и четкое разделение смесей на компоненты достигается в процессах ректификации, проводимых обычно в более компактных аппаратах - ректификационных колоннах.

Процесс ректификации осуществляется путем многократного контакта между неравновесными жидкой и паровой фазами, движущимися относительно друг друга.

Рисунок 3.1 Изображение процесса разделения бинарной смеси путем ректификации на диаграмме t- x- у.

При взаимодействии фаз между ними происходит массо- и теплообмен, обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта компоненты перераспределяются между фазами: пар несколько обогащается НК, а жидкость - ВК. Многократное контактирование приводит к практически полному разделению исходной смеси.

Таким образом, отсутствие равновесия (и соответственно наличие разности температур фаз) при движении фаз с определенной относительной скоростью и многократном их контактировании являются необходимыми условиями проведения ректификации.

Еще статьи по теме

Оценка экологических последствий аварий атомных электростанций на примере Чернобыльской АЭС и Фукусима-1
Целью дипломной работы является оценка влияния радиоактивных изотопов, попавших в окружающую среду в результате Чернобыльской катастрофы и катастрофы на АЭС «Фукусима-1» на человека и живую природу, позволяющее определить необходимые меро ...

Накопление хрома в донных отложениях водоёмов пригородной зоны отдыха
Ключевые слова: тяжелые металлы, микроэлементы, хром, донные отложения, осадки, седиментогенез, загрязнение, водоемы, озера. Объект исследований: донные отложения водоемов города Гомеля. Метод исследования: эмиссионный спектральный ...