* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

1155 ДИСТИЛЛЯЦИЯ х 1156 экенной в куб ж и д к о й смеси с концентрацией х м о л я р н ы х долей н и з к о к и п я щ е г о компонента равно w кг-молей, а количество кубового остатка с концентра­ ц и е й х р а в н о WQ кг-молей, то с р е д н я я к о н ц е н т р а ц и я дистиллята определяется ур-нием x 0 а) При этом соотношение между количеством кубового остатка и его концентрацией описывается уравнением w J XQ 0 у — X (2) где у — концентрация пара, равновесного жидкости, содержащей х молярных долей низкокипящего компо­ нента. В общем случае решение интеграла последнего ур-ния производится графически при помощи диа­ граммы равновесия у — х . В тех случаях, когда зависимость у от х может быть выражена простым ур-нием, ур-ние (2) может быть проинтегрировано. Так, напр., в случае бинарных смесей, подчиняющихся закону Рауля: а-Х ,о с противоточной дефлегмацией (рис. 3). Образующиеся при этом пары частично конденсируются, конденсат непрерывно возвращается в куб, а остаток паров отводится в виде ди­ стиллята. ЭтИМДОСТИ ^дефлегматор гается большее обогашение дистиллята -конденсатор низкокипящими ком­ понентами, т. к. при частичной конденса­ Т ции (дефлегмации) па­ ров преим. конденси­ сборник& куб руются вышекипящие компоненты. Практич. применение р ассмот- Рис. 3. Схема комбинированного дистилляции ренных процессов Д. процесса простой дефлегмацией. с противоточной ограничено смесями с высокими, коэффициентами разделения. Дистилляционные кубы обычно представляют собой вертикаль­ ные или горизонтальные котлы, снабженные различ­ ными поверхностями теплообмена для парового или газового нагрева. Выбор металла (сталь, чугун, цвет­ ные металлы и т. д.) для кубов обусловливается гл. обр. агрессивностью дистиллируемых жидкостей. При газовом нагреве для увеличения активной поверхности куба и выпаривания дистиллируемой жидкой смеси в тонком слое часто применяют кубы с вогнутыми днищами, широко используемые в уста­ новках для дистилляции смол. Ввиду ограниченной поверхности нагрева дистилляционных кубов с паро­ выми рубашками более целесообразны кубы с внутрен­ ними нагревательными змеевиками или трубчатыми нагревательными элементами. При высоких темп-рах кипения дистиллируемой жидкости для обогрева часто используют высококипящие жидкие органиче­ ские теплоносители (дифенил, дифениловый эфир и др.), к-рые отличаются более мягким режимом нагрева, большим коэфф. теплопередачи и гибкостью регулировки процесса. Р а в н о в е с н а я Д. (однократное испарение), часто применяющаяся в нефтяной пром-сти, харак­ терна испарением части жидкости и продолжительным контактом образовавшихся паров с неиспарившейся жидкостью до достижения фазового равнове­ сия. Разделяемая смесь проходит по трубам, обо­ греваемым снаружи то­ почными газами (рису­ нок 4). Образовавшаяся при этом парожидкостная смесь, близкая к равно­ весному состоянию, по­ ступает в сепаратор для механич. отделения жид­ 4, Схема процесса равно­ кости от пара. В нек-рых Рис. весной дистилляции. сл уч а я х н агрев сме си в трубах происходит под избыточным давлением; в этом случае жидкость перед входом в сепаратор дополнительно испаряется за счет дросселирования. Пары из сепаратора поступают в конденсатор. По­ скольку при такой Д. образовавшийся пар и жид­ кость близки к равновесию, то из ур-ния материаль­ ного баланса можно определить соотношение между количествами образовавшегося пара П и оставшейся жидкости w 0 где а = — коэфф. разделения — отношение дав­ ления паров низкокипящего компонента А к давле­ нию паров вышекипящего компонента В при одина­ ковой темп-ре. Подставляя значение у в ур-ние (2), получаем ур-ние (4): ГЩ WQ Хр_ / 1— XQ XQ Xi X & (4) Простая Д., осуществляемая по схеме, изображен­ ной на рис. 1, является периодич. процессом. Полу­ непрерывная Д. предполагает непрерывное поступле­ ние в дистилляционный куб го[ кг-молей/час исходной смеси с концентрацией х и отвод такого же количества дистиллята. В этом случае значение х определяют из ур-ния х *д = * Н где ± (°) w — количество смеси, загруженной в куб, а т — продолжительность процесса в часах; связь между w и х описывается ур-нием кг-молей, 0 0 Щ г д е J XQ у-: (6) у к о н ц е н т р а ц и я пара, р а в н о в е с н а я т е к у щ е й концентрации кубовой жидкости. При ф р а к ц и о н н о й Д. (дробной п е р е г о н к е ) (рис. 2), п р и м е н я е м о й д л я р а з д е л е н и я ж и д к о с т е й н а фрак­ ции, к и п я щ и е в у з к и х _ WVW р-А— интер в ал ах т е м п е р а т у р , д и с т и л л я т ы раз­ н ы х составов отводят в несколько сборни­ к о в ( п о е л е д о в а т е л ьно во в р е м е н и ) . При э т о м в сборник I поступа­ ет п е р в а я по в р е м е н и Рис. 2. Схема процесса фракцион- П О р п и я дистиллята, ной дистилляции. наиболее богатая низкокипящими компо­ н е н т а м и , в с б о р н и к I I — менее б о г а т ы й д и с т и л л я т , в с б о р н и к I I I — е щ е менее б о г а т ы й д и с т и л л я т и т . д. В к а ж д о м из этих д и с т и л л я т о в (фракциях) преобладает один или несколько компонентов исходной смеси с повышающимися темп-рами кипения. Д л я улучше­ ния разделения простая Д. часто комбинируется f vV W х 2 0 У-2 — Xi где х и х — начальная и конечная концентрация жидкости, у — концентрация пара, равновесного с жидкостью состава х . Равновесная Д. редко приме­ няется для двухкомпонентных смесей, но часто дает хорошие результаты в случае многокомпонентных 2 2