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

1157 ДИСТИЛЛЯЦИЯ В ТОКЕ ВОДЯН ОГО ПАРА И И Н Е Р Т Н Ы Х ГАЗОВ 1158 смесей, из к-рых можно получить фракции, сильно различающиеся по составу. Лит • Г е л ь п е р и н Н. И., Дестилляция и ректифи­ кация, М.—Л., 1947; К а с а т к и н А. Г., Основные про­ цессы и аппараты химической технологии, 6 изд., М., 1Уэ&; Т р е г у б о в А. М., Теория перегонки и ректификации, 3 изд Баку, 1946; Ц и б о р о в с к и й Я., Процессы хими­ ческой технологии, пер. с польск., М., 1958; K i r s c h b a u m Е Destillier- und Rektifiziertechnik, 2 Aufl., В. [и. а.]. 1950; R o b i n s o n С. S., G r i l l i l a n d Б. R . , Elements of fractional distillation, 4 e d . , N . Y . [a. o.],1950; T r e у b a l R . Б., Mass-transfer operations, N . Y . [a. o.], 1955. H И. Гельперин, В. Л. Пебалк. ДИСТИЛЛЯЦИЯ В ТОКЕ ВОДЯНОГО ПАРА И ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ — применяется при необходи­ мости понижения темп-ры отгонки (особенно при нетермостойких компонентах), а также для отгонки летучих веществ от компонентов с низкой летучестью. Дистилляция с водяным паром производится пропусканием через слой жидкости насыщенного или перегретого водяного пара; при­ менима при взаимной нерастворимости отгоняемо­ го компонента и воды. Периодический процесс (рису­ нок 1, а) проводится в обычных дистилляционных кубах, снабженных Шидность барботером; непрерывПаровая Й — колоннах с насадкой(рис. 1, 6). Водя­ ной пар вводится через барботер и дисперги­ руется на мелкие пу­ зырьки. Образовавшая­ ся смесь паров воды и Остатон] летучего компонента отводится из аппарата Рис. 1. Схема установки для пе­ и подвергается конден­ регонки с водяным паром: о — при периодическом процессе; сации и охлаждению. б — при непрерывном процессе. Конденсат разделяется на два слоя, что облегчает отделение продукта, Если теплоты, заключенной в пропускаемом через жидкость паре, недостаточно для осуществления процесса, то аппараты снаб­ жаются паровыми рубашками для внешнего подогрева. При взаимной нерастворимости воды и дистиллируе­ мой жидкости парциальные давления и концентрации их паров не зависят от состава жидкости. Так как полное давление паровой смеси Р равно сумме пар­ циальных давлений паров компонентов, то Н Ы в Р кипения смеси удобно определять по кривым давления паров (рис. 2), причем давление водяного пара отло­ жено на диаграмме не от 0, а вниз от давления, при к-ром проводится дистилляция (на рис. 2, 700, 300 и 50 мм рт. ст.). Точки пересечения кривых давления водяного пара с кривыми давления пара различных жидкостей указывают искомые темп-ры кипения. При дистилляции водонерастворимых жидких смесей в токе перегретого водяного пара количество послед­ него G кг и низкокипящего компонента G кг в па­ ровой фазе определяют из след. теоретич. соотношения (в этом ур-нии не учитывается расход пара на нагре­ вание и испарение дистиллируемой смеси): (2) н2омн2о H J J 0 A где М и о — мол. веса компонента А и воды. Так как уходящие из аппарата водяные пары практи­ чески не полностью насыщаются парами отгоняемого компонента, то при определении расхода водяного пара G Q в расчет вводят коэфф. насыщения ф — =0,5—0,9, характеризующий степень насыщения водя­ ного пара парами отгоняемого компонента; величина этого коэфф. зависит от свойств дистиллируемого вещества, высоты слоя жидкости над барботером (Я) и размера пузырьков пара (d). Эта зависимость при­ ближенно выражается эмпирич. ф-лой: А Ha _ < = р к ё d = Р А + Р Ъ О (D (3) где е — основание натуральных логарифмов; К — константа, зависящая от свойств дистиллируемого вещества (определяется экспериментально). Если за­ гружаемая исходная жидкая смесь содержит воду, то ее нагревание до темп-ры кипения обычно ведут глухим паром или внешним нагревом, чтобы не обвод­ нять дистиллируемую смесь конденсирующимся барботирующим паром. Для испарения отгоняемого вещества тепло можно подводить частично внешним нагревом и частично барботирующим паром путем его перегрева. При дистилляции с водяным паром компонента, находящегося в нелетучем растворителе, с течением времени изменяется концентрация р-ра, а вместе с ней и парциальное давление перегоняемогокомпонента над р-ром. Для такого процесса ур-ние (2) может быть использовано лишь для бесконечна малого промежутка времени, в след. виде: 1—е dD/drr =p if =(P-p )ip A Hi0 A A A где Р и P Q— давление паров чистого отгоняемого компонента А и воды при темп-ре дистилляции. А HZ (4) где dD и dW —количество водяного пара и летучегокомпонента А в паровой смеси, кг-молъ; р и р— парциальное давление воды и летучего компонента А в паровой смеси в данный момент времени; Р — дав­ ление, при к-ром протекает процесс дистилляции. Если к определенному моменту кубовая жидкость содержит W кг-молъ летучего компонента и И кг-молей нелетучего растворителя, то для идеальных р-ров, согласно закону Рауля: w A н 0 А 7 A В А Р А = W A + W B = Х АА Р ( ) 5 О 20 40 60 80 100 120 Температура, °С 140 160 200 Рис. 2. Диаграмма давления паров органич. жидкостей, перегоняемых с водяным паром. где х — молярная доля летучего компонента А в растворе. Подставляя значение р в ур-ние (4) и решая его для постоянной темп-ры дистилляции, получим: PW w In (6) =(f - )( A- &k)-± А А D i w w A Следовательно, темп-ра кипения жидкой смеси в рас­ сматриваемом процессе всегда ниже темп-ры кипе­ ния каждого из компонентов смеси при данном давле­ нии. При дистилляции с водяным паром темп-ру где W и W — начальное и конечное количество летучих компонентов в жидкости, кг-молъ. Ур-ние (6) позволяет определить расход пара на отделение (W — РГд) летучего компонента из кубовой жидA A A