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

635 смеси (чаще всего — д и с т и л л я т ) , п р е и м . ц е л е в о й компонент. а второй РЕКТИФИКАЦИЯ содержит 636 В к а ч е с т в е п р и м е р а а з е о т р о п н о й Р . на р и с . 10 п р и в е д е н а схема получения абсолютного этилового спирта, образующего с водой азеотропную с м е с ь , с о д е р ж а щ у ю 95,57 вес. % этанола. В каче­ стве добавляемого компо­ Тройной нента используется бен­ азеотроп зол, образующий трой­ н у ю азеотропную смесь: бензол — этанол — вода (т. к и п . 64,85°) с с о о т н о ­ шением компонентов (в в е с . % ) : 74,1 : 18,5 : 7,4; 95%-ный этанол вместе с расчетным количеством бензола вводится в ко­ ^Слабый С Н ОН л о н н у 1, и з к у б а к - р о й Н0 о т в о д и т с я чистый с п и р т , С Н 0Н а с в е р х у — тройная азеоР и с . 10. С х е м а п р о ц е с с а а з е о т р о п ­ т р о п н а я с м е с ь , в к - р о й н о й р е к т и ф и к а ц и и : 1,3,4 — колон­ этанол и вода н а х о д я т с я в с о о т н о ш е н и и 18,5 : 7,4 н ы ; 2— р а з д е л и т е л ь н ы й с о с у д . (при соотношении в ис­ х о д н о й с м е с и 95,57 : 4,43). П о с л е к о н д е н с а ц и и т р о й н а я а з е о т р о п н а я с м е с ь п р о х о д и т в р а з д е л и т е л ь н ы й с о с у д 2, о т к у д а богатый бензолом верхний слой и с п о л ь з у е т с я как флегма, а н и ж н и й н а п р а в л я е т с я в к о л о н н у 3. С в е р х у к о л о н н ы 3 о т в о ­ д и т с я б и н а р н а я а з е о т р о п н а я с м е с ь б е н з о л — э т а н о л (67,4 : 32,4, п р и т . к и п . 68,2), а с н и з у — с л а б ы й э т а н о л , п о с т у п а ю щ и й в к о л о н н у 4, и з к у б а к - р о й о т в о д и т с я в о д а , а д и с т и л л я т п р е д ­ ставляет 95%-ный этанол, присоединяемый к исходной смеси. В этой схеме, благодаря расслаиванию образующейся тройной а з е о т р о п н о й смеси на д в а с л о я , облегчается возврат бензола в к о л о н н у 1. 2 5 о 2 б к т и р н ы х к р и в ы х , в п о л н е б л а г о п р и я т н ы х д л я процесса р а з д е л е н и я . Очевидно, в с л у ч а е а з е о т р о п н о й смеси д о б а в л я е м ы й компонент S д о л ж е н н а с т о л ь к о и з м е н и т ь Без энстрагента В присутствии экстрагента Р и с . 12. В л и я н и е э н с т р а г е н т а н а ф а з о в о е р а в н о ­ весие при экстрактивной ректификации: а — диаграмма у — х д л я бинарных смесей с незна­ чительной относительной летучестью; б — диа­ г р а м м а у—ж д л я а з е о т р о п н ы х б и н а р н ы х с м е с е й . коэфф. а к т и в н о с т и к о м п о н е н т о в (у л * У в)» чтобы в интервале рабочих темп-р к о л о н н ы Ул/унФ^Л^в (в а з е о т р о п н о й точке а =у /у -Р /Р =1). Р А в А В ГТропесс в 1-й к о л о н н е м о ж н о н а г л я д н о п р о с л е д и т ь в т р е ­ у г о л ь н о й д и а г р л м м е ф а з о в о г о р а в н о в е с и я системы б е н з о л — э т а н о л — в о д а ( р и с . II), г д е в е р ш и н ы с о о т в е т с т в у ю т чистым компонентам, а стороны — их бинарным смесям; п у н ­ ктирная кривая К ограни­ чивает область расслаивающихсяр-ров. Компоненты с м е с и э т а н о л -— б е н з о л — вода образуют три бинар­ ные смеси с азеотропными точками M j , М и М на сторонах треугольника. Так как состав тройной азеотропной смеси харак­ т е р и з у е т с я точкой М , то в поле равностороннего тре­ угольника образуются три у ч а с т к а ( а , о, и с ) , о г р а н и ­ ченные линиями ММ ММ и ММ . Точка М M 75 расположена в области ме­ Бензол ж д у кривой К и нижним Р и с . 1 1 . Диаграмма фазового рав­ основанием треугольника. новесия азеотропной смеси бен­ Ж и д к и е смеси, р а с п о л о ж е н ­ зол—этанол—вода. ные внутри к а ж д о г о у ч а ­ с т к а ( а , Ъ, с ) , п р и Р . м о г у т быть р а з д е л е н ы на смеси, составы к-рых л е ж а т в пределах того ж е участка, но во всех случаях одним и з продуктов б у д е т а з е о т р о п н а я с м е с ь , х а р а к т е р и з у е м а я т о ч к о й М. Т а к , с м е с ь участка а м о ж е т быть р а з д е л е н а на э т а н о л и смесь состава М ( е с л и с о с т а в и с х о д н о й с м е с и р а с п о л а г а е т с я на п р я м о й т, с о е д и н я ю щ е й точку М с вершиной треугольника, соответст­ в у ю щ е й чистому э т а н о л у ) . С л е д о в а т е л ь н о , д л я в ы д е л е н и я чис­ т о г о э т а н о л а и з б и н а р н о й с м е с и в о д а — э т а н о л (точка F) н е о б х о д и м о прибавить к ней бензол (процесс смешения идет по п р я м о й , с о е д и н я ю щ е й F с вершиной чистого бензола) в таком к о л и ч е с т в е , чтобы р е з у л ь т и р у ю щ а я т р о й н а я смесь р а с п о л о ­ ж и л а с ь н а п р я м о й т ( т о ч к а Е). Т а к а я с м е с ь о б р а з у е т с я п е р е д в х о д о м в 1-ю к о л о н н у ( р и с . 13). 2 3 и г г T Процесс экстрактивной Р. можно рассмотреть на примере р а з д е л е н и я б е н з о л а и ц и к л о г е к с а н а ( р и с . 13), и м е ю щ и х п р и атмосферном давлении весьма б л и з к и е темп-ры J кипения и образующих а з е о т р о п н у ю смесь п р и концентрации бензола 51,5 м о л . % . П р и д о ­ бавке сильно полярного фенола значительно уве­ личивается относитель­ н а я летучесть смеси б е н ­ зол — циклогексая. В Р и с . 13. Р а з д е л е н и е б е н ­ зола и циклогексана экс­ трактивной ректифика­ цией: I — смесь бензола с циклогексаном; II — свежий фенол; I I I — во­ д я н о й п а р ; I V — ц и р к у л и р у ю щ и й э к с т р а г е н т ( ф е н о л ) ; V —• бензол—фенол; V I — циклогексан; V I I — бензол; 1 — колонна э к с т р а к т и в н о й р е к т и ф и к а ц и и (la — э к с т р а к ц и о н н а я с е к ц и я , 16 — о т п а р н а я с е к ц и я ; 1в — с е к ц и я р е г е н е р а ц и и э к с т р а г е н т а ) ; 2 — кипятильник; з — конденсатор; 4 — колонна регенера­ ции экстрагента. этом процессе сырьевой поток, с о д е р ж а щ и й бензол и ц и к л о ­ гексан, непрерывно вводится в точке F колонны, а фенол в н е к - р о й т о ч к е JV м е ж д у т а р е л к о й п о д а ч и с ы р ь я и в е р х о м к о ­ лонны. Ф е н о л значительно менее летуч, чем б е н з о л или ц и к л о ­ гексан; он стекает вниз вместе с к у б о в о й ж и д к о с т ь ю . Н а всех т а р е л к а х к о л о н н ы н и ж е т о ч к и JV п о д д е р ж и в а е т с я в ы с о к а я к о н ­ ц е н т р а ц и я фенола ( ~ 80—90%). Ч а с т ь колонны н и ж е точки подачи сырья используется д л я отпарки циклогексана из бен­ з о л а и ф е н о л а . В с е к ц и и м е ж д у т о ч к а м и F и JV п р о и с х о д и т э к с т р а к ц и я б е н з о л а и з п а р о в о й ф а з ы , п о э т о м у в ы ш е т о ч к и JV в парах практически содержатся лишь циклогексан и фенол. В части колонны над точкой ввода фенола п р о и с х о д и т отделение ц и к л о г е к с а н а от фенола. В ы х о д я щ и е пары п р е д с т а в л я ю т прак­ т и ч е с к и ч и с т ы й ц и к л о г е к с а н . К у б о в а я ж и д к о с т ь к о л о н н ы 1, с о д е р ж а щ а я весь б е н з о л и фенол, н а п р а в л я е т с я в к о л о н н у 4 регенерации экстрагента, где бензол отгоняется, а регенериро­ ванный фенол выводится из куба-испарителя и возвращается н а л и н и ю п о д а ч и в к о л о н н у 1. Р е к т и ф и к а ц и я э к с т р а к т и в н а я ос­ н о в а н а на т о м , что д о б а в л я е м ы й компонент Л ( э к с т р а гент) л и б о просто у в е л и ч и в а е т относительную лету­ честь а р а з д е л я е м ы х к о м п о н е н т о в , либо д а ж е вызы­ в а е т и с ч е з н о в е н и е а з е о т р о н а . Н а рис. 12, а п о к а з а н а д и а г р а м м а у—х д л я с и с т е м ы , и м е ю щ е й н е з н а ч и т е л ь ­ ную о т н о с и т е л ь н у ю летучесть ( л и н и я р а в н о в е с и я — сплошная) и состоящую, напр., из близкокипящих с о е д и н е н и й одного г о м о л о г и ч . ряда ( б у т а н — б у т е н и л и б у т е н — б у т а д и е н ) . Н а р и с . 12, 6 п о к а з а н а диаграмма у—х д л я б и н а р н о й смеси с а з е о т р о п н о й точкой (ли­ н и я р а в н о в е с и я — с п л о ш н а я ) , но к о м п о н е н т ы к - р о й и м е ю т з н а ч и т е л ь н у ю р а з н о с т ь темп-р к и п е н и я (эта­ нол—вода или толуол—октан). П р и добавке компонен­ там л и н и и фазового р а в н о в е с и я п р и н и м а ю т ф о р м у п у н - Одной и з в а ж н е й ш и х п р о б л е м п р и расчете к а к экстрактивной, так и азеотропной Р . является опре­ д е л е н и е относительной летучести р а з д е л я е м ы х компо­ н е н т о в в п р и с у т с т в и и р а з д е л и т е л ь н о г о агента. Р а с ­ четные методы обычно д а ю т п р а в и л ь н о е представ­ ление о качественных зависимостях д л я равновесных ф а з , но не всегда обеспечивают п о л у ч е н и е необходи­ мых к о л и ч е с т в е н н ы х д а н н ы х . Выбор р а з д е л и т е л ь н о г о агента во многом о п р е д е л я е т эффективность азео­ тропной и экстрактивной Р. Д л я экстрактивной Р. смесей и з х и м и ч е с к и н е б л и з к и х к о м п о н е н т о в р а з д е л и ­ т е л ь н ы м агентом м о ж е т с л у ж и т ь в е щ е с т в о , о б л а д а ю щ е е б о л ь ш и м химич. сходством с одним и з компонентов. Д л я т а к и х смесей х о р о ш и м р а з д е л и т е л ь н ы м агентом часто я в л я ю т с я высококипящие гомологи одного-