И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 2 (1110088), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Требования к Д, вс РН 5,4-6,6, р при 20'С не менее 2. 10' Ом. м (ГОСТ 6709-72); о допустимых кол-вах примесей см. табл. Д. в, обычно получают в перегонных аппаратах, изготовленныхх из высококачеств. стекла или стали. Аппараты производительностью 5-20 л/ч наз. иураторами. Для уменьшения 158 84 ДИСТИЛЛЯЦИЯ содк ждник примкскй в дисптллировлнной води (ГОСТ ЗВ95 73) Прамесь Кол- ю «рлмесей (лс более), мг(л Примесь Кол-ао лрлмесей (ле более), ыг)л Сухой остаток мыле аыларлеалкл Сухой остаток лосле лрокаллеаюы Аммлак я соля амыолля Иатрагы Хлорлды Сульфаты 5,0000 Я 0,0002 А! 0,05 0,05 Са О! рь В-еа, оююляемые кмло, О,ОВ о,г о,'ог 0,5 О,в 0,02 0,05 о,ов 0,2 содержания в Д в. орг. в-в, в т.ч.
летучих, перегонку проводят в присут. КМпО4. Воду более высокой чистоты-бидистиллят — получают повторной перегонкой в аппаратуре, изготовленной из кварца или Р!. Воду, удовлетворяющую всем требованиям к Д.в., кроме содержаняя окисляемых КМп04 орг. в-в, производят ионообменным методом, ее наз. демннерализо ванн ой. Воду очень высокой чистоты получают при перегонке в присут. КМпО4 деминерализованной воды. Д. в.
применяют для лаб. целей (в т. ч. в аналит, химии), в произ-ве лек. ср-в и продуктов витания, в иром-сти, напр. для получения чистых в-в, электролитов. М М Сема ДИСТИЛЛЯЦИЯ (от лат. 6(вц)10((о — стекание каплями) (перегонка), разделение жидких смесей на отличающиеся по составу фракции. Основана на различии в составах жидкости и образующегося из нее пара. Осуществляется путем частичного испарения жидкости и послед конденсации пара. Отогнанная фракция (дистнллят) обогащена относительно более летучими (низкокнпяшими) компонентами, а неотогнанная жидкость (кубовый остаток)-менее летучими (высококипящими). Если из исходной смеси отгоняется не одна фракция, а несколько, Д. наз.
фракционной (дробной). Дистилчяц установка состоит из испарителя 1, снабженного теплообменнь)м устройством для подвода к р-ру необходимого кол-ва теплоты; дефлегматора 2 для частичной !еаеееесягееь !ее Ряс ! Длсгллляляоллая усгалоеке ! - лекаря!ель, г-дефлегмагор, 3 -колдеясатор, 4- кололлльллх, 5, б -сборюыл сооте длсгяллята л к)белого остатка конденсации пара, выходящего из испарителя (при фракционной Д ); конденсатора 3 для сжижения отбираемого пара; холодильняка 4; сборников дисгиллята 5 и кубового остатка 6 (рис. 1).
В зависимости от условий процесса различают простую и молекулярную Д. Простая диствлгищия. Проводится при таких давлениях, когда длина своб. пробега молекул во много раз меньше, чем расстояние межлу пов-стями испарения жидкости и конденсации пара. х-ра процесса при заданном давлении определяется условиями фазового равновесна между жидкостью и паром. При необходимости снижения т-ры применяют Д. под вакуумом, а также с водяным паром или инертным газом (см. ниже), Распределение компонентов смеси между жидкостью и паром характеризуется коэф относит. летучести: 159 аи = (у,/х,):(уь(ха), (1) где х, и хе, у, и у,-содержания компонентов ! и )( соотв. в жидкости и образующемся из нее паре. Состав последнего определяется св-вами и межмолекулярным взаимод. компонентов.
При небольших давлениях, когда пар с достаточной для практич. целей точностью подчиняется законам идеальных газов, в состоянии равновесия аи = М~рао)Ыя~ (2) где уо и ро-лавления паров чистых компонентов ! и )( при т-ре кипения смеси, у, и у, — коэф, активности этих компонентов в мсидкой фазе. При высоких давлениях учитывается неидеальность пара. Д. осуществляется периодически (исходиав смесь загружается в аппарат однократно или подается в него в течение определенного времени, дистиллят отбирается в ходе процесса, а кубовый остаток выгружается после его завершения) или путем непрерывных подачи исходной смеси и отбора продухтов разделения (дистиллята и кубового остатка). Взаимосвязь кол-ва И",' и расхола И', исходной смеси, расхода отводимого в конденсатор пара 6, кол-в дистиллята Ил и кубового остатка Им а также содержаний произвольного (-го компонента в исходной смеси хом дистилляте хы и кубовом остатке хм выражается ур-виями материального баланса.
Прн постоянном И'/б = Ч' И.' / /хе 1и ' = ('Р 1) " ' . (3) И 3 у,— хмЧ'Ч х,(Ч' — !) При однократной загрузке смеси ('Р = 0) кол-во жидкости в аппарате изменяется от Ф до Ию и ур-ние (3) приводится к ур-нию Рэлея: И", .) у,— х, (4) При непрерывной Д. расходы и составы исходной смеси и продуктов разделения связаны след. ур-пнями: Иа = Ие+ И,'; И',хы ю И',х + Игх .
(5) При расчете Д. всегда бывают заданы кол-во (или расход) исходной смеси, ее состав, а также условия, опредешпощие конечный результат процесса. В соответствии с его назначением м. б. заданы кол-во (или расход) кубового остатка (искомые величины в Ию хы и х,„), состав дистиллята х (хм, Ил и И',) либо кубового остатка хм ( Ию И', и х,л). Неизвестнйе параметры рассчитывают совмеспшм решением ур-ний материального баланса с учетом зависимости между составами контактируемых пара (у,) и жидкости (х,). Эта зависимость определяется св-вами смесей, условиями процесса и его аппаратурным оформлением. Аппараты, применяемые для Д., делят на емкостные и пленочные. В емкостных аппаратах находится большой объем жидкости, интенсивно перемешиваемой в результате кипения.
Состав образующегося пара близок к равновесному н определяется по ур-нию: -1 у, = а,„х,/ ~ а„„х„= а,„т,/'Е1 + 2, (ам — 1)/хег, (6) а-! а=! где л — число компонентов. Эти аппараты используют как для периодич., так и для непрерывной Д. В первом ачучае содерм(ание низкокипяших компонентов в паре постепенно убывает, и средний состав дистиллята является промежуточным между составами паров, находящихся в равновесии с исходной смесью, и кубовым остатком.
Во втором случае состав жидкости в аппарате практически идентичен составу кубового остатка, а состав дистнллята-составу равновесного с этой жидкостью пара. Поскольку дистиллят получается в результате парообразования из смеси конечного состава с наименьшим содержанием низкокнпящих компонентов, в емкостных аппаратах прн непрерывной Д. достигается меньшая степень разделения смеси, чем при периодич.
Д. Прн расчете Д. л-компонентной смеси обычно задано распределение одного или песк. целевых компонентов между дистиллятом н кубовым остатком или относит. кол-во отгоияемого дистиллята. В общем случае имеется 2л — 1 неизвестных: л — 1 значений хы, л — 1 значений х,а и И',или Ию Для их определения при расчете периодич. Д. имеются л ур-ний материального баланса (для всего процесса в целом и для и — 1 отдельных компонентов) и л — 1 ур.ний (3), к-рые должнъг быть решены совместно с и — 1 ур-пнями фазового равновесия (б). Следовательно, необходимо решить систему 2л — 1 ур-ний, иэ к-рых л ур-ний — алгебраические, а л — !в интегральные.
Аналит, решение такой задачи чрезвычайно сложно, поэтому расчеты выполняются численными методами. При этом приходится задаваться относит. содержанием всех компонентов в одном из продуктов разделения (дистилляте или кубовом остатке). Наиб. простой метод — поинтервальный, к-рый заключается в совместном решении ур-ний, описывающих условия фазового равновесия, и ур-ний матеряального баланса (3) и (4), записанных в конечных разностях. Для одного интервала ЛИ))Р принимается определенное значение относит.
изменения кол-ва дистнллируемой жидкости и последовательно вычисляется изменевие ее состава, т.е. для каждого интервала находится изменение содержания всех компонентов Ьхе В первом приближении состав пара у, рассчитывается по ур-пням (б) как равновесный с жидкостью, состав к-рой соответствует началу интервала. Расчет заканчивается при достижении заданного распределения целевых компонентов между дистижятом и кубовым остатком. Состав дистнллята находится усреднением составов пара, получающегося во всех последовательных интервалах. Критерий правильности расчета-совпадение этого среднего состава дистиллята с найденным по ур-пням материального баланса, При непрерывной Д.
л-компонентной смеси состав дистиллята, совпадающий с составом пара, образующегося при кипении кубовой жидкости (хы = у,), вычисляется по ур"пням (6), в к-рых х, и х,— содержания компонентов ! и )с в кубовом остатке. Т.обр., получается система 2л — 1 аягебраич. ур-ний, связывающих 2л величин: Иг, Ию л — 1 значений хы и я — 1 значений хы Чтобы сделать зту систему ур-ний определенной, достаточно задать любую иэ пере- числ. величин.
Ввиду нелинейности ур-няй (б) аналит. решение практически невозможно и приходится использовать численные методы. Д.многокомпонентных смесей рассчитывают с применением ЭВМ. В пленочных аппаратах жидкость распределяется по пов-сти нагрева в виде пленки. По способу ее образования различают: аппараты с жидкостью, свободно стекающей по обогреваемой нов-сти (напри по пов-сти труб) с помощью спец. Распределит.
устройств (рис. 2, а, б), а также с восходящим движением жидкости за счет силы трения на границе между жидкостью и паром, движущимся снизу вверх с достаточно большой скоростью; роторные-с жидкостью, «раэмазываемой» по внутр. пов-сти обогреваемого корпуса при вращении ротора с неподвижными или подвижными лопастями (рис. 2, и).
По характеру относит. движения фаз пленочные ишараты подразделяют иа прямо- и противоточные. Объем и время пребывания жидкости в пленочных аппаратах очень малы, поэтому они используются только для непрерывной Д. и особенно эффективны при перегонке термолабильных в-в и вязких р.ров. Состав жидкости в пленочных аппаратах изменяется по высоте, что обусловливает изменение т-ры и состава пара.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
