17.Диаграммы смесей взаимно растворимых компонентов: фазовая t-х-у-диаграмма, диаграмма равновесия, их практическое применение).

Перегонка- термический процесс разделения смеси 2-х (или большего числа жидкости), обладающих различными летучестями(различными температурами кипения). С помощью испарения части смеси, при этом образующиеся пары оказываются обогащенными летучим компонентом, а оставшийся жидкий продукт- обедненным летучим компонентом.

При проектировании установок по перегонке и расчете дистяллиционных и ректификационных установок пользуются следующими диаграммами:

1)фазовая диаграмма t-х-у

В литературных источниках нет диаграмм, но есть данные для конкретных растворов.

2)диаграмма равновесия

т.1-жидкость недогретая до t кипения

т.1-2-процесс подогрева жидкости до t кипения

т.2-t кипения(соотв.концентрации х)

т.2-3-парообразование

т.3-t сухого насыщенного пара

т.3-4-процесс конденсации паров

т.4-5-охлаждение жидкости готовых продуктов(с концентрацией у, которая больше чем х(концентрация исходной смеси)).

Диаграмма равновесия может приводиться в литературе для данного вида смеси или строится по приведенным в литературе данным состояния равновесия х,у. Данный тип диаграммы используется для определения числа тарелок.

18. Способы перегонки смесей( простая дистилляция, ректификация).

1)дистилляция

В т.1- смесь с содержанием летучего х₁ закипает. В результате парообразования этой смеси образуются пары с содержанием летучего у₁(у₁>х₁). Если не добавлять свежих порций исходной смеси, то содержание летучего в ней, а значит и в парах уменьшится, т.е. с течением времени концентрация летучего в готовом продукте с течением времени(3а,3б,3в) уменьшится.

На фазовой диаграмме процесс дистилляции 1-2.

х₁>х₂>х_n  у₁>у₂>у_n

Следовательно простая дистилляция не позволяет получить продукт высокой и стабильной концентрации.

2)ректификация- разделение жидкой смеси компонентов с различными летучестями в результате противоточного движения жидкости и паровой фаз, в процессе которого пары смеси соприкасаясь с несколько более холодной жидкой смесью, имеющей большее содержание летучего компонента конденсируются. За счет выделившейся теплоты конденсации образуются пары, обогащенные летучим компонентом, которые в свою очередь конденсируют с жидкостью и т.д. процесс многократно повторяется на контактных поверхностях, которые м.б.:

а)тарелки(колпачковые, сетчатые)

б)насадки(кольца Рашига)

19. Схема ректификационной установки. Тепломассообменные процессы на контактных устройствах ректификационных колонн.

Дистилляция – это процесс разделения смеси с полной конденсацией паров.

Ректификация – это процесс разделения смеси с частичной, многократной конденсацией образующихся паров.

Принцип разделения смесей основан на том, что при кипении смеси образуются пары, в которых концентрация низкокипящего компонента больше, чем в исходной смеси.

Физико-химические свойства смесей.

Из 2-х компонентов бинарных смесей один является низкокипящим (летучим), второй – высококипящим (нелетучим).

Все смеси делят на 3 группы: