94.Общая х-ка процессов перегонки и ректификации1-й закон Коновалова

Перегонка представляет собой процесс, в котором разделяемая жидкая смесь нагревается до кипения, а образующийся пар отбирается и конденсируется. Повторяя много раз процессы испарения и конденсации, можно почти полностью разделить смесь на чистые составные части.

Процесс перегонки жидких смесей основан на том, что жидкости, составляющие смесь, обладают различной летучестью.

Состав пара, а, следовательно, и состав жидкости, получающейся при конденсации пара, будет несколько отличаться от состава начальной смеси; легколетучего компонента в паре будет содержаться больше, чем в перегоняемой жидкости.

Перегонке подвергают растворы, в которых растворитель и растворенное вещество обладают летучестью, вследствие чего в пар превращаются одновременно и растворитель и рас­творенное вещество в количествах, соответствующих их летучести. При перегонке происходит полное или частичное разделение раствора на со­ставляющие его компоненты, причем в большинстве случаев конечными продуктами являются и отгон (дистиллят), и остаток, не превратившийся в пар.

Простая перегонка применяется для разделения смесей, представляющих собой легколетучее вещество с содержанием примеси нелетучих или весьма труднолетучих веществ.

Этот способ применяют главным образом для предварительного грубого разделения сложных смесей, для очистки веществ от примесей, смол, загрязнений и т. п.

Перегонка под вакуумом и перегонка с во­дяным паром применяются для разделения смесей, состоящих из труднолетучего вещества, содержащего примеси нелетучего вещества. Этот способ позволяет проводить разделение при температурах ниже тем­пературы кипения труднолетучего компонента.

Возгонка, или сублимация, применяется для очистки труднолетучего продукта, содержащего примеси нелетучих или трудно­летучих веществ. Этот способ основан на свойстве некоторых твердых тел переходить непосредственно из твердого состояния в пар, минуя жидкое состояние.

Ректификация — широко распространенный способ наибо­лее полного разделения смесей летучих жидкостей, частично или целиком растворимых друг в друге. Ректификация представляет собой перегонку, которая сопровождается взаимодействием поднимающихся паров со сте­кающей им навстречу жидкостью (флегмой), полученной при частичной конденсации паров.

1-й закон Коновалова: пар обогащается тем компонентом, прибавление которого к жидкости повышает давление пара над ней или понижает ее температуру кипения.

95. Фазовое равновесие в системе жидкость-пар для бинарных систем. Закон Рауля.

Случай, когда с-ма состоит из идеального двухкомпонентного р-ра и паров над ним.

Число степеней свободы: С=К+2-Ф.=2+2-2=2,

т.е из 3 независимых параметров, опред. состояние с-мы (Т,П,х,у) можно выбрать любые 2 и найти значение 3-го.

Для рассматриваемых процессов удобно польз. фазовыми диаграммами.

1.P-x(t,y=const), 2.P-t(x,y=const), 3.t-x-y(P=const), x-y(t,P=const)

А- легколет. компон., В-труднолет. компон.

P_A*=P_Ax,P_B*=P_B(1-x)

P_A*,P_B*-порциальное давление компонентов в фазе,

P_A,P_B – давление насыщенных паров чистых компонентов.

х,у – мольная доля ТЛК в Ж. фазе G и в паровой фазе L.

О А,ВС- изменение парциальных давлений компонентов

СВ,ОА-давление паров чистых компонентов.

1- кривая упругости паров НКК

2- кривая упругости паров ВКК

1- линия конденсации(t=f(x))

2-линия кипения,равновесн. содерж НКК вG

З-н Рауля: равновесное порциальное давление

каждого компонента в паре над р-ром пропорцион. мольной доле этого компонента в ж-ти.