17. Какие смеси называют азеотропными?

Азеотропная смесь – смесь двух или более жидкостей с таким составом, который (при данном конкретном давлении) не меняется при кипении, т.е. составы равновесных жидкой и паровой фаз совпадают.

18. Как осуществляется разделение смесей, которые имеют близкие значения температуры кипения?

Без экстракции не обойтись при разделении смесей, состоящих из компонентов с близкими температурами кипения (бутадиен и бутилены), с малой относительной летучестью (вода-уксусная кислота), с очень высокими температурами кипения и малой термической устойчивостью (витамины, высшие жирные кислоты), азеотропных (вода-метилэтилкетон) и сложных смесей веществ одинакового химического строения и с одинаковым интервалом температур кипения (ароматические и предельные углеводороды).

Экстракция (в системе жидкость-жидкость) – извлечение вещества, растворенного в жидкости, другой жидкостью, практически не смешивающейся с первой.

19. Что называют флегмовым числом?

Флегмовое число – отношение количества жидкости, стекающей с любой тарелки в концентрационной секции колонны (от места ввода сырья до отбора верхнего продукта — дистиллята), к количеству отбираемого дистиллята.

ИЛИ

1) Отношение молярного потока флегмы к молярному потоку исходной смеси, дистиллята или кубовой жидкости.

2) Отношение молярного потока дистиллята к молярному потоку флегмы.

20. Как определяют рабочее флегмовое число?

Рабочее (оптимальное) флегмовое число R определяет нагрузки ректификационной колонны по пару и по жидкости, и наряду с производительностью колонны обуславливает геометрические размеры колонного аппарата и затраты теплоты на проведение процесса.

Исходным при выборе рабочего флегмового числа является минимальное его значение , которое определяется по формуле:

где – Концентрации легколетучего компонента в дистилляте (в мольных долях);

– Концентрации легколетучего компонента в исходной смеси (в мольных долях);

– концентрация легколетучего компонента в паровой фазе, равновесной с исходной смесью питания колонны, определяемая по концентрации (рис. 9).

Рабочее значение флегмового числа R найдем из эмпирического уравнения: .

21. Как изменяются количество дистиллята и его концентрация при увеличении флегмового числа?

Увеличение флегмового числа на работающей колонне (с определённым числом физических тарелок), т.е. уменьшение отбора дистиллята с одновременным увеличением количества орошения, направляемого обратно в колонну, будет приводить к повышению эффективности разделения (увеличению КПД физических тарелок и соответствующему увеличению количества теоретических тарелок) и увеличению содержания низкокипящих компонентов в дистилляте.

При выборе флегмового числа необходимо учесть, что с увеличением флегмового числа число изменения концентрации, а следовательно, и высота колонны уменьшается, но при этом пропорционально возрастает расход тепла на ректификацию, и, наоборот, с уменьшением флегмового числа расход тепла соответственно уменьшается, но при этом колонна должна иметь большее число ступеней изменения концентрации или большую высоту.