Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Гончаров А.И -> "Химическая технология, ч. 1." -> 73

Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И

Гончаров А.И, Середа И.П Химическая технология, ч. 1. — Киев, издательское объединение «Вища школа», 1979. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): goncharoff1.djv
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 133 >> Следующая


Для побудови графіка залежності температур кипіння і конденсації від складу рідини або пари, тобто діаграми t — х — у (рис. 79), відкладають на осі ординат температури кипіння tlt t2, t3 при сталому зовнішньому тиску, що відповідають складу рідких сумішей X1, X2., х3, відкладених на осі абсцис. Через добуті точки і точки, які відповідають температурам кипіння чистих компонентів Ia і ts, що відкладені на крайніх ординатах діаграм, проводять лінію AA1A2A3B. Потім на осі абсцис відкладають визначені за законом Рауля рівноважні склади парів ylt у2, у3 і проводять з відповідних їм точок прямі до перетину з ізотермами, які відповідають температурам tx, t2, t3. Сполучивши точки перетину B1, B2 і B3 з точками А і В кривою, дістають лінію AB1B2B3B.

При використанні діаграми на осі абсцис відкладають склад рідкої суміші і проводять з відповідної точки вертикальну лінію до перетину з лінією кипіння. Далі з точки перетину проводять горизонтальну лінію вправо до перетину з лінією конденсації. Абсциса точки перетину показує склад

_ рівноважної пари.

Xj X4 у, уг х, й ху, На фазовій діаграмі у — х нанесе-

г>,„. то • но лінію рівноваги AB, яка показує

Рис. 79. Залежність температур ки- r . . ' . . J

піиия та конденсації від складу фаз в цьому разі залежність між рівно-

(діаграма х — у). важними складами (за низькокип-

лячим компонентом) рідкої Xa і парової у а фаз. Тому діаграма будується при р = const, тобто для температур кипіння, які змінюються залежно від складу рідкої суміші. З рідиною, яка буде чистим HK, перебуває в рівновазі пара, що містить 100% того самого компонента. Відхилення від діагоналі кривої рівноваги залежить від відношення теплот випарювання компонентів суміші. Із збільшенням тиску крива рівноваги наближається до діагоналі (штрихова лінія).

Для ідеальних розчинів рівняння лінії рівноваги уf (х) виводиться аналітично на основі законів Рауля і Дальтона

Pa ..

^=IT4——-= 1 + (а-1)хА ' <138>

де а = рАІрв— відносна леткість компонентів суміші.

Таким чином, знаючи тиски насичених парів чистих компонентів, можна розрахувати і побудувати криву рівноваги для ідеальних сумішей.

Насправді ідеальних розчинів немає, однак у промисловості доводиться розділяти перегонкою різні розчини, які за своїми властивостями наближаються до ідеальних, наприклад бензол і толуол.

Взаємне положення кривих на фазових діаграмах t — х — у і у — X визначається першим законом Коновалова: пара збагачується тим компонентом, при додаванні якого до рідини підвищується тиск пари над нею або знижується її температура кипіння.

Перший закон Коновалова доповнюється першим законом Вревсь-кого: при підвищенні температури розчину двох рідин у парі зростає вміст того компонента, перехід якого у фазу пари потребує найбільшої витрати тепла.

Закони Коновалова і Вревського випливають із загального принципу зміщення рівноваги, сформульованого ле Шательє: якщо на систему, що перебуває в стані рівноваги, впливати зміною умов, які зумовлюють стан рівноваги, то рівновага зміщуватиметься в напрямі, при якому ефект зовнішнього впливу зменшується. Для двокомпонентної системи такими зовнішніми впливами можуть бути зміни температури, тиску і концентрації.

Реальні рідкі суміші з повною взаємною розчинністю компонентів не підлягають законам Рауля. Для них криву рівноваги можна розрахувати тільки за відомими коефіцієнтами активності, визначити які важко. Тому діаграми у — х для реальних розчинів будують на основі дослідних даних.

Для багатьох сумішей відхилення від закону Рауля настільки великі, що призводять до якісно нових властивостей сумішей. При

деякому складі подібні суміші мають сталу температуру кипіння, яка може бути максимальною або мінімальною. При цій температурі, відповідно до закону Коновалова, склад рівноважної пари над сумішшю дорівнює складу рідини (у = х). Такі суміші називаються азеотропними, або нероз-дільнокиплячими.

Склад азеотропних сумішей залежить від температури і тиску. Ця залежність характеризується другим законом Вревського: при підвищенні температури азеотропної суміші, яка має максимальний тиск пари, в суміші збільшується відносний вміст того компонента, парціальна мольна теплота випарювання якого більша, а для суміші з мінімумом тиску пари — вміст компонента, парціальна мольна теплота випарювання якого менша.

Цей закон вказує на принципову можливість розділення азеотропних сумішей зміною тиску при перегонці.

Закони Коновалова і Вревського для систем пара — рідина лежать в основі і процесів перегонки.

Фракційна перегонка. Просту перегонку ведуть періодично або безперервно, поступово випарюючи рідину. Пару відводять і конденсують. Проста перегонка, внаслідок якої утворюється продукція різного складу, називається фракційною, або дробною, перегонкою. Вихідну суміш завантажують у перегонний куб, який має змієвик для нагрівання, і доводять рідину до кипіння. Пару відводять у конденсатор-холодильник. Фракції дистиляту надходять в окремі збірники. Після закінчення операції залишок виливають з куба, а в нього завантажують нову порцію суміші.
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed