Методы получения особо чистых неорганических веществ - Степин Б.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Как показывает опыт, в некоторых случаях сохраняется закономерность увеличения коэффициента разделения с ростом концентраций разделяющего агента (табл. 17),
17* 259
Таблица 17
Влияние добавки третьего компонента
на увеличение относительной летучести в бинарной системе
51НС13-РС13
Третий компонент Количество третьего компонента. % Активность кубовой жидкости, имп/мин Активность дистнл-лата, имп/мин
ТіС14 10 295 5
50 814 5
5пС14 10 2200 по
Диизо- 50 2580 20
50 866 363
амиловый
эфир ¦
Коэффициент разделения в бинарной системе а
Коэффициент разделения в тройной системе
6,5 6,5 6,5 6,5 6,5
59 150 20,0 12,9
2,5
Однако, как будет показано ниже, применение больших количеств разделяющего агента нежелательно в процессе глубокой очистки веществ, так как это приводит к попаданию загрязнений из самого разделяющего агента. Поэтому стремятся применить другой вариант: использование добавок малых количеств веществ, химически активных по отношению к микропримеси и инертных по отношению к основному компоненту.
В ряде случаев на этом пути удается получить хорошие результаты [96] (табл. 18). Весьма эффективными оказываются
Таблица 18
Изменение относительной летучести а в области малых концентраций примеси при добавлении дибутилового (ДБЭ) и диизопропилового (ДИПЭ) зфиров (концентрация примеси - 1ГГ2 -10"5 %; добавка эфипа-2%)
Основа
Примесь
"дбэ
«дипэ
5іС14
БіНСІз
РСІз
РОСІз
ВСІз
Т1С14
РСІз
РОСІз
ВСІз
ТіС14
1,93 0,82 6,82 1,32 1,21 0,85 23,82 2,22
1,10 0,46 5,42 1,47 1,22 1,05 2,56 3,42
добавки очень малых количеств некоторых химически активных и комплексообразующих веществ. К таким веществам относятся,
260
в частности, твердые хлорамиды арилсульфокислот и их соли щелочных металлов (табл. 19).
Таблица 19
Изменение относительной летучести в некоторых системах типа очищаемое вещество — микропримесь при введении малых количеств добавок дихлорамида бензсульфокислоты
Очищаемое вещество Микропримесь Коэффициент разделения в бинарной системе Коэффициент разделения в тройной системе Кратность увеличения коэффициента разделении
СН35гС1з РСІз РС13 1,14 0,50 3,5 3,8 3,1 7,6
Общий принцип организации процесса глубокой очистки веществ методом экстрактивной, азеотропной ректификации остается прежним: обеспечение непрерывности и высокой производительности, наиболее полного использования возможности заложенного в основу физико-химического процесса при сохранении высокой стерильности.
По сравнению с обычной ректификацией здесь приходится учитывать дополнительную долю загрязнений, вносимых третьим компонентом [97]. И в том и в другом случае выбор точки ввода третьего компонента в ректификационную колонну должен строиться с таким расчетом, чтобы эффект очистки за счет уве^-личения относительной летучести был выше, чем загрязняющий эффект. Выше этой точки применение собственно экстрактивной ректификации не только не целесообразно, но и менее эффективно, чем обычной ректификации (рис. 44). Так как в колонне экстрактивной ректификации совмещаются два процесса—экстрактивной и обычной ректификации, то необходимый расчет может быть, очевидно, проведен на основе сравнения интенсивности снижения концентрации микропримеси в обоих процессах. Критерием в этом случае, как видно из рис. 44, явится равенство первых производных функций, описывающих динамику совмещенных процессов.
Расчет числа ступеней на этапе обычной ректификации производится,' как правило, с учетом полного отделения разделяющего агента (комплексообразователя) от продукта особой чистоты.
В случае, если такое полное отделение обычной ректификацией невозможно, удобно воспользоваться дополнительным введением после колонны (до обратного холодильника) узла паровой сорбции с применением особо чистого сорбента. Однако предпочтительно шбирать. такой разделяющий агент, который
261.
давал бы возможность полного отделения его малых количеств от основного продукта на основе обычной ректификации.
Итак, необходимо знать уравнения, описывающие динамику двух объединенных процессов глубокой очистки.
Как было показано в одном из предыдущих разделов (см. главу II), для обычной ректификации соответствующие уравнения могут быть получены. Эти же уравнения с измененными коэффициентами интенсивности очистки и загрязнения могут быть, очевидно, использованы и для экстрактивной ректификации.
Коэффициент интенсивности очистки а легко определяется, если экспериментально найдена соответствующая относительная летучесть а.
с
\
Рис. 44. Пример графического расчета числа теоретических ступеней при глубокой очистке веществ методом экстрактивной ректификации:
7-кривая уравнения (У1.70) для обычной ректификации; 2-кривая уравнения (УГ.74) для экстрактивной ректификации.
Сложнее обстоит дело с определением коэффициента интенсивности загрязнения (Ьр) в процессе экстрактивной ректификации. Здесь коэффициент интенсивности загрязнения, как отмечалось выше, должен учитывать не только те микропримеси, которые попадают в очищаемый продукт в процессе обычной ректификации и характеризуются величиной Ь, но и дополнительные загрязнения из разделяющего агента (АЬ).
