Heteroazeotrop - Heteroazeotrope

A heteroazeotrop je azeotrop kde parní fáze koexistuje se dvěma kapalnými fázemi. náčrt rovnovážné křivky T-x / y typické heteroazeotropní směsi

Fázový diagram heteroazeotropu.

Příklady heteroazeotropů

Kontinuální heteroazeotropní destilace

Heterogenní destilace znamená, že během destilace je kapalná fáze směsi nemísitelná. V tomto případě mohou být na deskách dvě kapalné fáze a vrchní kondenzát páry se rozdělí na dvě kapalné fáze, které lze oddělit v dekantéru. kontinuální heteroazeotropní destilace je separace binární heterogenní azeotropní směsi. V tomto případě systém obsahuje dva sloupce a dekantér. Do prvního sloupce se přidá čerstvé krmivo (A-B). (Krmivo lze také přidat do dekantéru přímo nebo do druhé kolony v závislosti na složení směsi). Z dekantéru se fáze bohatá na A odtahuje jako reflux do první kolony, zatímco fáze bohatá na B se odtahuje jako reflux do druhé kolony. To znamená, že první sloupec produkuje „A“ a druhý sloupec produkuje „B“ jako produkt dna. V průmyslu se směs butanol-voda oddělí touto technikou.

Conti hetero 1.png

V předchozím případě tvoří binární systém již heterogenní azeotrop. Druhou aplikací heteroazeotropní destilace je oddělení binárního systému (A-B) za vzniku homogenního azeotropu. V tomto případě se do směsi přidá unášeč nebo rozpouštědlo, aby se vytvořil heteroazeotrop s jednou nebo oběma složkami, aby se napomohlo separaci původní směsi A-B.

Dávková heteroazeotropní destilace

Dávková heteroazeotropní destilace je účinná metoda pro separaci azeotropních směsí a směsí s nízkou relativní těkavostí (s nízkou a). Třetí složka (unášeč, E) se přidá do vedlejší směsi A-B, což umožňuje oddělení A a B. Unášeč tvoří aheteroazeotrop s alespoň jednou (a nejlépe pouze s jednou (selektivní unášeč)) původních složek. Hlavní části konvenčních dávkových destilačních kolon jsou následující: - hrnec (včetně varného kotle) ​​- kolona - kondenzátor pro kondenzaci horní části vapour - přijímače produktu - (přiváděný do unášeče) V případě heteroazeotropní destilace je zařízení doplněno dekantérem, kde jsou dvě kapalné fáze rozděleny.

Bhad column.png

Pro přidání unášeče jsou možné tři různé případy:

1, Dávkové přidání unášeče: Celkové množství unášeče je přidáno k dávce před zahájením postupu.

2, Průběžné dávkování unášeče: Celkové množství unášeče se zavádí kontinuálně do kolony.

3, Smíšené přidávání unášeče: Kombinace dávkového přidávání a nepřetržitého podávání unášeče. Přidali jsme jednu část unášeče do vsázky před zahájením destilace a druhou část kontinuálně během destilace.

V posledních letech se do popředí dostává vsázková heteroazeotropní destilace, takže bylo publikováno několik studií. Heteroazeotropní dávková destilace byla zkoumána studiemi proveditelnosti, důkladnými simulačními výpočty a laboratorními experimenty. Analýza proveditelnosti se provádí v Modla et al.[1][2] a Rodriguez-Donis a kol.[3] pro separaci málo relativní těkavosti a azeotropních směsí heterogenní dávkovou destilací v dávkovém usměrňovači. Rodriguez-Donis a kol.[4] byli první, kdo poskytl pravidla výběru unášeče. Metody proveditelnosti byly rozšířeny a upraveny Rodriguez-Donisem a kol., [5] Rodriguez-Donis et al., (2005), Skouras et al.,[6][7] a Lang a Modla.[8] Varga [9] aplikovala tyto studie proveditelnosti ve své diplomové práci. Výsledek experimentu publikovali Rodriguez-Donis et al.,[10] Xu a hůlka,[11] Van Kaam [12] a další.

Reference

  1. ^ Modla G., P. Lang, K. Molnar, „Batch Heteroazeotropic Rectification of a Low Relative Volatility Mixture under Continuous Entrainer Feeding“, 6. světový kongres chemického inženýrství, Melbourne, Austrálie, (2001).
  2. ^ Modla G., P. Lang, B. Kotai a K. Molnar, „Batch Heteroazeotropic Rectification of a Low Relative Volatility Mixture under Continuous Entrainer Feeding“, AICHE J., 49., 2533-2552 (2003).
  3. ^ Rodríguez-Donis I., V. Gerbaud a X. Joulia, „Feasibility of Heterogeneous Batch Destillation“, AIChE J., 48, 1168-1178, (2002).
  4. ^ Rodríguez-Donis I., E. Pardillo-Fontdevila, V. Gerbaud a X. Joulia, „Syntéza, experimenty a simulace heterogenních dávkových destilačních procesů“, Comp. Chem. Eng. 4-6, 799, (2001a).
  5. ^ Rodríguez-Donis I., A. J. Esquijarosa, V. Gerbaud a X. Joulia, „Separace minimálně vroucích azeotropních směsí extrakčními dávkovými destilačními procesy s heterogenními nosiči“, AIChE J., 49, 3074-3083, (2003).
  6. ^ Skouras S., V. Kiva a S. Skogestad, „Realizovatelné separace a pravidla výběru unášeče pro heteroazeotropní dávkovou destilaci“, Chemical Engineering Science, 60, 2895. (2005).
  7. ^ Skouras S., S. Skogestad a V. Kiva, „Analýza a kontrola heteroazeotropní dávkové destilace“, AIChE Journal, 51 (4), 1144-1157. (2005).
  8. ^ Lang P., G. Modla: „Zobecněná metoda pro stanovení heterogenních vsádkových destilačních oblastí“, Chem. Eng. Sci., 61, 4262-4270 (2006)
  9. ^ Varga V. „Extrakční destilační destilace v rektifikaci a kolonní inverzi“. Ph.D. diplomová práce, INP-Toulouse, Francie. http://ethesis.inp-toulouse.fr (2006).
  10. ^ Rodríguez-Donis, I., Acosta-Esquijarosa I., Gerbaud V., Pardillo-Fondevila E., Joulia, X., „Separace směsi n hexan - ethylacetát azeotropickou dávkovou destilací s heterogenními unášeči“. Chemické inženýrství a zpracování. 44, 131-137. (2005)
  11. ^ Xu, S. L. a H. Y. Wand, „Separace směsí terc-butylalkohol-voda heterogenním azeotropickým dávkovým destilačním procesem,“ Chem. Eng. Tech., 29, 113 (2006).
  12. ^ R. Van Kaam, Rodríguez-Donis I., V. Gerbaud, „Heterogenní extrakční vsázková destilace chloroformu - methanolu - vody: proveditelnost a experimenty“, Chem. Eng. Sci., 63, 78-94, (2008).

Viz také