химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

праведливо положение: пар всегда богаче низкокипящим (более летучим) компонентом, чем равновесная жидкая фаза (у > х).

В инженерных расчетах процессов разделения жидких смесей удобнее пользоваться кривыми фазового равновесия не при г= = const, а при Р = const (эти процессы осуществляются обычно в изобарных условиях). Для построения таких кривых находим из уравнений (а) и (б):

Х = (Р-РЬ)1(РА-ВЬ)\ У = (РА/Р)Х = [РА(Р-Р№Р(РА-РЬ)] (В)

428

При Р = const сопряженным значениям х и у соответствуют различные температуры кипения жидкой смеси в пределах между температурами кипения индивидуальных компонентов (/„ и tb), поскольку величины Ра и Рь являются однозначными функциями температуры. Откладывая по оси ординат температуры кипения, а по оси абсцисс — отвечающие им равновесные концентрации х и у, рассчитанные по выражениям (в), получаем искомые кривые фазового равновесия (рис. IX-3). Нижняя кривая относится к жидкой фазе, а верхняя — к равновесной паровой фазе. Обе кривые пересекаются при х = у = О и х = у = I на уровнях температур индивидуальных компонентов (высококипящего и низкокипящего). Так как в состоянии равновесия обе фазы имеют одинаковую температуру, то равновесным значениям х и у соответствуют абсциссы точек пересечения горизонтали t = const с обеими кривыми равновесия. Мы и на данной диаграмме равновесия имеем у > х.

В дальнейшем мы будем еще часто пользоваться диаграммой фазового равновесия в координатах х—у, представляющей непосредственную зависимость у от х при Р = const (рис. IX-3). Для рассматриваемых идеальных бинарных смесей кривая равновесия может быть построена по сопряженным значениям х и у, вычисленным с помощью уравнения (а'). Обозначив в последнем коэффициент разделения (относительную летучесть) через Ра1Рь = — е, получим:

» = е»/[1+ж(в-1)] (г)

Легко видеть, что при ё = const кривая равновесия представляет собой равностороннюю гиперболу, симметричную относительно диагонали квадрата. При е = 1, когда компоненты смеси имеют одинаковую летучесть (Р„ = Рь), линия равновесия спрямляется и совпадает с диагональю (у = х), т. е. составы обеих фаз одинаковы. Заметим, что с понижением давления Р уменьшаются температуры кипения компонентов, увеличивается их разность tb — ta и возрастает величина е. Наоборот, с ростом давления Р температуры tb и ta возрастают, разность tb — ta и величина s падают, а вместе с ними уменьшается разность у — х (кривая равновесия приближается к диагонали).

Смеси, приближающиеся к идеальным, встречаются на практике сравнительно часто; к их числу, в частности, относятся смеси веществ одного гомологического ряда. Однако чаще всего приходится иметь дело с неидеальными смесями, в разной степени отклоняющимися от закона Рауля. Зависимости парциальных давлений паров компонентов таких смесей (а также полного давления Р) от состава жидкой фазы изображаются кривыми, проходящими ниже (рис. IX-3, б) или выше (рис. IX-3, в) прямых, характеризующих те же зависимости у идеальных смесей. В первом случае говорят об отрицательном, а во втором— о положительном отклонении от закона Рауля. Примером первых может служить смесь хлороформ—ацетон, а примером вторых — сероуглерод—ацетон. Кривые равновесия неидеальных смесей имеют разнообразное очертание, не поддаются описанию общим уравнением и могут быть построены лишь по экспериментальным значениям х и у.

Отклонения неидеальных смесей от закона Рауля могут быть часто настолько велики, что на кривых равновесия в координатах Р—х, у появляется либо относительный минимум (рис. IX-3, б), либо относительный максимум (рис. IX-3, в). Как известно, по второму закону Коновалова справедливо правило: минимуму давления соответствует максимум температуры кипения смеси, а максимуму давления — минимум температуры кипения. Следовательно, на диаграмме /—х, у у первых смесей на кривых равно-. весия появится максимум, а у вторых — минимум. В обоих случаях кривые жидкости и пара касаются друг друга в экстремальных точках, соответствующих азеотропным составам смесей. По общему закону Коновалова имеем: состав жидкой азеот-ропной смеси равен составу равновесного с ней пара. На диаграмме у—х кривые равновесия пересекают диагональ квадрата в тех же экстремальных точках (рис. IX-3, б и IX-3, в)—соответственно одинаковым составам азеотропной жидкой смеси и паров, образующихся при ее кипении. Заметим, что составы азеотропных -смесей с минимумом и максимумом температуры кипения зависят -от давления, смещаясь в направлении более высоких или более •низких концентраций низкокипящего компонента.

По правилу Вревского, при повышении давления в азеотропной смеси с минимумом температуры кипения увеличивается концентрация компонента с большей мольной теплотой испарения, а в смеси с максимумом температуры кипения — концентрация компонента с меньшей мольной теплотой испарения.

Смеси с минимумом температуры кипения и максимумом давления образуются чаще всего сочетанием: а) кислот с водой, аммиа-?'ком, органическими основаниями или кетонами; б) фенолов с ам-«миа

страница 18
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
табличка выключить мобильный телефон
готовый шкаф управления вентиляцией цена
стоимость билетов на шоу навки
шкаф архивный металлический шм-4 1935х840х400 мм

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(14.12.2017)