АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ПЕРЕГОНКА ЖИДКОСТЕЙ

Во многих химических производствах обрабатываемые материалы или конечные продукты часто представляют собой смеси жидкостей, ко­торые необходимо разделять на составные части.

Наиболее распространенным методом разделения смесей жидкостей, а также сжиженных смесей газов на составные части является пере­гонка (дистилляция и ректификация), применяемая в различных ва­риантах. Естественно, что перегонка имеет важное значение в химической технологии, особенно в связи с развитием непрерывных процессов.

Перегонка представляет собой процесс, в котором разделяемая жидкая смесь нагревается до кипения, а образующийся пар отбирается и конденсируется. В результате получают жидкость, состав которой отли­чается от состава первоначальной смеси. Повторяя много раз процессы испарения и конденсации, можно почти полностью разделить смесь на чистые составные части.

Процесс перегонки жидких смесей основан на том, что жидкости, составляющие смесь, обладают различной л Е тучестью. т. е. при одной и той же температуре" обладают раз­личной Упругостью паров.

Состав пара, а следовательно, и состав жидкости, получающейся при конденсации пара, будет несколько отличаться от состава начальной смеси; легколетучего компонента в паре будет содержаться больше, чем в перегоняемой жидкости.

В простейшем виде перегонка почти не отличается от процесса вы­паривания. Однако между этими двумя процессами имеется существен­ная разница.

Выпариванию подвергают растворы, состоящие из летучего растворителя и нелетучего растворенного твердого вещества. В результате выпаривания удаляется часть растворителя и повышается концентрация раствора, причем остаток, не превратившийся в пар, представляет собой конечный продукт.

Перегонке подвергают растворы, в которых растворитель и растворенное вещество обладают летучестью, вследствие чего в пар превращаются одновременно и растворитель и рас­творенное вещество в количествах, соответствующих их летучести. При перегонке происходит полное или частичное резделение раствора на со­ставляющие его компоненты, причем в большинстве случаев конечными продуктами являются и отгон (дистиллят), и остаток, не превратившийся в пар.

Применяемые способы перегонки могут быть в основном разбиты на две группы:

простая перегонка, включая перегонку под вакуумом, перегонку с водяным паром и возгонку (сублимацию);

ректификация.

Простая перегонка применяется для разделения смесей, представляющих собой легколетучее вещество с содержанием примеси нелетучих или весьма труднолетучих веществ.

Этот способ применяют главным образом для предварительного грубого разделения сложных смесей, для очистки веществ от примесей, смол, загрязнений и т. п.

Перегонка под вакуумом и перегонка с во­дяным паром применяются для разделения смесей, состоящих из труднолетучего вещества, содержащего пРимесИ нелетучего вещества. Этот способ позволяет проводить разделение при температурах ниже тем­пературы кипения труднолетучего компонента.

Возгонка, или сублимация, применяется для очистки труднолетучего продукта, содержащего примеси нелетучих или трудно­летучих веществ. Этот способ основан на свойстве некоторых твердых тел, обладающих высокой упругостью паров, переходить непосредственно из твердого состояния в пар, минуя жидкое состояние.

Ректификация —широко распространенный способ наибо­лее полного разделения смесей летучих жидкостей, частично или целиком растворимых друг в друге. Ректификация представляет собой перегонку, которая сопровождается взаимодействием поднимающихся паров со сте­кающей им навстречу жидкостью (флегмой), полученной при частичной конденсации паров.