Перегонка и ректификация
Разделение жидких однородных систем, состоящих из двух или нескольких компонентов, производится перегонкой и ректификацией. Если исходную смесь нагреть, а пары не отводить, то образуются насыщенные пары, находящиеся в равновесии с жидкостью, плотность такого пара называется упругостью паров.
Компонент, имеющий низкую температуру кипения, и высокую упругость паров называется низкокипящим компонентом (н.к.к.); компонент, имеющий высокую температуру кипения и низкую упругость паров, называется высококипящим компонентом (в.к.к.).
Простая перегонка
Перегонкой называется процесс однократного испарения и конденсации паров. Простую перегонку проводят в аппарате – перегонном кубе. Перегонный куб применяют для разделения двухкомпонентной однородной жидкости на два компонента, которые значительно различаются друг от друга по температуре кипения.
Установка для простой перегонки
Перегонный куб; 2)конденсатор; 3,4,5) приемные емкости.
Простая перегонка проводится на установке, состоящей из перегонного куба 1 с подогревателем – рубашкой, поверхностного конденсатора 2 и приемников 3,4,5. Исходную смесь загружают в куб 1, который обогревается паром или другим теплоносителем в зависимости от требуемой температуры. Исходная смесь в кубе кипит, пары поступают в охлаждаемый водой конденсатор 2. Дистиллят из конденсатора поступает в приемники 3,4,5. В начале перегонки дистиллят преимущественно состоит из легколетучего компонента и собирается в приемнике 3. Постепенно количество легколетучего компонента убывает, вследствие чего состав дистиллята по легколетучему компоненту также обедняется. Поэтому последующие фракции собираются отдельно в сборники 4 и 5. По окончании процесса перегонки в кубе остается кубовый остаток, который спускается в расположенную ниже емкость через нижний спуск или передавливается в приемную емкость сжатым газом.
Установка для перегонки с дефлегмацией
перегонный куб; 2) дефлегматор; 3) холодильник; 4,5,6) приемные емкости.
В химической технологии широко применяют разнообразные методы разделения жидких однородных смесей, основанных на неодинаковой летучести компонентов, т.е. различных по составу жидкостей и образующихся над ней паров.
Разделяют смеси с разной взаимной растворимостью. Компонентные – двойные смеси – бинарные, а смеси, содержащие несколько компонентов – многокомпонентные.
Бинарные смеси могут состоять из взаимно растворимых, частично растворимых и нерастворимых жидкостей. Компонент, который имеет более низкую температуру кипения – называется низкокипящим или легколетучим.
Компонент с более высокой температурой кипения называется - высококипящим или труднолетучим.
Процесс частичного испарения жидкой смеси, и получения пара, при конденсации которого образуется жидкость нового состава – дистиллят, называется перегонкой или дистилляцией. Дистиллят содержит больше летучего компонента, чем исходная смесь.
Неиспарившаяся часть жидкости носит название кубового остатка. Процесс перегонки применяется в том случае, когда не требуется полного разделения компонентов. Его применяют для грубого разделения смесей или предварительной очистки продуктов от нежелательных примесей. Перегонка основана на различных температурах кипения, давлений и летучести отдельных веществ, входящих в состав смеси. Более летучим в процессе испарения является компонент с пониженной температурой кипения.