Азеотропты қоспаларды бөлу әдістері

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 42 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы:
Бүйір секциясы бар күрделі колоннадағы ацетон-хлороформ қоспасын экстрактивті ректификациялау процесінің оңтайлы жұмыс параметрлерін анықтау

МАЗМҰНЫ
Кіріспе
1. Әдеби шолу
1.1. Ректификация процесінің мәні
1.2. Азеотропты қоспаларды бөлу әдістері
1.2.1. Әр түрлі қысыммен жұмыс істейтін бағандар кешенінде азеотропты қоспаларды бөлу
1.2.2. Азеотропты қоспаларды ректификациялау әдістері, бөлгіш агенттерді қолдану
1.3. Бөлу үшін күрделі бағандарды қолдану, зеотропты және азеотропты қоспалар
1.4. Будың тепе-теңдігін есептеу әдістері, көп компонентті жүйелер
1.4.1. Күй теңдеулері
1.4.2. Жергілікті құрам модельдері
1.4.3. Топтық модельдер
1.5. Кейбір қасиеттері, әсері, алынуы және компоненттерді қолдану
2. Зерттеу міндеттерін белгілеу
3. Есептік-эксперименттік бөлім
3.1. Оңтайландыру өлшемі
3.2. Процестің технологиялық схемасының сипаттамасы
3.3. Жүйеде фазалық тепе-теңдікті модельдеу, ацетон-хлороформ-ДМФА
3.4. Оңтайлы жұмыс параметрлерін есептеу
4. Қорытынды
5. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Қосымшалар

Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі - Ректификация ХІХ ғасырдың басынан бастап маңызды технологиялық үдерістердің бірі, негізінен спирт және мұнай өнеркәсібі ретінде белгілі.Көптеген таза қосылыстарға сұраныстың көбеюіне байланысты ректификация процесі кең қолданыс тапқан процестердің бірі. Қазіргі уақытта барған сайын таза түрінде компоненттерін бөлу (органикалық синтез изотопының, полимерлер, жартылай және тазалығы жоғары басқа да түрлі заттардың) өте маңызды болып табылады. Сондай-ақ соңғы жылдары ректификация процесі таза металдармен жартылай өткізгіш материалдар өндірісінде кең қолданыс табылды. Сонымен қатар химиялық технологияда сұйық қоспалардың біртекті ажырау әдісі кеңінен таралған. Ұшқыш компоненттердің әртүрлі сұйықтартдың құрамынан және буға айналуына байланысты. Еріткіштік қасиетіне байланысты компоненттер: екі қоспалы компонент негізінде бинарлы деп атайды. Бинарлы қоспаны құрамы еритін, жай еритін және ерімейтін сұйықтардың төмен компонентті қоспаның төмен температурада қайнайтын немесе жеңіл ұшатын қоспа деп, ал жоғары температурада қайнайтын компенентті жоғары температурада қайнайтын немесе ауыр ұшатын қоспа деп атаймыз. Қоспалардың таза компоненттерге булану және конденсациялану процесі арқылы бөлінуін ректификация деп атайды. Ректификация процесі сұйықтық пен будың қарама-қарсы өтуіне байланысты, сонымен қатар бу колоннамен жоғары қарай көттеріле отырып сұйықтықпен жанасып және үздіксіз төмен температурада қайнайтын компонентпен, ал сұйықтық жоғары температурада қайнайтын компонентпен әрекеттеседі. Кондерсерленген булар колоннаның жоғары жағынан шығады, яғни негізінен төмен температурада қайнайтын компоненттерді дистилят деп атайды. Ал колоннаның төменгі жағынан шыққан сұйықтықты кубтық қалдық деп атайды. Бұл құрамы жағынан таза жоғары температурада қайнайтын компонент.
Ректификациялық қондырғылар әрекет принципі бойынша мерзімді және үздіксіз деп бөлінеді. Үздіксіз қондырғыларды бөлінген шикізат қоспасы бағанға түседі және бөлу өнімдері үздіксіз алынып тасталынады. Мерзімді операция бөлінетін қоспаның өсіретін зарядталанған және айдау қалаған түпкілікті өнім құрамын алу үшін бір мезгілде жүзеге асырылады.
Жұмыстың мақсаты - әдеби шолу жүргізе отырып, қажетті ректификациялық қондырғыны еспетеу және таңдау.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттерді орындау қажет:
* Ректификация процесінің теориялық негіздерін зерделеу және негізгі құрылғы мен қондырғының технологиялық сұлбасын меңгеру;
* Негізгі аппараттың жұмыс жасау принципімен танысып, материалдық, жылулық балансын есептеп, технологиялық сұлбасын меңгеру;
* Аппараттың гидравликалық есептемесін жүргізіп, қарастырылған, зерттелінген тақырыпқа ізденіс нәтижесіне сай қорытынды жасау.
Зерттеу обьектісі - Ацетон мен хлороформ стабилин-9 термостабилизатор өндірісінде қолданылатын еріткіштер қоспасының құрамына кіреді. Оларды қалпына келтіру үшін [1] ауыр қайнаған бөлгіш агент диметилформамидпен (DMF) экстрактивті ректификацияны (er) қолдану ұсынылды.
Бұл процесс екі бағаннан тұратын кешенде жүзеге асырылады-экстрактивті айдау бағанасы және экстрактивті агентті қалпына келтіру бағанасы. Бұл жағдайда іс жүзінде таза ацетон экстрактивті бағанның дистиллятында, ал іс жүзінде таза хлороформ регенерация бағанының дистиллятында шығарылады, оның кубтық ағымы іс жүзінде таза ДМФА экстрактивті ректификация бағанына қайтарылады.
Экстрактивты ректификациялау энергия шығыны көп жұмсалатын процесс. Ацетон-хлороформ қоспасының ЭР-дегі энергия шығынын азайту үшін бұл процесті бүйір арматурасы бар бір күрделі бағанда (КБ) жүргізу әдісі ұсынылды [2]. Бұл жағдайда ацетонның шығарылуы негізгі бағанның дистиллятында, ал хлороформ -- бүйір бөліктің дистиллятында (BS) жүзеге асырылады. DMFA негізгі бағанның текшесінде алынады және рециклмен оның жоғарғы бөліміне қайтарылады. Нәтижесінде мас 82,9% құрайтын өнеркәсіптік құрам қоспасын бөлуге энергия шығынын азайту. ацетон дәстүрлі екі бағанды схемамен салыстырғанда 28,5% құрады.
Бұл жұмыс ацетон-хлороформ қоспасын экстрактивті ректификациялау схемаларының оңтайлы концентрациялық аймақтарын анықтауға бағытталған зерттеудің бөлігі болып табылады. Бұл жұмыстың мақсаты бүйірлік нығайтатын бөлімі бар күрделі бағандағы азеотропты құрамдағы ацетон-хлороформ қоспасын экстрактивті ректификациялау процесінің оңтайлы жұмыс параметрлерін анықтау болып табылады.

1. ӘДЕБИ ШОЛУ.
1.1. РЕКТИФИКАЦИЯ ПРОЦЕСІНІҢ МӘНІ [3].
Химия, мұнай-химия және басқа да бірқатар салаларда (тамақ, фармацевтика - металлургияға дейін) сұйық және газ қоспаларының кең спектрі қолданылады, олар жеткілікті таза компоненттерге немесе әртүрлі құрамдағы фракцияларға бөлінеді. Мұндай қоспалардың сұйық және бу фазалары байланысқан кезде бөлінуі, фазалар арасындағы компоненттерді қайта бөлумен бірге айдау деп аталады.
Ректификация-бұл фазалардың көп сатылы қарсы ағымымен қайнаған сұйық және қаныққан конденсацияланған бу фазалары арасында компонентті (компоненттерді) беру процесі. Будың ішінара конденсациясы және сұйық қоспалардың булануы (дистилляциясы) бойынша қарама-қарсы ағым схемасы бойынша кезектескен кезде шамамен олардың бастапқы қоспадағы құрамына сәйкес келетін жоғары қайнаған компоненттің (ЖҚК) және төмен қайнаған компоненттің (ТҚК) шығуын алуға болады.
Ректификация процесінде сырттан келетін жылу тек қайнатқыштарда - бағанның түбінде және сұйық қоспаны ішінара буландыру үшін бүйір бөлімдерде, ректификациялық аппараттың төменгі бөлігіндегі жылыту құрылғысында бастапқы бу ағынын алу үшін жұмсалады (көбінесе - баған). Бу конденсациясының жылуы тек конденсациялық құрылғыларда - ректификациялық аппараттың жоғарғы бөлігінде де шығарылады.
Бірте - бірте пластиналардағы фазалардың қарама-қарсы байланысына байланысты жұпта және сұйықтықта ТҚК концентрациясы төменнен жоғары қарай артады-белгілі бір концентрация профилі орнатылады; бұл әсер ректификация процесінің негізі болып табылады. Колоннаның жоғарғы жағындағы ТҚК тазалығы қарастырылып отырған схема аясында тақтайшалар санымен анықталады.
Қажетті концентрациялық Профильді, яғни колоннаның жоғарғы жағындағы ТҚК (тазалық) талап етілетін концентрациясын орнатқаннан кейін, жоғарғы өнімді мақсатты ретінде таңдауға болады. Бірақ егер сіз барлық жоғарғы өнімді таңдасаңыз, онда сұйық фаза бағанның бойымен буға қарсы ағынмен ағуды тоқтатады, ректификация процесі бұзылады. Сондықтан, конденсациядан кейін жоғарғы өнім ішінара ғана таңдалады; фазалардың қарама-қарсы байланысын сақтау үшін конденсаттың белгілі бір бөлігін бағанды суаруға қайтару қарастырылған. Ректификациялауда компоненттерді ауыстырудың екі бағытты процесі орын алады: сұйық фазадан бу фазасына ТҚК және кері бағытта ТҚК.

1.2. АЗЕОТРОПТЫ ҚОСПАЛАРДЫ БӨЛУ ӘДІСТЕРІ.
Жақын қайнау температурасы бар компоненттерден тұратын және салыстырмалы өзгергіштік коэффициентінің аз мәнімен сипатталатын қоспаларды бөлу үшін бағандағы көптеген тақтайшалар қажет болады. Мұндай қоспаларды бөлу кезінде флегма сандары үлкен болады, яғни Кубадағы жылу, конденсатордағы салқындатқыштағы энергия шығына да көп болады. Егер қоспа азеотропты құраса, онда оны әдеттегі ректификация әдісімен іс жүзінде таза компонентке бөлу мүмкін болмайды (компоненттердің біреуін (х0) және хазеотроп құрамына жақын қоспаны алуға болады). Бұл жағдайда түзетудің арнайы әдістерін қолдану қажет:
әр түрлі қысымда жұмыс істейтін бағандар кешенінде бөлу;
экстракциялық ректификация;
азеотропты және гетероазеотропты ректификация.

1.2.1. Әр түрлі қысыммен жұмыс істейтін бағандар кешенінде азеотропты қоспаларды бөлу [4].
Азеотропты қоспаларды бөлу үшін физикалық - химиялық сипаттағы шектеулерді жеңуге және қажетті тазалық өнімдерін алуға мүмкіндік беретін функционалды кешендер қолданылады. Кешендердің бір бөлігі бөлу аймақтары арасында шоғырлану өрістерін қайта бөлу принципіне негізделген. Бұл принциптің ерекше жағдайы-шоғырлану өрістерін ректификация аймақтары арасында қайта бөлу принципі. Бұл принцип қысымның өзгеруімен азеотропты қоспалардың құрамын өзгертуге негізделген азеотропты қоспаларды бөлу мысалдарында айқын көрінеді. Әр түрлі қысымдағы азеотроптардың құрамы әр түрлі, ал қысымға байланысты тамақтану құрамы бір немесе басқа түзету аймағына жатуы мүмкін. Дәл осы қасиет азеотропты қоспаларды бөлуге арналған екі бағандық кешендерде қолданылады, онда бағандар әртүрлі қысым кезінде жұмыс істейді. Жалпы жағдайда рециклдің мөлшері бөлінуге түсетін бастапқы қоспаның құрамына және екі таңдалған қысым кезінде азеотроптардағы А компонентінің концентрациясының айырмашылығына байланысты, ал бұл айырмашылық неғұрлым аз болса, рецикл соғұрлым көп болады. Екілік қоспаның мұндай кешеніндегі таза компоненттерге бөлінудің міндетті шарты - Бірінші бағаннан шығатын азеотроптағы А компонентінің жоғары мөлшері, оның екінші бағаннан шығатын және біріншісіне кіретін азеотроптағы құрамымен салыстырғанда. Вревскийдің Заңына сәйкес температураның бір градусына түсетін азеотроп құрамының өзгеруі компоненттердің булануының молярлық жылуының айырмашылығына байланысты болғандықтан, бөлу әдісі неғұрлым тиімді болса, бөлінетін қоспалардың булану жылуы соғұрлым әр түрлі болады.
1.2.2. Бөлу агенттерін қолдана отырып, азеотропты қоспаларды ректификациялау әдістері [5].
Бөлгіш агенттерді таңдау.
Азеотропты және экстрактивті ректификация процестері үшін бөлгіш агенттерді таңдау кезінде бөлінуге жататын жүйенің қасиеттері ескерілуі тиіс.
Бөлгіш агенттер келесі талаптарды қанағаттандыруы керек:
берілген қоспа компоненттерінің қалаулы бағыттағы салыстырмалы құбылмалылығының өзгеруі;
бөлінетін жүйенің компоненттері бар қоспалардан регенерация жеңілдігі;
айналымдағы қауіпсіздік, қол жетімділік және арзандық;
берілген қоспаның компоненттеріне қатысты инерттілік, аппаратураны коррозиялауға немесе қыздырғанда ыдырауға қабілетсіздік.
2, 3 және 4-тармақтарда жазылған талаптарды қанағаттандыруға байланысты мәселелер әдеттегі технологиялық мәселелердің қатарына жатады. Олардың шешімі негізінен бөлінген жүйенің қасиеттерімен анықталады. Ең қиын міндет-бірінші талапты қанағаттандыратын бөлгіш агенттерді таңдау.
Бөлгіш агенттерді таңдаудың барлық белгілі әдістерін екі топқа бөлуге болады:
берілген қоспаның компоненттері мен болжамды бөлу агенттері түзетін ерітінділердің қасиеттері туралы деректерді пайдалануға негізделген әдістер;
компоненттердің қасиеттері туралы мәліметтерді қолданатын әдістер.
Барлық жағдайларда бөлуші агент ретінде қандай да бір заттың қолданылуын анықтау үшін осы зат пен берілген қоспаның компоненттері түзген екілік жүйелердің жетілмегендігі дәрежесін бағалауды негізге алған жөн. Азеотропты ректификация процестерінде қолданылатын бөлгіш агенттердің ерекшелігі, олар бастапқы қоспаның компоненттерімен азеотропты түзуі керек. Осыған байланысты азеотроптардың болуы мен қасиеттерін қосымша анықтау қажет.

Бөлу агенттерін таңдау әдістерін салыстырмалы бағалау [5].
Бөлгіш агенттерді таңдау әдістері берілген қоспаның компоненттері мен болжамды бөлгіш агент құрған екілік жүйелердің жетілмегендігі дәрежесін салыстырмалы бағалауға негізделген. Демек, осы екілік жүйелердегі Рауль заңынан ауытқулардың сипаты мен мөлшерін неғұрлым сенімділікпен бағалауға мүмкіндік беретін әдістер ең сенімді деп саналуы керек. Ерітінділердің қасиеттерін, ең алдымен қоспалардың қайнау температурасы, азеотроптардың құрамы мен қайнау температурасы және ерігіштігі сияқты әдістерді қолданған жөн. Бұл әдісті зерттеу және зауыттық зертханаларда кеңінен қолдануға байланысты газ-сұйық хроматография көмегімен бөлгіш агенттерді таңдау өте тиімді және ыңғайлы.
Бөлгіш агенттерді таңдаудың әртүрлі әдістерін салыстыра отырып, ерітінділердің барлық қасиеттері бір-бірімен байланысты екенін және олардың мәні компоненттердің қасиеттері мен олардың өзара әрекеттесу қарқындылығымен анықталатынын есте ұстаған жөн. Сондықтан идеалдан ауытқулардың сипатын бір емес, бірқатар қасиеттер бойынша бағалауға болады.
Бөлу агентін таңдау үшін келесі жол ұсынылуы мүмкін. Ең алдымен, бөлінетін қоспаның құрамдас бөліктерінің қасиеттері туралы мәліметтерді, сондай-ақ бөлетін агенттердің химиялық үйлесімділігіне қатысты шектеулерді анықтау және берілген қоспаның жетілмегендік дәрежесін ескере отырып, оларға қойылатын негізгі талаптарды анықтау үшін сұйықтық пен будың тепе-теңдік жағдайларын қарастыру қажет. Содан кейін сұйықтық пен бу арасындағы тепе-теңдік, азеотропты қоспалар және берілген қоспаның компоненттерінен құралған жүйелердегі ерігіштік туралы мәліметтерді талдау қажет. Егер ерітінділердің қасиеттері туралы тиісті мәліметтер болмаса немесе жеткіліксіз болса, онда полярлық, сутегі байланысы немесе PI кешендердің пайда болуы туралы идеяларды басшылыққа ала отырып, бөлу агенттері ретінде тәжірибе алу қызықты қосылыстардың кластарын белгілеу керек.
Әр түрлі бөлуші агенттерді салыстырмалы бағалау кезінде, әрине, техникалық-экономикалық факторлар ескеріледі - құны, қол жетімділігі, коррозияға жарамдылығы, уыттылығы, өрт қауіптілігі және т. б.

Экстракциялық ректификация [3].
Бөлуге қиын екілік қоспаны жеткілікті таза компоненттерге бөлу керек (α--1 немесе азеотроп бар). Мұндай қоспаға арнайы таңдалған компонент (әдетте тұрақты емес) қосылады, ол бастапқы қоспаның құрамдас бөліктерінің бірін (мысалы, В компоненті) таңдап ерітеді, ал екіншісін (а компоненті) аздап ерітеді. Басқаша айтқанда, жүйеге үшінші компонентті енгізу екілік қоспаның еритін компонентінің РВ буларының икемділігін едәуір төмендетеді, осылайша салыстырмалы өзгергіштік коэффициентін арттырады: α ' ABAAB бөлінеді. Бұл ректификация әдісі экстрактивті ректификация деп аталады, ал қосымша компонент -- бөлу немесе экстракция агенті..
Бөлу компоненті болған кезде екілік қоспаның тепе-теңдік сызығы суретте көрсетілген.1.1 (тұтас сызық) онсыз тепе-теңдікпен салыстырғанда (штрихтік сызық). Бөлінетін компоненттің сандық әсері, бәрі бірдей, оның бөлінетін қоспадағы концентрациясымен анықталады. Сондықтан тепе-теңдік сызығында үздіксіз ректификация жағдайында бу фазасында Концентрациялардың секіруі байқалады (абсцисса х1 нүктесінде), бұл бағанға бастапқы қоспаны беру кезінде сұйықтықтағы экстрагирующий агент концентрациясының өзгеруіне байланысты.
Сур.1.1. Шығару агентінің қатысуымен тепе-теңдік диаграммасы және теориялық сатылардың құрылысы.
Алынатын агентке бөлінетін қоспаның бір компонентін селективті ерітуден басқа бірқатар талаптар қойылады; осы талаптардың негізгілері:
ол компоненттері бар азеотроптар жасамауы керек
бастапқы қоспаны (оны қалпына келтіру және таза компоненттерді алу үшін оларды кейіннен қиындықсыз бөліп алу үшін);
ол бастапқы қоспаның құрамдас бөліктерінен қайнау температурасында айтарлықтай ерекшеленуі керек, яғни бастапқы қоспаның ДКК-ге қарағанда айтарлықтай өзгергіш болуы керек немесе (бұл сирек кездеседі) бастапқы қоспаның НКК-ге қарағанда әлдеқайда жеңіл Ұшпа болуы керек (бұл оны үлкен энергия мен капиталды шығындарсыз шығаруға мүмкіндік береді).
- Сур.1.2 в компонентін жақсы ерітетін, с компонентін қосу арқылы экстрактивті ректификация әдісімен А + бастапқы қоспасын бөлу схемасы ұсынылған. с компоненті 1-бағанның жоғарғы тақталарының біріне беріледі және флегмамен бірге бағанадан төмен түседі. В компонентін ерітіп, с бөлетін агент оның буларының икемділігін төмендетеді және А және В бөлінуіне ықпал етеді, 1 -- бағанның жоғарғы өнімі-берілген тазалықтың а компоненті, ал төменгі өнім-в+с қоспасы. 3 сорғымен бұл қоспасы 2-бағанға беріледі, онда в (жоғарғы өнім) және С (төменгі өнім) компоненттері әдеттегі ректификация арқылы алынады. Сонымен қатар, 2-баған, әдетте, кішкентай биіктікте ерекшеленеді және аз флегма санымен жұмыс істейді, өйткені В және С компоненттері қайнау температурасында айтарлықтай ерекшеленеді (экстрагерге екінші талапты қараңыз). 4 сорғысы бар Экстрагирующий агент 1 бағанына жеткізіліп, циклды с компонентіне жабады. Осы схемадағы жұмыстың нәтижесі бастапқы а+В қоспасын А және В жеке компоненттеріне бөлу болып табылады, ал осы өнімдермен бөлінетін с компонентінің кейбір шығындары өтеледі.
Сур.1.2. Экстракциялық ректификациялауға арналған қондырғы схемасы: 1,2 - ректификациялық колонналар, 3,4 - сорғылар, 5 - қайнатқыштар, 6 - конденсаторлар; I - салқындататын су, II-қыздыратын бу, III - конденсат, IV-экстрагирлеу агентінің шығындарын толықтыру.

Егер экстракция агенті оңай ұшатын болса, яғни ол ең төменгі қайнау температурасымен сипатталады (ttA) 1 - бағанға ол төменнен беріледі және жоғарыдан төмен қайнаған а компонентімен бірге шығарылады. Жоғары қайнаған в компоненті 1-бағанның түбінен шығарылады, ал А+С қоспасы 2-бағанға бөлінеді.Өнеркәсіпте экстракциялық ректификацияны қолдану мысалдары.
Изопрен алу әдісі.
Өнеркәсіпте экстрактивті ректификация негізінен бөлу үшін қолданылады.
[6] изопренді С4 көмірсутегі фракциясының құрамындағы изобутиленнің қышқыл катализатордың қатысуымен сумен әрекеттесуі, содан кейін негізінен түзілетін трет-бутанолдан тұратын ағынды шығару, реакция массасын су мен май қабатына бөліп, қышқыл катализатордың қатысуымен жоғары температура мен қысым кезінде алынған трет-бутанолдың формальдегидпен әрекеттесуі және ректификацияны және мүмкін Сулы жууды қолдана отырып, май қабатынан изопрен алу әдісі ұсынылады. Изопрен алынған трет-бутанолды селективті еріткіш ретінде пайдалана отырып, кейіннен қаныққан еріткіштен оттегі бар қосылысты десорбциялай отырып және десорбцияланған еріткішті формальдегидпен өзара әрекеттесуге бере отырып, құрамында оттегі бар қосылыстардан экстрактивті ректификациялаумен тазартылады. Қаныққан еріткіштен 30-95% оттегі бар қосылыстар шығарылады. Тазартуға берілетін изопреннің құрамында 2,0-20 мас.% трет-бутанол. Алынған трет-бутанол, құрамында 15 мас. судың % -ы экстрактивті ректификация колоннасының жоғарғы бөлігінен жоғарыдан немесе бүйірлік ағын ретінде шығарылатын изопреннің сұйық ағынымен байланысады, содан кейін изопрен мен трет-бутанолдан тұратын төменгі қабат бөлініп, экстрактивті ректификация колоннасының жоғарғы бөлігіне жіберіледі.
Изопренді тазарту әдісі.
[7] изопренді стереорегулярлық полимерлеуге кедергі келтіретін қоспалардан тазарту әдісі ұсынылады, құрамында 0,005-10 мас. % сілтілі металл гидрототығы. Процесс технологиясын жеңілдету және энергия шығынын азайту мақсатында изобутилен мен формальдегидтен өндіру процесінде диметилдиоксанды изопренге синтездеу немесе ыдырау кезеңдерінде пайда болатын жоғары қайнаған жанама өнім немесе изобутилен мен формальдегидтен изопренді бір сатылы өндіру процесінде пайда болатын жоғары қайнаған жанама өнім бөлгіш агент ретінде пайдаланылады.
1,3-диоксоланды бөлу және тазарту әдісі.
Өнертабыста [8] этиленгликольдің формальдегидпен (триоксан, параформ, формалин) өзара әрекеттесуі кезінде түзілетін су ерітінділерінен 1,3-диоксоланды оқшаулау және әдістеріне қатысты тазарту.
1,3-диоксоланды кептіру процесінен сілтілі жуу сатысын алып тастау және 1,3-диоксолан-су азеотропты қоспасын бөлу технологиясының экологиялық тазалығын арттыру есебінен технологиялық процестің шығуын ұлғайту және технологиясын оңайлату мақсатында экстрагент ретінде этиленгликольді пайдалана отырып, экстракциялық ректификациялауды жүргізеді. Ұсынылған өнертабыс полимерлер мен сополимерлер өндірісінде қолданылатын 1,3-диоксолан алу үшін пайдаланылуы мүмкін,
Жақын қайнаған көмірсутектердің қоспаларын бөлу әдісі.
Авторлар [9] экстрактивті ректификация арқылы жақын қайнаған көмірсутектердің қоспаларын бөлу әдісін ұсынды. Экстрагент ретінде ацетонитрил немесе оның сумен және басқа да экстрагенттермен қоспалары пайдаланылады, содан кейін аммиак қатысуымен ацетонитрилден көмірсутектерді десорбциялайды. Ацетонитрил мен аммиактың жоғалуын азайту мақсатында десорбция сумен он есе (7,1-11) сұйылтқан кезде десорбциядан кейін ацетонитрилдің рН қамтамасыз ететін мөлшерде негізгі диссоциация константасы 1∙10 ∙6-1∙10ˉ1 болатын құрамында азот бар органикалық қосылыстардың қатысуымен жүзеге асырылады.
Көмірсутектерді бөлу әдісі С4-С5.
Авторлар [10] С4-С5 көмірсутектерін ацетонитрилдің және оның су мен аммиак қоспаларының қатысуымен көмірсутектерді сумен жуып, ацетонитрилді жуу суларынан тазарту арқылы бөлу әдісін ұсынды, сонымен қатар технологияны жеңілдету және жабдықтың коррозиясын азайту үшін процесс сілтілі металл гидрототығының қатысуымен жүзеге асырылады. Экстрагенттегі гидрототықтың концентрациясы 0,0001-0,001% құрайды немесе сумен жуу кезінде 0,0001-0,01 %. Мүмкін, процесс сілтілі металл нитритінің немесе органикалық Аминнің қатысуымен, оның концентрациясы 0,0001-0,01 мас.% , ал жуу суында-0,0001-0,1 мас.%.
Пентафторэтан алу процесі.
[11] жұмыста пентафторэтан (PFE) оның хлорпентафторэтан (PFE) қоспасынан ең аз теориялық тақтайшалармен экстрактивті ректификация үшін бағанға шығаруға арналған процесс ұсынылады. Еріткіш ретінде С1-4 спирттері, с 2-6 эфирлері, с 3-7 кетондары қолданылады. Концентрацияланған ПФЭ колоннаның төменгі бөлігінде іріктеледі және қосымша ректификациядан өтеді, СПЭ мен Қолданылатын еріткіш қоспасы колоннаның жоғарғы жағында шығарылады.
Бензолды қанықпаған көмірсутектерден тазарту әдісі.
[12] бензолды қанықпаған көмірсутектерден тазарту әдісі сипатталған. қанықпаған көмірсутектер бензолдан ДМФ-дан экстрактивті ректификация кезінде жоғарғы өніммен бөлінеді, содан кейін олар 0,0001-0001% болған кезде t=150-170°С кезінде олигомеризацияға ұшырайды., бензолға есептегендегі бензосульфоқышқылдар, одан кейін олигомерлерден бөлінген бензолды бензолмен біріктіріп, экстрактивті ректификация колоннасының төменгі өнімінен бөлініп, тиофеннен белгілі әдістермен тазартылған. Техникалық нәтиже-негізгі заттың құрамы 99,90% - дан кем емес, тазартудың жоғары дәрежелі нысаналы өнімін ала отырып, процесті оңайлату және оның тиімділігін арттыру.
Хош иісті көмірсутектерді олардың хош иісті емес қоспаларынан оқшаулау әдісі.
Патентте [13] хош иісті көмірсутектерді хош иісті емес көмірсутектері бар қоспалардан сұйық экстракция немесе гликоль, су және еріткіш негізіндегі селективті экстрагенттермен экстрактивті ректификация арқылы оқшаулау әдісі ұсынылған. Еріткіш ретінде m=2-8, m=175-190 жалпы формуласы CH3(CH2CH2O)m монометилді олигоэтиленгликольдердің қоспасы қолданылады. Монометилді эфирлердің қоспасы қолданылады.
Азеотропты ректификация [3].
Азеотропты ректификациялау әдісі салыстырмалы Ұшпа коэффициенті аз қоспалар үшін де, азеотропты қоспалар үшін де (оның ішінде азеотропты қоспаларға жақын құрамдар кезінде) қолданылады. Экстрактивтіден айырмашылығы, азеотропты ректификация кезінде С бөлетін агент бөлінетін қоспаның қандай да бір компонентімен, егер соңғысы азеотропты болып табылса, бастапқы қоспаға қарағанда компоненттердің өзге қатынасы бар азеотропты құрайды. Бөлгіш агенттер ретінде А және В компоненттері бар гомоазеотроптарды құрайтын заттарды (бұл қайнау температурасының максимумы немесе минимумы бар азеотроптар болуы мүмкін) немесе бөлгіш агент С бар бөлінетін А және В компоненттерінің үштік қоспалары болып табылатын гетероазеотроптарды қолдануға болады.барлық жағдайларда азеотропты ректификация бағанындағы бөлінетін қоспаның құрамдас бөліктерінің бірін іс жүзінде таза түрде алуға болады.
- Сур.1.3. ең төменгі қайнау температурасы бар гомоазеотропты а компонентімен түзетін с бөлгіш агентімен жұмыс жасау кезінде азеотропты ректификацияны орнатудың схемалық диаграммасы көрсетілген. С бөлетін (азеотропты түзетін) агент 1 - бағанға а+В бастапқы қоспасының берілу нүктесінен жоғары емес, көбінесе-бастапқы қоспамен бірге беріледі. Бағанның жоғарғы жағында гомоазеотроп түрінде А+с қоспасының буы 3 конденсаторда конденсацияланады, ал төменгі жағында - текше қалдық ретінде - таза В компоненті. Азеотропты ректификация бағанынан шыққан гомоазеотропты (ерекше торапта 2) қажетті тазалықтағы а компонентіне және бөлуші агентке бөлуге жатады, соңғысы азеотропты ректификация бағанына қайта ор алады.
Сур.1.3. Азеотропты ректификациялауға арналған қондырғы схемасы: 1 - азеотропты ректификациялауға арналған колонна, 2 - А және С компоненттерін бөлу торабы, 3 - конденсатор, 4 - қайнатушы; I - салқындататын су, II-қыздыратын бу, III - конденсат, IV-бөлуші агент шығындарының орнын толтыру.

Азеотропты ректификация тізбектеріндегі ең күрделі және энергияны қажет ететін азеотропты қоспаны бөлу торабы болып табылады.
Гетероазеотропты құрайтын бөлгіш агент көмегімен а + в қоспасын бөлу оңайырақ. Соңғысы конденсациядан кейін олардағы бөлінетін компоненттердің әртүрлі қатынасы бар екі сұйық қабатты құрайды. Екі қабаттың құрамындағы бұл айырмашылық гомоазеотроптың пайда болуымен салыстырғанда дистилляциялық бағанның өзі (және оның биіктігі) қажетті бөлу қабілетінің төмендеуімен бірге жүреді. Гетероазеотроптың қайнау температурасы әрқашан А және В компоненттеріне қарағанда төмен.
Гетероазеотроптардың ерекшелігі - бу құрамы мен сұйықтықтың жалпы құрамының теңдігі.
Гетероазеотропты қоспаны стратификациялау және деканттау Флоренция ыдысында жүзеге асырылады, бұл жеңіл және ауыр сұйықтықтың қабаттарын бөлек алып тастауға мүмкіндік береді.- Сур.1.4 гетероазеотропты ректификацияға арналған қондырғы схемасы ұсынылған, флегма ретінде флоренциялық ыдыста конденсатты стратификациялағаннан кейін сұйықтық қабаты қолданылады. А+В бастапқы қоспасы (1-ағын) кез-келген құрамдағы азеотропты болуы мүмкін, оның ішінде азеотропты қоспаға жақын, ол 1-бағанға беріледі. Егер гетероазеотропты қоспаның жұптарындағы аВ қатынасы түпнұсқаға қарағанда үлкен болса, онда жоғары қайнаған в компоненті осы бағаннан текше өнімі ретінде шығарылады, жоғарыдан шыққан үштік азеотроп жұптары конденсаторда конденсацияланады 3. Конденсаттың стратификациясы флоренциялық 6-ыдыста жүреді. Бұл тепе-теңдік стратификациямен қатар екілік қоспаны таза компоненттерге бөлудің жалпы процесіне айтарлықтай үлес қосады.
Бір қабат (жоғарғы, а компонентінің мөлшері аз) 1-бағанға флегма ретінде оралады. Екінші қабат (диаграммада - төменгі, а компоненті көп) 2-бағанға жіберіледі. Гетероазеотроптың қайнау температурасы а компонентінен аз болғандықтан, гетероазеотроп жұптары 2 бағанының үстіне шығады. Олар 3 ' конденсаторға жіберіледі-көбінесе бұл екі бағанға ортақ. 2-бағанның төменгі жағынан берілген тазалықтың а өнімі алынады; соңғысы 2-бағанның биіктігіне байланысты, ол іс жүзінде оңай ұшатын гетероазеотроп сұйықтықтан шығарылатын айдау бағанасы болып табылады.
Сур. 1.4. Гетероазеотропты ректификацияны орнатудың негізгі схемасы. 1,2-бағандар, 3, 3'- конденсаторлар, 4,5 - қайнатқыштар, 6 - Флоренция ыдысы, I-бастапқы қоспа; О,II - тиісінше 1 және 2 - бағандардағы текшелік қалдықтар; III, IV - 1 және 2-бағандардан бу құрамы; V, VI-сұйықтықтың тепе-тең қабаттарының құрамы.
Мұндай кешен, атап айтқанда, Н-бутил спирті - су, винилацетат - су, май альдегид - су сияқты гетероазеотропты қоспаларды бөлу үшін қолданылады.
Дәл осындай кешен гомоазеотропты қоспаларды бастапқы қоспаның компоненттерімен гетероазеотропты құрайтын жаңа компоненттерді қосу арқылы бөлу үшін қолданылады. Мұндай бөлінудің мысалы көмірсутектер (бензол, толуол, гексан) болған кезде спирттердің (этил, изопропил) гетероазеотропты құрғауы болуы мүмкін. Мысалы, изопропил спиртін өндіру кезінде оны құрғату гетероазеотропты ректификацияның қабаттасуымен үйлескен кезде осындай кешенде жүзеге асырылуы мүмкін [4].

1.3. ЗЕТРОПТЫ ЖӘНЕ АЗЕОТРОПТЫ ҚОСПАЛАРДЫ БӨЛУ ҮШІН КҮРДЕЛІ БАҒАНДАРДЫ ҚОЛДАНУ.
Күрделі бағандарға бүйірлі іріктеулері бар бағаналар, бірнеше қоректендіруі бар бағаналар, сондай-ақ толық немесе ішінара байланысқан (бүйір секциялары бар бағаналар) жылу және материалдық ағындары бар бағаналар жатады. Күрделі бағандарды бөлу кешенінің элементтері ретінде пайдалану бөлу процесін ұйымдастырудың мүмкін нұсқаларының санын күрт арттырады.
Байланысты жылу ағындары бар кешендер бірқатар өнеркәсіптік қоспаларды бөлуге қатысты зерттелді.
Оларды изо-С4, н-С4, изо-С5, н-С5 қоспаларын бөлу үшін газ фракциялау қондырғыларында пайдалану энергия шығынын шамамен 50% - ға азайтуға мүмкіндік береді [14].
Осындай нәтижелерді бензинді екінші рет айдау қондырғыларында жылу ағынымен байланысқан кешендерді қолдану арқылы беруге болады.Мұнай өңдеуде кеңінен таралған шығарылатын булау секциялары бар колонналар (мұнайды бастапқы айдау, каталитикалық крекинг, хош иісті көмірсутектерді бөлу, бензиндерді бастапқы айдау қондырғылары және т.б.) және шығарылатын нығайтатын секциялары бар колонналар (мысалы, азот, аргон және оттегі ала отырып ауаны бөлуге арналған кешендер) жылу ағынымен ішінара байланысқан кешендер ретінде жіктелуі керек. Ішінара байланысқан жылу ағындары бар өнеркәсіптік кешендер суретте ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.