Введение к работе
I. . Актуальность проблема Решение конкретних задач создания безотходных химико-технологических процессов связано с глубоким изучением специфики исследуемых объектов и явлений. Большинство промышленных смесей, нуждающихся в переработке для выделения целевых продуктов, являются полиазеотропными.
До недавнего времени в теоретических и практических вопросах разделения рассматривались лишь моноазеотропные смеси, т.е. смеси на концентрационном симплексе которых находится не более одной азеотрошюй точки, размерности, равной размерности симплекса.
В настоящее время биазе'отропия считается крайне редким явлением, в литературе описаны тольтаэ две биазеотропные бинарные системы. Однако, возможность ее оуществования в системах любой размерности резко усложняет структуру диаграш фазового портрета, требует разработки технологических подходов для разделения таких, смесей.
Практические потребности соверпенствованкя имеющихся и создания новых схем разделения промышленных смесей, логика дальнейшего развития учения об азеотропии приводит к необходимости теоретически:"', и зіссперименталькото исследования закономерностей эьолюции биазеот;>счии в бинарных, системах, как наиболее простых представителей биазь.тгропных' смесей. Цель работы: В настоящей работе были поставлены 'следующие задача:
- Теоретически, анализ закономерностей эволюции биазестроиии з бинарных система:? при изменении температуры (давления).
- Экспериментальная проверка выявленных, закономерностей эвол:э-ции биогестропии, на примере бинарных оостав.някпдах промысленной полиазеотропной смеси кьъбоноъих кислот и оутилэвих зфиров однои-1&ННЫХ кислот. Ньучнач новизна: :Впервы-э. устаком/еі: механизм и основные стадии
эволюции биаьеотропии в бинарных системах при изменении температура Выявлены условия перехода от стадии к стадии. Показана определяющая роль в эволюции моно- и биазеотропии псевдоидеальной точки на диаграмме парожидкостного равновесия и точки Банкрофта на температурных зависимостях упругостей паров чистых компонентов бинарной смеси. Установлено, что псевдоидеальная точка является непере- ходимой (переходимой) для состава азеотропа при изменении температуры при отсутствии (наличии) точки Банкрофта. Подучено в -дифференциальной форме термодинамическое уравнение скоростей смеїцзніи состава псевдоидеальной точки при иаменении температуры. Проведен качественный анализ этого уравнения, выводы которого подтверждены расчетным 'экспериментом на примере 18 бинарных моноазоотцопньк . смесей. Проведен анализ эволюции моно- и биазеотропии в . бинарных в системах при изменении температуры (давления) при различных условиях: наличие и отсутствие точки Банкрофта, при различных соотношениях между парциальными мольными теплотахс* испарения и при условии их инверсии. Были установлены практически все возыопшо типи температуркой зависимости моно- и Сиааеотропов. Показано, что условием перехода граничной тангенциальной азеотропші (ГТА) во вкут-реннюю в биазеотропных системах является наличие точки Банкрофта. На основании классификации веществ по типу водороднбй связи- предсказаны классы соединений, в растворах которых наиболее. вероятна биагестропия. Экспериментально определены параметры положительного
(пол.) и отрицательного (отр.) азеотропсв в каждой из 5 бинарных
смесей, образованных карбоноьой кислотой и бутиловым эфиром одноименной кислоты в сироком диапазона давлений. Анализ азеотропні: в матрице гомологичных систем, образованных карбоновими кислотами и бутиловыми заїрами глслот, позволил по&дсіагать наличие пол.- ыоно-азиотропов в ряде бинарных систем, что было подтворядеьо эксперн-
- З -ментально.
Практическая ценность. В связи в тем, что установленный механизм эволюции биазеотропии в бинарных системах носит самый общий характер, полученные физико-химические закономерность могут быть применены к любой биазеотропной смеси и являются основой для планирования оптимального экспериментального исследования подобных смесей. Экспериментальные данные по температурным зависимостям упругостей паров 10 веществ и по азеоіропии в системах карбоновие кислоты -бутиловые зфирц карболовых гаїслот могут быть включены в соответствующие банки данных. Экспериментальные данные по зависимости» температур кипения бинарных растворов от состава, в областях существования пол. и отр. азеотропов пяти бинарных систем могут быть использованы для математического моделирования парожидкостного равновесия в широком диапазоне давлений. Полученный массив физико-хи-мической информации будет использован для разработки к проектирования схемы разделения соответствующей промышленной смеси, получающейся в производстве фракции спиртов Сл-С5.
Апробация работы. Материалы отдельных разделов диссертаїл.и оыли долоиенн на VI Всесоюзной Конференции но теории и практике ректификации (г. Северодонецк, 1991г.).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 2 научные статьи и
тезисы одного доклада.
Объем работа Диссертация состоит из введения, 7 гнав и выводов общш объемом /?7 страниц (в том числе 3< таблиц, « рисунков;. списка литературы из Є0 наименований.
; . . - 4 - - .-a