Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах Дякив Федор Васильевич

Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах
<
Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Дякив Федор Васильевич. Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах : ил РГБ ОД 61:85-5/1439

Содержание к диссертации

Введение

1. Извлечение ароматических углеводородов cq из продуктов переработки нефти и их разделение 7

1.1. Методы извлечения ароматических углеводородов из продуктов переработки нефти 7

1.2. Способы разделения ароматических углеводородов... 14

1.3. Мекмолекулярное взаимодействие при разделении ароматических углеводородов 21

2. Исследование особенностей мшлолекулярного взаимодействия в бинарных системах ксилол-растворитель ... 31

2.1. Визуально-политермический анализ бинарных систем.. 32

2.2. Ультраакустическое исследование бинарных систем... 44

2.2.1. Система ксилол - четыреххлористый углерод 45

2.2.2. Система ксилол - даметилформамид 53

2.2.3. Система ксилол - л/ -метішшрролидон 59

2.2.4. Система ксилол - диметилсульфоксид 68

2.3. Избыточные плотность, молярный объем и адиабатическая сжимаемость систем ксилол - растворитель ... 79

2.4. ИК-спектры систем ксилол - растворитель 84

3. Исслвдование возможности экстракционного разделения изомеров ксилола 95

3.1. Влияние температуры на распределение в тройных системах 95

3.2. Влияние природы растворителя и температуры на экстракцию ксилолов 112

4. Исследование возможности разделения смеси п-, м-ксшголов кристаллизацией в присутствии дщлетшгфоишлида. и а/-метилпйрролщз;она 118

4.1. Диаграммы плавкости тройных систем п-, м-ксилолы -растворитель 119

4.2. Разделение смеси изомеров ксилола кристаллизацией ... 123

5. Технология выделения п-ксилола 134

5.1. Технологическая схема получения п-ксилола без изомеризации м-, о-ксилолов 135

5.2. Технологическая схема получения п-ксилола с изомеризацией м-, о-ксилолов 138

Выводы 151

Литература 154

Приложение 173

Введение к работе

Актуальность работы. Потребности народного хозяйства в ароматических углеводородах как сырье химической и нефтехимической промышленности с каждым годом увеличиваются.

Большой интерес для химической промышленности представляют ксилолы. Наиболее широкое применение из изомеров ксилола получил п-ксилол, который используется для получения диметилтерефталата и терефталевой кислоты.Эти вешества являются исходным сырьем для получения полиэфирных волокон.пленок и термопластиков«Полиэфирные волокна, получаемые на основе п-ксилола,по объему выпуска занимают первое место среди синтетических волокон.Ежегодный прирост производства п-ксилола в мире составляет 10-15 % / I /.

Ароматические углеводороды Cg выделяют жидкостной экстракцией из продуктов риформинга и пиролиза.Их разделение является сложной технологической задачей.Причина сложности заключается в том,что физические и химические свойства компонентов смеси незначительно отличаются между собой.

Этилбензол и о-ксилол из смеси ароматических углеводородов Со выделяют четкой ректификацией, а для разделения п-,м-ксилолов наиболее широко применяется кристаллизация.При разделении п-,м-кси-лолов кристаллизацией отбор п-ксилола не превышает 65$ из-за образования эвтектики / 2 /.

В настоящее время интенсивно ведутся работы по усовершенствованию процессов кристаллизационного разделения п-.м-ксилолов с целью увеличения отбора п-ксилола. Литературные данные по разделению недостаточные для разработки процесса более полного выделения п-ксилола.

Поэтому актуальное значение приобретает совершенствование существующих и разработка новых эффективных процессов разделения смеси п-.м-ксилолов.

Целью настоящей работы является разработка метода разделения изомеров ксилола в присутствии растворителя с высокой степенью извлечения п-ксилола.

Научная новизна работы заключается в разработке научных основ осуществления процесса разделения п-,м-изомеров ксилола кристаллизацией в присутствии растворителя.

С помощью визуально-политермического анализа, ультраакустического исследования и ИК-спектроскопии исследованы бинарные системы ксилол-растворитель. Установлено, что диметилформамид и диметил-сулъфоксид сильнее взаимодействуют с п-ксилолом, а V -метилпир-ролидон с м-ксилолом. Исследовано влияние температуры и природы растворителя на экстракцию ксилолов и показано, что температурный коэффициент выхода экстрактной фазы зависит от природы растворителя и соотношения между углеводородами и растворителем.Технологический эффект разделения п-,м-ксилолов экстракцией довольно низкий. В результате визуально-политермического анализа трехкомпонентных систем п-ксилол-м-ксилол-диметилформшлид и п-ксилол-м-ксилол-метилпирролидон установлено, что добавка диметилформамида при разделении п-,м-изом еров ксилола кристаллизацией повысит отбор п-ксилола.Проведено разделение смеси п-,м-ксилолов кристаллизацией в присутствии растворителей и показана эффективность применения диметилформамида в процессе кристаллизационного выделения п-ксилола.

На защиту выносится:

1. Результаты исследования особенностей межмолекулярного взаимодействия- в бинарных системах ксилол-растворитель.

2. Исследование влияния природы растворителя и температуры на экстракцию ксилолов и возможности экстракционного разделения изомеров ксилола.

3. Результаты визуально-политермического анализа трехкомпонентных систем п-.м-ксилол-растворитель.

4. Экспериментальные данные по разделению смеси п-.м-ксилолов кристаллизацией в присутствии растворителей и технологическая схема разделения.  

Мекмолекулярное взаимодействие при разделении ароматических углеводородов

Как известно,ароматические углеводороды отличаются стабильностью и относительной химической инертностью,несмотря на ненасыщенность молекулы.Так,если осуществлять реакцию с галогенами,то . происходит не присоединение их, а замещение шли атомов водорода. Такое поведение ароматических углеводородов объясняют наличием делокализованных & -электронов / 74 /. Благодаря & -электронам, ароматические углеводороды представляют значительный теоретический и практический интерес как 3? -доноры. С соответствующими акцепторами ароматические углеводороды, образуют & -комплексы. Такие % -комплексы могут быть промежуточными продуктами различных реакций и ускорять или тормозить последние. С помощью комплексообразо-вания можно выделять ароматические углеводороды из смесей, а также осуществлять их разделение. Наконец, Д"- комплексы представляют интерес с точки зрения изучения природы донорно-акцепторной связи.

Кроме того, ароматические углеводороды способны образовывать с многими веществами ассоциаты с водородной связью. В работе / 75 / приведено много данных, которые говорят о том, что ароматические углеводороды образуют молекулярные соединения с водородной связью с кислотами, выступая при этом в качестве оснований. К их числу можно отнести молекулярные комплексы ароматических углеводородов с

НС1 CHCl5 , CClif . Причем бензол является более сильным основанием чем четыреххлористый углерод.

Ароматические углеводороды образуют комплексы с переносом заряда с галогенами / 76-79 /, галогенидами металлов П, У группы и га-логенидами элементов Ш, ІУ группы. Малликен / 79 / объясняет взаимодействие в системе бензолгиод переходом It -электрона с наивысшей занятой орбитали бензола на низшую разрыхляющую орбиталь молекулы иода. Изучение свойств комплексов галогенов с ароматическими углеводородами с позиций переноса заряда оказалось чрезвычайно полезным, особенно в отношении УФ-спектров комплексов. Исследованиями установлено, что наряду с переносом заряда существенную роль в этих комплексах могут играть и силы Ван-дер-Ваальса / 80 /. Проч ность комплексов иода с ароматическими углеводородами в ряду бен-зол-толуол-п-ксилол возрастает от бензола к п-ксилолу.

Взаимодействие ароматических углеводородов с галогенидами исследовали Элизер и сотрудники / 81-83 /.

УФ-спектры галогенидов ртути в растворе ароматических углеводородов содержат новые полосы с Лтау[ в области 270-300 юл. Линейная корреляция между частотой и потенциалом ионизации ароматических доноров, а также другие особенности спектров позволяют интерпретировать эти полосы как полосы переноса заряда / 84 /. 0 комплексообразовании в системах галогенид ртути -ароматический углеводород свидетельствует так же тот факт, что растворимость галогенидов ртути возрастает по мере увеличения донорных свойств ароматического растворителя / 82 /.

Комплексные соединения треххлористой и трехбромистой сурьмы с бензолом состава C LQ 2S6 были определены с помощью термического анализа и выделены еще Меншуткиным / 76 /. С другими ароматическими углеводородами галогениды сурьмы могут образовывать не только ком плексы состава 1:2, но и комплексы состава 1:1 (например, S6C$ с толуолом, ксилолом, мезитиленом). Вопрос связана ли молекула с бензолом через атом галогена или через атом сурьмы до сих пор ос тается спорным. Рентгеноструктурный анализ комплексного соединения нафталина с галогенидом сурьмы СтН% 2S6Cl3 показал, что в данном случае взаимодействие осуществляется через атом сурьмы / 85 /. .Крио скопические исследования показали, что в бензоле SbCl3 находится в мономерной форме. Это свидетельствует о том, что в растворе комплекс состава С6Нб - SbCl не образуется / 76 /. Комплексы пятихлорис той сурьмы с ароматическими углеводородами изучены мало. Выделены твердые комплексы ЬЬС1$ с некоторыми полиядерными ароматическими углеводородами / 83 /. Галогениды мышьяка образуют комплексы с ароматическими углево дородаїли, которые по своим свойствам сходны с соответствующими комплексами галогенидов сурьмы. Комплексы /}sBz5 менее стабильны, чем соответствующие комплексы Л СІг, / 76 /. При смешении растворов \fCttf в четыреххлористом углероде с растворами ароматических утлеводородов в С&ц образуются окрашенные комплексы состава 1:1 /87 /. При межмолекулярном взаимодействии тетрагалогенидов элементов 17 группы с ароматическими углеводородами считают, что акцепторными центрами в таких комплексах являются атомы галогенов. Электрон с 4L -орбитали ароматического углеводорода переходит на d -орбиталь атома галогена молекулы МХц / 88 /. Степень переноса заряда в комплексах тетрагалогенидов элементов 17 группы с ароматическими углеводородами очень мала и большую роль во взаимодействии должны играть электростатические силы / 89 /.

Избыточные плотность, молярный объем и адиабатическая сжимаемость систем ксилол - растворитель

Необходимые для расчетов данные взяты из результатов ультраакустического исследования бинарных систем ксилол-растворитель. Величины избыточной плотности ( d ) и избыточного молярного объема ( V ) рассчитывали по / 145 /, избыточную адиабатическую сжимаемость ( V flad. ) - по / 146 /.

Изотермы d систем м-ксилол-диметилформамид и м-ксилол-диметилсульфоксид подобны по форме с положительным отклонением от аддитивности и максимумом при содержании 35% мол. м-ксилола в диметилформамиде и Ъ0% мол. - в диметилсульфоксиде (рис.2.ІЗ, 2.14, 2.15).Максимальная контракция объема составляет в растворе диметилформамида - 0,32 см3/моль,диметилсульфоксида-0,16 см3/моль. В то же время энтальпия смешения ароматических углеводородов с диметилформамидом и диметилсульфоксидом имеет положительное значение и больше для диметилформамида (о-ксилол 300, бензол 326 кал/моль), чем для диметилсульфоксида (о-ксилол 170, бензол 317 -318 кал/моль) /147 ,148/.

Согласно /149-152/ избыточный объем V образуется за счет различия молярных объемов компонентов системы V ad и за счет силового взаимодействия Усил. .Если молекулы считать твер-дыми и невзаимодействующими шарами, то Mod - 0 / 146 /. Поскольку молярные объемы исследуемых компонентов системы мало отличаются между собой,то . V может быть вызван в основном изменением сил межмолекулярного взаимодействия при растворении. Для обеих систем м-ксилол-диметилформамид и диметилсульфоксид абсолютное значение V увеличивается с повышением температуры.

В системах п-ксилол-диметилсГ)ормамид и диметилсульфоксид d и V изменяются в зависимости от состава, аналогично, как и для систем с м-ксилолом.Уплотнение систем и контракция объема увеличиваются с повышением температуры.При 293 К в точке максимума избыточный объем if равен для системы с диметилсТюрмамидом -0,46 и с диметилсульфоксидом - 0,18 см3/моль, что больше,чем для соответствующих растворов с м-ксилолом.

В соответствии с уменьшением основных свойств,для систем с дшлетилформамидом контракция больше,чем с дгалетилсульфоксидом, и для систем с п-ксилолом больше,чем с м-ксилолом.Также с увеличением числа метальных групп у бензольного кольца (бензол,толуол, м- и п-ксилолы,мезитилен) контракция растворов углеводород-диметил-сульфоксид уменьшается / 106 /. Однако для систем ксилол-бромбензол и хлорбензол поле-житель- . ный избыточный объем if уменьшается в ряду о-,м-,п-ксилол /153/. Аналогично для систем алкилбензол (бензол,толуол,мезитилен) -гексафторбензол положительное значение и уменьшается и переходит в отрицательное с повышением основных свойств углеводородов / 154 /.

Имеющиеся литературные данные / 155,156 / для систем ароматические углеводороды - четыреххлористый углерод не позволяют вывести однозначной зависимости if ни от основности углеводородов, ни от их концентрации : растворы бензола показывают положительное отклонение, а мезитилена - положительное при малых концентрациях и отрицательное при больших / 156 /.

Считают, что произведение молярного объема на адиабатическую сжимаемость более точно характеризует жидкие системы, чем одна одиабатическая сжимаемость, Iffiad для индивидуальных соединений, исследуемых в данной работе, равны: п-ксилол-8121,3 ,м-кси-лол - 7924,5 , диметилформамид - 3602,0, диметилсульфоксид-2849,0 и л/-метилпирролидон - 5389,0.Для растворов ксилола в исследуемых наїли полярных растворителях фактическая величина iffiad меньше от теоретической аддитивной.Поэтому произведение ((fj aJ.) .именуемое впредь избыточной адиабатической сжимаемостью,принимает отрицательное значение,за исключением разбавленных растворов ксилола в диметилформамиде и л/ -метилпирролидоне ( в последнем только при 313 К).Максимум отклонения падает приблизительно на эквимо-лярный состав растворов.Для растворов п-ксилола в диметилформамиде и диметилсульфоксиде максимум отклонения больше, чем для соответствующих систем с м-ксилолом, а для растворов ксилола в л/ -метилпирролидоне - наоборот, больше для системы с м-ксилолом: диметилформамид диметилсульфоксид У -метилпирролидон 293 К 313 К 293 К 313 К 293 К 313 К п-ксилол -273 -420 -219 -330 -352 -588 м-ксилол -310 -400 -213 -264 -412 -692

По селективностям сравниваемые растворители, как известно, располагаются в ряд : диметилсульфоксид диметилформамид л/-ме-тилпирролидон, а отклонение и , V и ( Vfiad.) от аддитивной величины тем больше, чем меньше селективность растворителя.Избы С F точные и и V систем А/ -метилпирролидон - ксилол отличаются от соответствующих величин для систем с диметилформамидом и диме-тилсульфоксидом.Это дает основание отнести N -метилпирролидон к растворителям другого класса, чем диметилформамид и диметил-сульфоксид. При этом последние сильнее взаимодействуют с п-ксило-лом, нежели с м-ксилолом, а л/ -метилпирролидон - наоборот.

Влияние природы растворителя и температуры на экстракцию ксилолов

Экстракции подвергался 30 -ныи раствор ксилолов в н-гептаые. Соотношение п- и м-ксилолов в растворе равнялось единице. Одноступенчатую экстракцию проводили в делительной воронке при отношении растворителя к углеводородам от 0,5:1 до 2:1. Растворители отмывались из экстрактных растворов водой, а полученные экстракты подвергали осушке и их состав анализировали на хроматографе / 171 /.

Равновесные кривые определялись методом изотермического титрования / 172 /. Состав фаз определяли по методике, описанной в работе / 39 /.

Исследовано влияние температуры на разделение изомеров ксилола методом экстракции диглетилформамидом, диметилсульфоксидом и л/-ме-тилпирролидоном. Для этих растворителей выход экстракта уменьшается в следующем порядке: N -метилпирролидон, диглетилформамид, диметил-сульфоксид (см. таблицу З.ІІ). Температурный коэффициент выхода экстрактной фазы зависит от природы растворителя и соотношения между углеводородами и растворителем УЬ .

Он увеличивается с уменьшением количества растворителя, взятого для экстракции. Например, для диметилформамида при я = 1:2 « = 0,26, а при п =0,5 Х. = 0,33 /град. Подобная закономерность соблюдается и для других исследованных растворителей: АІ -метилпирролидон диметилформамид диметилсулъфоксид

Температурный коэффициент тем больше, чем выше растворяющая способность экстрагента.

Изменение температуры опыта заметно влияет на состав извлечен ных ксилолов, о чем свидетельствует отношение концентраций п- и м-ксшюла Сп1См в экстракте (рис.3.5). Анализ полученных данных показывает, что разные растворители взаимодействуют с изомерами

Растворители: I- диметилформамид, II- / -метилпирролидон, III - ди метилсульфоксид. ксилола неодинаково. Причиной этого являются, повидимому, неодинаковые основные свойства, которые уменьшаются в ряде м-ксилол о-кся лол п-ксилол / 173 /. Энергия взаимодействия ароматических углеводородов с //# довольно значительна, например, для бензола она равна 6,96 ккал/моль / 174 /. В связи с этим кислые растворители обра-зуют более прочные комплексы с м-ксилолом.

Диметилсулъфоксид и дшлетилформамид принадлежат к основным растворителям / 175-177 /, что же касается их относительной основности, мнения исследователей расходятся. Из данных Роберта / 175 /, полученных ЯМР и определения донорных чисел Гутмана / 177 / следует, что диметилсульфоксид более основной, чем диметилформамид. Но определение константы диссоциации их комплексов с бензонитри-лом / 177 / и результаты исследований Бада / 178-179 / приводят к противоположному выводу. Следовало бы ожидать, что диметилсульфоксид стоит близко к двуокиси серы, образующей более прочный комплекс с м-ксилолом / 180 /. При экстракционном разделении изомеров ксилола диметилсульфоксид и диметилформамид ведут себя аналогично - при низкой температуре п-ксилол экстрагируется обеими растворителям лучше и Сп/См больше единицы. С повышением температуры оно уменьшается и при определенной температуре происходит инверсия селективности -м-ксилол начинает извлекаться в большей степени. Линия зависимости Сп/См от температуры для диметилсулъфокси-да низке, чем для диметилформамида, что дает основание считать ди-метилсульфоксид более слабым основанием, чем диметилформамвд. Наш вывод совпадает с результатами работ / 177-179 /.

Объяснить генезис более слабых основных свойств диметилсульфо-ксида довольно трудно. Природа связи сера-кислород в сульфоксидах долгое время была предметом дискуссий в кругах сторонников семипо-лярной и ДВОЙНОЕ связей / 180,181 /. Считается, что сера в сульфоксидах, имея десять электронов R-S-R , проявляет все же некоторые электрофилъные свойства в отличие от атомов кислорода.

Наличие двух аддиционных центров с противоположными свойствами снижает в некоторой степени селективность диметилсульфоксида по отношению к изомерам ксилола.

При взаимодействии диметилформамида с ароматическими углеводородами связь образуется между атомом кислорода и кольцом. Об этом свидетельствует смешение частот валентных колебаний группы СО в ди-метилформамиде в растворах углеводородов / 182 /ив растворе кислот Лыоиса / 183 /, результаты исследований ЯМР / 184 / и образование только одного комплекса тионилхлорида с тетраметилмочевиной / 185 /. Если бы в образовании последнего комплекса возникла связь за счет свободной электронной пары азота, то должно получаться два аддукта с соотношением компонентов 1:1 и 1:2, что однако, не было установлено. Состава комплекса диметилфорламида с ароматическими углеводородами еще не удалось определить / 186 /. л/ - метилпирро лидон ведет себя при экстракции совершенно иначе, чем диметилформа-мид и диметилсульфоксид, экстрагируя лучше м-ксилол. Полученные данные показывают, что N -метилпирролидон имеет более кислые свойства, чем диметилформамид и диметилсульфоксид. На основании / 187 / трудно оценить кислотно-основные свойства /V -метилпирролидона в срав нении с другими растворителями. Водород N H является причиной кислых свойств, когда она входит в состав кольца с двойными связями, коньюгированными с атомом азота / 179 /. Можно полагать, что благодаря влиянию кислорода А/- метилпирролидон приобретает кислые свойства, обнаруженные при взашлодеиствии с ксилолом, которые реагируют аналогично CHBF / 141,188 /.

Изучение экстракции изомеров ксилола позволяет разместить исследованные растворители по снижающимся основным свойствам в ряд диметилформамид диметилсульфоксид /у-метилпирролидон.

Разделение смеси изомеров ксилола кристаллизацией

Кристаллизацию проводили на установке, принципиальная схема которой представлена на рис. 4.3. Концентрация п-ксилола. в растворе с м-ксшюлом составляла 20, 25 и 30%, а соотношение ксилолы -растворитель равнялось 1:1 и .1:1,5. Кристаллизация смеси ксилолов и растворителя проводилась при температурах 213, 208 и 203 К. После кристаллизации жидкая фаза отфильтровывалась с помощью погружного фильтра, а осадок промывался петролейним эфиром, предварительно охлажденным до температуры кристаллизации, с целью удаления маточного раствора. Полученная кристаллическая масса расплавлялась, растворитель отмывался от нее водой, а состав смеси ксилолов определялся хроматографически.

Как уже отмечалось раньше, диметилформамид обладает более сильными основными свойствами, чем л/ -метилпирролидон и, благодаря этому, повышает концентрацию п-ксилола в твердой фазе (рис. 4.4). Его влияние тем больше, чем выше концентрация п-ксилола в исходной смеси, ниже температура кристаллизации и меньше отношение растворителя к ксилолам. Соотношение растворитель:ксилолы и температура кристаллизации являются определяющими факторами полноты извлечения п-ксилола из смеси. При соотношении диметилформамид ксилолы равном 0,3:1 и температуре кристаллизации 201 К полнота извлечения п-ксилола составляет 89%, а при соотношении 1:1 и температуре кристаллизации 198 К - 95%.

Наблюдается следующая зависимость полноты извлечения п-ксило-ла от соотношения растворитель:ксилолы: соотношение растворитель:ксилолы 0,1:1 0,2:1 0,3:1 1:1 1,5:1 степень извлечения: 69 80 89 95 95,5

С целью выяснения в какой форме связывается п-ксилол с диметил-формамидом, была изучена кривая фазового равновесия бинарной системы п-ксилол ; диметилформамид. Как было установлено раньше, эвтектическая точка этой бинарной системы имеет координаты 208,5 К и 2,5 мол.$ п-ксилола. Поскольку минимум расположен при низкой концентрации п-ксилола, то его не удалось определить на равновесной кривой кристаллизации (рис.4.5). Можно полагать, что образуются твер "дне растворы двух типов - п-ксилол в даметилформамиде и диметилформамид в п-ксилоле. Такое предположение вытекает из наличия эвтектических точек. .Однако твердый раствор п-ксилола в диметилформамиде будет образовываться в значительно меньшем количестве.

Ранее / 190 / наблюдалось образование твердых растворов бензола с йодом, выпадающих в осадок при охлаждении системы,примерно до 268 К в форме кристаллов, окрашенных йодом. Как известно / 168 / с йодом бензол образует комплексы с переходом заряда (донорно-акцеп-торные). По аналогии можно допускать, что и в данном случае образование коглплексов в жидкой фазе вызывает выпадение твердых растворов при их кристаллизации.

Процесс кристаллизации п-ксилола из смеси с м-ксилолом в присутствии более кислого л/-метилпирролидона происходит совсем по-другому, чем в присутствии дшлетилформамида. При снижении темпера-.туры кристаллизации чистота выделенного п-ксилола снижается и становится даже меньше, чем чистота п-ксилола, выделенного без раствори теля (рис. 4.6). При увеличении соотношения растворитель:ксилолы концентрация п-ксилола в твердой фазе также падает. Полнота извлечения п-ксилола меньше, чем при кристаллизации без добавки растворителя и составляет 45%. Это, по-видимому, обусловлено тем, что /V -метилпирролидон с п-ксилолом образует эвтектическую смесь с концентрацией п-ксилола 16,5е?, тогда как состав эвтектики бинарной смеси м-ксилол - п-ксилол соответствует 13% п-ксилола и 87% м-ксилола. Исследование фазового равновесия системы п-ксилол — / -метилпирролидон дает основание предполагать, что здесь имеет место образование растворов двух типов - п-ксилол в растворителе и растворитель в п-ксилоле (рис. 4.5).

Полученные данные показывают, что влияние растворителей на углеводородный состав твердой фазы аналогично их влиянию на показатели экстракции. Это свидетельствует о плавном изменении свойств жидкостей при охлаждении и об отсутствии скачкообразного формирования структуры твердой фазы. Постепенность формирования твердой фазы при охлаждении жидких систем подтверждается результатами ультраакустических исследований / 191 /. Следовательно, размеры области ближнего порядка, координационное число и степень ассоциации молекул изменяются непрерывно и отсутствуют какие-либо предкристал-лизационные процессы.

Таким образом, два из четырех исследованных растворителей (диметилформамид, диметилсульфоксид, V-метилпирролидон и четырех-хлористый углерод), а именно - дшяетилформамид и четыреххлористый углерод, улучшают показатели разделения п-, м-изомеров ксилола кристаллизацией. При этом диметилформамид может быть использован как на стадии выделения ароматических углеводородов Сд, так и на стадии разделения.

Похожие диссертации на Разделение ароматических углеводородов С8 при низких температурах