ПРОСТАЯ ПЕРЕГОНКА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Перегонка представляет собой процесс однократного частичного испарения жидкой смеси и конденсации образовавшихся паров. Простая перегонка может проводиться с отбором фракций, с дефлегмацией, с водяным паром или под вакуумом (молекулярная перегонка). Фракционная перегонка заключается в постепенном испарении жидкости, находящейся в перегонном кубе (рис. 1). Образовавшиеся пары отводятся в холодильник и там конденсируются, а дистиллят собирается в сборнике. Кубовый остаток удаляется из куба после окончания процесса. Обогрев куба осуществляется насыщенным водяным паром или дымовыми газами.
1 — куб; 2 — конденсатор; 3 — сборники дистиллята Рисунок 1 - Установка для простой перегонки При испарении смеси содержание легколетучего компонента в дистилляте непрерывно уменьшается от максимального в начале до минимального в конце перегонки. Это позволяет получать несколько фракций дистиллятов различного состава, собирая их в разные сборники. Способ перегонки с разделением смеси на несколько фракций, в различной степени обогащенных летучим компонентом, называется фракционной перегонкой. При простой перегонке образующийсяпар отводится из куба и в каждый данный момент находится в равновесии с оставшейся жидкостью. Простая перегонка с дефлегмацией (рис. 2) проводится для увеличения степени разделения исходной смеси. В этом случае пары, уходящие из перегонного куба, поступают в дефлегматор, где частично конденсируются. При частичной конденсации образуется флегма, обогащенная труднолетучим компонентом, которая сливается обратно в куб и взаимодействует с выходящими из куба парами. Пары, обогащенные легколетучим компонентом, поступают вконденсатор. Дистиллят собирается в сборниках. Кубовый остаток удаляют из перегонного куба после достижения заданной концентрации.
I — куб; 2 — дефлегматор; 3 — конденсатор; 4 — сборники Рисунок 2 - Установка для простой перегонки с дефлегмацией Перегонку с водяным паром проводят с целью понижения температуры кипения исходной смеси веществ, кипящих при температурах свыше 100 °С, компоненты которой нерастворимы в воде. При такой перегонке отгоняемый компонент получается обычно в виде смеси с водой при температуре кипения или атмосферном давлении — меньшем, чем температура кипения воды.
1 — куб; 2 — конденсатор; 3 — сепаратор Рисунок 3 - Установка для перегонки с водяным паром Молекулярная перегонка используется для разделения компонентов, кипящих при высоких температурах и не обладающих необходимой термической стойкостью. Процесс проводится под глубоким вакуумом, соответствующим остаточному давлению 1,31…0,131 Па. Молекулярная перегонка протекает путем испарения жидкости с ее поверхности. Процесс осуществляется на близрасположенных поверхностях испарения и конденсации, причем расстояние между ними (обычно 20...30 мм) должно быть меньше длины свободного пробега молекул. В этом случае отрывающиеся от поверхности испарения молекулы летучего компонента попадают на поверхность конденсации и конденсируются на ней. Разность температур между поверхностями испарения и конденсации порядка 100 ºС. На рис. 4 показана схема аппарата для молекулярной перегонки.
1 — ротор; 2 — труба для подачи исходной смеси; 3 — электронагреватель; 4, 5 — первый и второй конденсаторы; 6 — кольцевой сборник; 7 — поддоны под первым и вторым конденсаторами; 9 — концентрическая изоляционная плита; 10 — отводной желоб Рисунок 4 - Аппарат для молекулярной перегонки
Исходная смесь поступает в аппарат через трубу на дно ротора. Под действием центробежной силы поступившая жидкость поднимается в виде тонкой пленки по конусу, одновременно нагревается излучением от электронагревателя и испаряется. Оторвавшиеся с поверхности испарения молекулы уносятся к поверхностям конденсации. Пары менее летучего компонента конденсируются на поверхности конденсатора 4, а пары более летучих компонентов — на поверхности конденсатора 5. Первая фракция стекает с поверхности конденсатора 4 на поддон 8, а вторая конденсируется на змеевике и стекает на поддон 7. Неиспарившаяся часть жидкости под действием центробежной силы переливается через край ротора в отводной желоб и удаляется из аппарата. Из поддона 5 дистиллят отводится через периферийную секцию кольцевого сборника, а из поддона 7 — через центральную секцию.
|
