Ekstrakcyjna rektyfikacja

Ekstrakcyjnej rektyfikacyjna jest metoda chemicznego inżynierii procesu oddzielania azeotropowych lub blisko temperaturze wrzenia mieszaniny. Tych mieszanin o niskiej względnej lotności składników nie można w ogóle oddzielić przez normalną rektyfikację (azeotropy) lub tylko przy nieproporcjonalnym wysiłku.

Procedura

W rektyfikacji ekstrakcyjnej stosowany jest dodatek tzw. Entrainer , który wybiórczo zwiększa lotność jednego ze składników lub znacząco zmienia współczynniki aktywności rozdzielanych substancji w różnych kierunkach, a tym samym współczynnik separacji

${\ Displaystyle \ alpha _ {12} = {\ Frac {\ gamma _ {1} \ cdot P_ {1} ^ {s}} {\ gamma _ {2} \ cdot P_ {2} ^ {S}}} }$

γ: współczynnik aktywności
P ^s : prężność pary czystej substancji

zmieniony i tak daleko od 1 (= azeotrop), jak to możliwe. Ponadto czynnik azeotropowy nie powinien wprowadzać nowego azeotropu, tj. Nie tworzyć azeotropu z żadną z rozdzielanych substancji i powinien mieć wyższą temperaturę wrzenia lub znacznie niższą prężność par niż substancje, które mają być rozdzielane. W ten sposób dodatek można odciągać od spodu kolumny razem z jedną z substancji, które mają być oddzielane i oddzielane (regenerowane) od niej w drugiej kolumnie. Następnie czynnik nośny jest wprowadzany z powrotem do kolumny ekstrakcyjnej .

przykład

Typowym przykładem rektyfikacji ekstrakcyjnej jest oddzielenie azeotropowej mieszaniny benzenu i cykloheksanu . Dodanie znacznych ilości dodatku (w przykładzie do 40% molowych N -metylo-2-pirolidonu ) usuwa azeotrop (skład cieczy x = skład pary y) i umożliwia separację.

• 

  Benzen / cykloheksan bez dodatków

• 

  Benzen / cykloheksan + 20 procent molowych NMP

• 

  Benzen / cykloheksan + 40 procent molowych NMP

Budowa systemu technicznego

Zwykle czynnik nośny, którym jest zwykle kocioł wysokociśnieniowy, jest podawany blisko szczytu kolumny, a rozdzielana mieszanina jest podawana do dolnej tacy w celu uzyskania najlepszego możliwego wymieszania.

Innym podstawowym wymaganiem przy wyborze odpowiedniego środka azeotropującego do rektyfikacji ekstrakcyjnej jest całkowita mieszalność ze wszystkimi składnikami rozdzielanej mieszaniny. Substancja powinna być również niedroga, dostępna, nietoksyczna i mieć niską lepkość .

Wybór entrainera

Odpowiednią substancję można wybrać za pomocą baz danych dotyczących równowag para-ciecz i współczynników aktywności (zwłaszcza współczynników aktywności przy nieskończonym rozcieńczeniu γ ^∞ ). Ciecze jonowe mogą być również stosowane jako nośniki. Do doboru entrainera - dostosowanego do problemu separacji - stosuje się modele do estymacji współczynników aktywności, takie jak UNIFAC .

Indywidualne dowody

1. ^ Brockhaus ABC Chemie , VEB FA Brockhaus Verlag Leipzig 1965, s. 387.