Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
О- ОБ ОВ ОГ ОД ОЖ ОК ОЛ ОН ОП ОР ОС ОТ ОФ ОХ ОЦ ОЧ ОЩ

Обезвоживание - этанол

 
Обезвоживание этанола при помощи азеотропного агента было предложено Юнгом в 1901 г., а в 1924 г. было улучшено Гино и внедрено на 45 установках. Однако вплоть до 1951 г. ученые не проводили серьезных исследований с целью объяснения явления ( см. стр. Не было выяснено, почему используется именно эта фракция, хотя известно, что парафиновые и нафтеновые углеводороды, кипящие в этом температурном интервале отсутствуют.
Процесс обезвоживания этанола является интересным и единственным примером полиазеотропной системы, содержащей три индивидуальных химических соединения: бензол, этанол и воду, смешанные с бензиновой фракцией 93 - 99 С.
Процесс обезвоживания этанола служит также примером для исследования асимметрии азеотропных областей следующих трех рядов азеотропов, два из которых являются тройными, а один - четверным.
Эта реакция может быть использована для обезвоживания этанола. В спирт вносят несколько кусочков натрия, а затем добавляют немного этилформиата.
Странно, что было построено большое число предприятий для обезвоживания этанола, и те, кто затрачивал деньги на промышленное осуществление процесса, не обоснованного серьезными исследованиями, очевидно, не требовали детального теоретического объяснения физико-химических процессов, происходящих в ректификационной колонне.
Изменение концентраций азеотропов при увеличении давления. Начиная с 1924 г. было построено много установок для обезвоживания этанола.
Юнг решил, что добавление бензола к ректификату может стать промышленным методом обезвоживания этанола.
Открытие четверных положительных азеотропов было связано с изучением явлений, встречающихся при обезвоживании этанола по методу Гино ( см. стр.
Кривые разгонки смесей. С, а в остальных трех - бензольно-бензиновые смеси, предварительно подвергнувшиеся многократному рециклу на трех промышленных установках для обезвоживания этанола.
Именно с целью доказать эти предположения, Земборак и использовал три бензольно-бензиновые смеси, полученные с трех промышленных установок обезвоживания этанола.
Возможно, что Гино ожидал образования углеводородами бензиновой фракции положительных тройных азеотропов, подобных азеотропу ( В, Е, W), образованному бензолом в процессе обезвоживания этанола и открытому Юнгом. В настоящее время ясно, что открытие Гино представляло собой дальнейшее развитие идеи Юнга, заключающееся в добавлении к бензолу некоторых углеводородов, содержащихся в бензиновой фракции. В связи с этим следует отметить, что в этой фракции нет углеводородов, температура кипения которых находилась бы в пределах 101 - 102 С.
Все дальнейшие исследования положительных четверных азео-тропов проводились исключительно с системами, содержащими в качестве одного из компонентов воду; возможно потому, что Земборак открыл четверные гетероазеотропы, изучая процесс обезвоживания этанола. Она исследовала тройные полиазео-тропные системы, образованные толуолом, изопропанолом ( или изобутанолом) и рядом ( Н) углеводородов, содержащихся во фракции бензина, кипящей в интервале 100 - 125 С.
Исследования и открытия положительных тройных гетероазео-тропов, подобных гетероазеотропу бензол - этанол - вода, начатые Юнгом в 1902 г. ( или на год раньше), побудили других изобретателей к усовершенствованию процесса обезвоживания этанола путем добавления к бензолу бензиновой фракции, кипящей, в соответствии с данными Гино [12], между 101 и 102 С. Если использовать только один бензол, разделить образующиеся в дистилляте две жидкие фазы очень трудно, из-за малой разницы в их плотностях и неблагоприятных значений поверхностного натяжения.

На основе экспериментов, проведенных Зембораком ранее ( кривая разгонки, изображенная на рис. 100), было выяснено, что фракция бензина 93 - 109 С содержит большое количество высококипящих углеводородов, включая толуол, не принимающий участия в процессе обезвоживания этанола.
Модели молекул к-октана ( а и изооктана ( б. По активности сорбции и термостойкости цеолиты превосходят силикагель и алюмогель. Применение цеолита ЗА или 4А сильно упростило обезвоживание этанола и очистку азота от углекислоты и влаги.
После введения в 1950 г. В. В. Свентославским понятия азеотропной области в рядах, образованных азеотропообразующим агентом с гомологами и их изомерами, наличие тангенциальной азеотропии подтверждено экспериментально на примерах бинарных, тройных и 4-компонентных смесей. Так, при расшифровке известного патента Гино по обезвоживанию этанола азеотропным агентом сложного состава, включающим бензол и узкую бензиновую фракцию с температурой выкипания 93 - 99 С, установлено, что бензол и углеводороды образуют серию почти тангенциальных и тангенциальных азеотропов. Полученные результаты показывают возможность использования азеотропных агентов сложного состава.
Кривая разгонки бензиновой фракции ( начальная температура 93s С, конечная - 109 С.| Кривая разгонки смеси, содержащей 70 4 % бензола и 29 6 % бензиновой фракции. Действительно, было установлено, что наиболее подходящая для обезвоживания этанола фракция бензина содержит углеводороды, кипящие в пределах от 93 до 99 С. Эта фракция образует с бензолом ряд почти тангенциальных или тангенциальных азеотропов.
Кривые разгонок смесей бензина с различными количествами этанола. Эта работа была завершена в 1950 г., а годом позже он полностью объяснил явления, наблюдаемые при обезвоживании этанола бензиновой фракцией, причем не обязательно идентичной фракции, описанной в патенте Гино.
Азеотропы такого типа были образованы водой с соляной или азотной кислотами и принадлежали к отрицательным азеотропам. Напомним, что положительные тройные азеотропы, открытые Юнгом [11], содержали воду и, в основном, состояли из двух жидких фаз. Запатентованное Юнгом обезвоживание этанола было основано на удалении положительного тройного азеотропа, содержащего воду, некоторое количество этанола и азеотропный агент, например бензол.
Например, Щепаник [132] исследовал приближенную величину азеотропной области 2-метилыафталина относительно углеводородов, содержащихся в нефти. Роставинская [133] определяла азеотропные области пиридина и его производных, а Грубер-ский [134] нашел метод для определения содержания нафталина в различных каменноугольных маслах. Лисицкий [122] описал методы исследования карболового масла как типичной полиазео-тропной смеси. Примером определения азеотропных областей многокомпонентных азеотропов служат исследования Земборака, посвященные процессу обезвоживания этанола.
Следует напомнить, что вследствие рецикла бензольно-бензиновой смеси происходит самоулучшение бензиновой фракции, и углеводороды, кипящие выше 99 С, отбирают вместе с обезвоженным этанолом из куба колонны. Если бензольно-бензиновая смесь содержит слишком много высококипящих углеводородов, то в ходе процесса самоулучшения азеотропного агента обезвоженный этанол будет загрязняться нежелательными примесями, удаление которых приведет к дополнительным затратам. Следовательно, бензиновая фракция должна содержать как можно меньшее количество углеводородов, кипящих выше 99 С. Чтобы не увеличить стоимость процесса обезвоживания этанола, желательно установить предел для низкокипящих углеводородов, присутствующих в бензиновой фракции. Опыты Земборака доказали, что бензин, кипящий в пределах 93 - 99 С, дает вполне удовлетворительные результаты; однако возможность использования насыщенных углеводородов, кипящих ниже 93 С не была рассмотрена.
Кривая / / наиболее интересна и должна быть обсуждена подробно. Появление третьего участка DF обусловлено исчерпыванием присутствующей в бензине фракции углеводородов, выкипающей в пределах 93 - 99 С. Действительно, как показывает кривая разгонки бензиновой фракции 93 - 109 С, последняя содержит не менее 40 - 45 % углеводородов, кипящих выше 99 С, в том числе относительно большое количество толуола. Толуол является нежелательной примесью в любой бензиновой фракции, используемой в смеси с бензолом для обезвоживания этанола - ректификата.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11