Молекулярная перегонка и ректификация

 

Состав азеотропной смеси зависит от давления. При этом не соблюдается обязательный для каждого химического соединения закон постоянства состава. Так, смесь «этиловый спирт – вода» при абсолютном давлении 760 мм рт. ст. образует азеотропную смесь, содержащую 88,4 мол. % этилового спирта. При пониженном давлении состав азеотропной смеси изменяется в сторону повышения содержания спирта, а при абсолютном давлении ниже 90 мм рт. ст. азеотропная смесь вовсе не образуется.

Для повышения давления пара низкокипящего компонента применяют растворители избирательного действия, которые повышают давление пара низкокипящего компонента в большей степени, чем давление пара высококипящего компонента. Применяемый при экстрактивной перегонке растворитель менее летуч, чем разделяемые компоненты, и удаляется с остатком.

установка для молекулярной перегонкиМолекулярную перегонку ведут в глубоком вакууме, соответствующем остаточному давлению 0,01–0,0001 мм рт. ст. При таком вакууме молекулы легко преодолевают силы взаимного притяжения, число ударов молекул друг о друга значительно уменьшается, а длина свободного пробега молекул между соударениями резко возрастает.

Если расстояние между поверхностями испарения и конденсации меньше длины свободного пробега молекул, то отрывающиеся от поверхности испарения молекулы низкокипящего компонента непосредственно попадают на поверхность конденсации и улавливаются на ней.

Молекулярная перегонка применяется для извлечения легколетучих ценных компонентов, содержащихся в исходной смеси в малых концентрациях, и для тонкой очистки продуктов от вредных примесей. Путем молекулярной перегонки получают концентраты некоторых витаминов. Ей могут подвергаться только вещества, достаточно устойчивые при температуре кипения, соответствующей глубокому вакууму.

Ректификацию можно проводить периодическим или непрерывным способом. Периодически действующие ректификационные установки применяют в основном в тех случаях, когда производительность по разделяемым продуктам мала.

В тех случаях, когда необходимо разделение больших количеств продуктов, применяют непрерывно действующие ректификационные установки.

Непрерывная ректификация имеет следующие преимущества перед периодической ректификацией:
- условия работы установки не изменяются в ходе процесса, что позволяет установить точный режим, упрощает обслуживание и облегчает автоматизацию процесса;
- нет простоев между операциями, что приводит к повышению производительности установки;
- расход тепла меньше, так как возможно использование остатка тепла на подогрев исходной смеси в теплообменнике.