Способ непрерывного разделения частично смешивающихся жидкостей

 

иэоб- 1 " „.„,„,„с-(с ", Я 7696

:.":;, пс i хи я пес

EBTBPGIIGE- GBBRETEBbGTBG М"ЙВЧАЙ)ЙЕ

Класс 12е, 3

ОПИСАНИЕ способа непрерывного разделения частично смешиваюшихся жидкостей.

К авторскому свидетельству А. И. Красильщикова, заявленному 5 апреля 1932 года (спр о перв. № 106812).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 июля 1934 года (42) Настоящий способ предложен для разделения нормального бутилового спирта и воды; однако, он является общим для разделения целого ряда жидкостей, обладающих ограниченной растворимостью друг в друге.

Описанный ниже способ является след. ствием изучения прилагаемой диаграммы (фиг. 2) равновесия смеси бутилового спирта и воды. Здесь на оси ординат отложена температура, на оси абсцисс— состав смеси. Слева †10 бутанола, справа †10 воды, посредине смеси различного состава. Кривые АВ и ВС дают состав насыщенного лара; кривые AD и СЕ дают составы испаряющихся жидкостей, если предел взаимной растворимости еще не перейден. В противоположном случае жидкость распадается на два слоя; верхний, более легкий, состоящий из насыщенного раствора воды в бутиловом спирте (около 70% бутанола и 30% воды) и нижний, более тяжелый, состоящий из насыщенного раствора бутилового спирта в воде (около 8% бутанола и

92% воды). Оба слоя кипят совместно при температуре 92,2 и дают пар одного и того же состава В (б3 бутанола и 37% воды). При этом состав первого слоя определяется точкой D, а состав второго — точкой Е. Кривые DF и Еу дают составы обоих жидких слоев при более низких температурах.

Если теперь разделить механические оба слоя, то каждый из них будет испаряться по своему.

1-я жидкость (около 70 /о бутанола) и

ЗОО О воды будет изменять свой состав по кривой DA, а состав образованного ею пара будет изменяться го кривой ВА.

При этом температура будет повышаться, пока не достигнет !17 (в точке А), причем в жидкой фазе остается чистый бутанол.

2-я жидкость (около 8% бутанола и

92О О воды) с повышением температуры будет изменять свой состав по кривой Л"С, а пар, ею образованный, по криво" ВС. В точке C остается чистая вода, и температура достигает 100 .

На основе этого разработан способ разделения частично смешивающихся жидкостей, сущность коего видна из прилагаемой схемы непрерывно действующей установки для разделения бутилового спирта и воды. Смесь обеих жидкостей течет по трубе 1 (фиг. 1) и попадает в сепаратор 2. Сепаратор представляет собою большой сосуд, — 2 достаточно емкий для того, чтобы жидкость при движении задерживалась в нем 1 — 1 / часа. За это время происходит разделение жидкости на два слоя по их удельному весу: верхний слой {около 70 бутанола и 30 воды — удельный вес около 0,8) и нижний, водный (около 8 % бутанола и 92 /о воды— удельный вес около 1,0). Верхний слой стекает по патрубку 9 в разделительную колонну 10, обогреваемую снизу подогревателем 11. Состав жидкости и пара на стальных тарелках колонны определяется кривыми АР и АВ (см. диаграмму равновесия). С нижней тарелки при температуре 117 стекает чистый бутанол, который по сифону 12, через холодильник 13, направляется в сборник 14. С верхней тарелки при температуре 92,2 подымается пар, состав которого отвечает точке З (бЗ /о бутанола и 37 воды).

Нижний слой (менее богатый бутанолом) направляется из сепаратора по трубе 3 в разделительную колонну 4.

Состав жидкости и пара на отдельных тарелках определяется кривыми CE u

ВС диаграммы. Колонна обогревается острым паром, пропускаемым через вентиль 6. С нижней тарелки при тем- пературе 100 стекает чистая вода (сливается по трубке 7). С верхней тарелки колонны 4 подымается пар того же состава, что и пар, подымающийся с верхней тарелки колонны 10, т. е. состава В состоящий из бЗ бутанола и 37"" воды). Пар из обеих колонн смешивается и идет по трубопроводу 5 в конденсатор 8, где конденсируется в жидкость, снова состоящую из двух слоев.

Она с екает по трубке 15 и снова направляется в сепаратор 2 для разделения обоих слоев.

Вся установка работает под атмосферным давлением, которое выравнивается посредством соответствую.цего сообщения системы с атмосферой через трубку 16.

Расчет числа тарелок колонн и их размеров производится обычным способом на основании диаграммы равновесия компонентов смеси и их количеств.

Таким образом, по трубе 1 непрерывно подается смесь обоих веществ, а по трубе 12 непрерывно стекает чисты и бута н ол и по трубе 7 — вода.

Тот же метод годится дпя разделения любых двух частично растворимых жидкостей при том условии, чтобы состав пара, образованного двумя слоями В, лежал между точками D и Е диаграммы.

Предмет изобретения.

Ct.oñoá непрерывного разделения частично смешивающихся жидкостей, атличакицийся тем, что смесь жидкостей пускают в сепаратор, откуда верхний и нижний слои направляют в две исчерпывающих колонны, пар из верхних тарелок коих также вводят, после его конденсации, в сепаратор для смеси жидкостей.

К авторскому свидетельству А. И. Красил.лциковь № 87696

Эксперт и редактор И. Г. Хомский

Тип. „Промполиграф" . Тамбовская, 12. Зак. 5670.