Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 10. 10 mars 1951 - Extraktiv destillation, av Karl-Axel Melkersson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
10 mars 1951
181
Extraktiv destillation
Civilingenjör Karl-Axel Melkersson, Stockholm
En separering av komponenterna i en homogen
blandning kan ske genom destillation. Detta
förfarande används nästan uteslutande för flytande
blandningar och grundar sig på olikhet i
komponenternas ångtryck. Den lättflyktiga
komponenten, som har det högre ångtrycket under givna
betingelser, anrikas härvid i topprodukten och
den svårflyktiga produkten i bottenprodukten.
Vid vanlig destillation i en enda periodisk eller
kontinuerlig kolonn är topprodukten destillat
och bottenprodukten återstod.
I vissa icke alltför sällsynta fall kan en
separering icke uppnås genom vanlig destillation,
därför att skillnaden mellan ångtrycken är för liten,
men man kan övervinna denna svårighet genom
att försätta blandningen med ett lämpligt ämne.
Vid detta förfarande, som kan kallas
tillsats-destillation, höjs eller sänks komponenternas
ångtryck av tillsatsämnet eller tillsatsen men
olika mycket. Härigenom uppstår en
ångtrycksdifferens, som kan utnyttjas för separering
genom destillation. Denna kallas azeotrop om den
erhållna ångtrycksförändringen är sådan att
någon av blandningens komponenter går över
toppen som azeotrop med tillsatsen, och extraktiv
om tillsatsen går med i återstoden.
Under det azeotrop destillation (Tekn. T. 1946
s. 1307) tillämpats i stor skala redan på
1920-talet, har extraktiv destillation fått verklig
betydelse först under det senaste decenniet, ehuru de
första tillämpningarna gjordes ca 20 år tidigare.
Under senaste världskriget drevs utvecklingen
framåt framför allt genom behovet att framställa
toluen ur petroleumkolväten och att rena
bu-tadien, processer som båda utfördes i mycket
stor skala. Utmärkande för extraktiv destillation
är, att tillsatsämnet införs nära kolonnens topp
och att det är så svårflyktigt i förhållande till
blandningens komponenter att det under
inmatningsstället finns i betydande koncentration på
varje botten i kolonnen.
Teori
Vid bedömning av möjligheterna för en
separering genom destillation är det lämpligast att utgå
från komponenternas relativa flyktighet. För ett
Litteraturundersökning, utföre! vid KTII:s Institution för teknisk
organisk kemi.
66.048.6 : 66.061.3
tvåkomponentsystem, en binär blandning,
definieras denna genom ekvationen
c* = i]i/.Xi: iji/x*
där Æi och yL betyder moldelar av komponent 1
i vätske- resp. ångfas och x2 och y2 är
motsvarande siffror för komponent 2. Ju större a. är,
ju lättare genomförs separeringen genom
destillation. Vid lågt ct-värde fordrar den ett mycket
stort bottenantal i kolonnen. Colburn och
Schoen-born12 har t.ex. angivit följande teoretiska
bottental för erhållande av en produkt med 99,9 %
renhet, när komponenternas kokpunktsdifferens
blott är 2°C:
oc -värde ...................... 1.5 1.1 1,05
teoretiskt bottenantal .......... 35 180 305
På grund av det höga teoretiska bottenantal,
som behövs vid låga a-värden, blir en
separering genom destillation ekonomiskt
ogenomförbar och för cc = 1 blir den även teoretiskt
omöjlig, eftersom blandningens sammansättning då
förblir oförändrad och lika i såväl ång- som
vätskefasen, dvs. en azeotrop uppträder.
Enligt Raoults lag är
Pi = XiPi (1)
där pi är en komponents (i) partialtryck, xt dess
koncentration i vätskan i moldelar och Pt dess
ångtryck som rent ämne vid den temperatur, för
vilken ekv. (1) gäller. Raoults lag kan blott
till-lämpas, om såväl vätske- som ångfas är ideala,
vilket aldrig inträffar exakt i verkligheten. Kan
avvikelserna från idealitet ej försummas, måste
man i stället för ekv. (1) använda
Pi = yiXiPi (2)
där Yi är aktivitetskoefficienten i vätskan för
komponent i. Om gaslagarna antas gälla för
ångfasen, är i:s koncentration i denna y ; = Pi/P, där
P är gasblandningens totala tryck. Insättes
ekv. (2) i detta uttryck fås
yiP = nxiPi (3)
Gäller gaslagarna icke, kan man endera inrycka
en korrektion i y,-13»21 eller införa en särskild
korrektionsfaktor Zf1»5’11’", som i största möjliga
utsträckning har termodynamisk grund. I det
senare fallet ingår även totaltryckets inverkan på
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
