79 matches
-
de alte componente cu puncte de fierbere mai ridicate. Separările prin volatilizare se pot executa prin distilare simplă, distilare fracționată, dar și prin alte tehnici care necesită aparatură mai specială, cum sunt: distilarea în vid, distilarea la presiune ridicată, distilarea azeotropă, extractivă, cromato distilarea etc. Fig. 4.2. Instalație simplă de distilare Echilibrul de distribuție lichid vapori Desfășurarea procesului de separare, prin evaporări și condensări repetate, se poate explica prin intermediul diagramei de fază temperatură compoziție (fig. 4.1.). Avem un amestec
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
vaporizare degajată servind la vaporizarea componentei mai volatile. Operația se numește antrenare cu vapori de apă. Prin antrenarea cu vapori de apă se pot distila la temperaturi mai joase de 1000C substanțe ce fierb la temperaturi mult mai mari. Amestecuri azeotrope În cazul lichidelor ideale, curbele de fierbere reprezintă drepte care unesc punctele de fierbere ale celor două componente. Amestecurile neideale (amestecuri azeotrope) prezintă presiuni parțiale, puncte de fierbere diferite de cele ale unui amestec ideal. Aceste abateri de la cazul ideal
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
se pot distila la temperaturi mai joase de 1000C substanțe ce fierb la temperaturi mult mai mari. Amestecuri azeotrope În cazul lichidelor ideale, curbele de fierbere reprezintă drepte care unesc punctele de fierbere ale celor două componente. Amestecurile neideale (amestecuri azeotrope) prezintă presiuni parțiale, puncte de fierbere diferite de cele ale unui amestec ideal. Aceste abateri de la cazul ideal constau într-o mărire sau o micșorare a presiunilor de vapori, respectiv a punctelor de fierbere față de componentele pure și sunt datorate
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
vapori, respectiv a punctelor de fierbere față de componentele pure și sunt datorate naturii forțelor intermoleculare dintre moleculele componentelor ce formează amestecul. Amestecurile de lichide ce prezintă la o anumită compoziție puncte de fierbere mai scăzute decât componentele pure sunt amestecuri azeotrope cu punct de fierbere minim, iar cele ce prezintă puncte de fierbere mai ridicate, amestecuri azeotrope cu punct de fierbere maxim. De exemplu, amestecul azeotrop cu punct de fierbere minim etanol - apă: la presiunea de 1 atm, punctul de fierbere
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
moleculele componentelor ce formează amestecul. Amestecurile de lichide ce prezintă la o anumită compoziție puncte de fierbere mai scăzute decât componentele pure sunt amestecuri azeotrope cu punct de fierbere minim, iar cele ce prezintă puncte de fierbere mai ridicate, amestecuri azeotrope cu punct de fierbere maxim. De exemplu, amestecul azeotrop cu punct de fierbere minim etanol - apă: la presiunea de 1 atm, punctul de fierbere al apei este de 100,000C, al etanolului de 78,300C și al amestecului azeotrop etanol
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
prezintă la o anumită compoziție puncte de fierbere mai scăzute decât componentele pure sunt amestecuri azeotrope cu punct de fierbere minim, iar cele ce prezintă puncte de fierbere mai ridicate, amestecuri azeotrope cu punct de fierbere maxim. De exemplu, amestecul azeotrop cu punct de fierbere minim etanol - apă: la presiunea de 1 atm, punctul de fierbere al apei este de 100,000C, al etanolului de 78,300C și al amestecului azeotrop etanol - apă 78,150C, compoziția sa (în volume) fiind 95
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
amestecuri azeotrope cu punct de fierbere maxim. De exemplu, amestecul azeotrop cu punct de fierbere minim etanol - apă: la presiunea de 1 atm, punctul de fierbere al apei este de 100,000C, al etanolului de 78,300C și al amestecului azeotrop etanol - apă 78,150C, compoziția sa (în volume) fiind 95,5% etanol și 4,5% apă. Din orice diluție am porni distilarea, vom obține în final același amestec: 95,5% etanol și 4,5% apă. Un exemplu de amestec azeotrop
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
azeotrop etanol - apă 78,150C, compoziția sa (în volume) fiind 95,5% etanol și 4,5% apă. Din orice diluție am porni distilarea, vom obține în final același amestec: 95,5% etanol și 4,5% apă. Un exemplu de amestec azeotrop cu punct de fierbere maxim este soluția apoasă de acid clorhidric, de compoziție 20,2% HCl în unități de masă. Soluțiile mai diluate decât amestecul azeotrop dau prin distilare 59 amestecuri bogate în apă, iar cele mai concentrate degajă HCl
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
final același amestec: 95,5% etanol și 4,5% apă. Un exemplu de amestec azeotrop cu punct de fierbere maxim este soluția apoasă de acid clorhidric, de compoziție 20,2% HCl în unități de masă. Soluțiile mai diluate decât amestecul azeotrop dau prin distilare 59 amestecuri bogate în apă, iar cele mai concentrate degajă HCl și numai puțină apă. Curba punctelor de fierbere prezintă un maxim la 108,60C, corespunzând amestecului azeotrop. În concluzie, în cazul lichidelor ce formează amestecuri azeotrope
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
în unități de masă. Soluțiile mai diluate decât amestecul azeotrop dau prin distilare 59 amestecuri bogate în apă, iar cele mai concentrate degajă HCl și numai puțină apă. Curba punctelor de fierbere prezintă un maxim la 108,60C, corespunzând amestecului azeotrop. În concluzie, în cazul lichidelor ce formează amestecuri azeotrope, pentru obținerea de componente pure nu se folosește ca metodă distilarea. Extracția cu solvenți Prin extracție se înțelege transferul unei substanțe dizolvate într-un solvent într-un al doilea solvent, nemiscibil
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
azeotrop dau prin distilare 59 amestecuri bogate în apă, iar cele mai concentrate degajă HCl și numai puțină apă. Curba punctelor de fierbere prezintă un maxim la 108,60C, corespunzând amestecului azeotrop. În concluzie, în cazul lichidelor ce formează amestecuri azeotrope, pentru obținerea de componente pure nu se folosește ca metodă distilarea. Extracția cu solvenți Prin extracție se înțelege transferul unei substanțe dizolvate într-un solvent într-un al doilea solvent, nemiscibil sau parțial miscibil cu primul. Compușii dizolvați care se
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
de fază diferă față de cele pentru sistemele ideale, dar au aceeași formă generală. Pentru amestecuri cu abatere mare față de la idealitate, coeficienții de activitate diferă mult de unitate și diagramele de fază se modifică semnificativ. Aceste amestecuri se numesc sisteme azeotrope pozitive (γ > 1) și sisteme azeotrope negative (γ < 1). În cazul în care neidealitatea este determinată de faza de vapori, în relațiile valabile pentru sisteme ideale se pot folosi fugacitățile (presiune corectată). Amestecurile multiple sunt formate din mai mulți componenți
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
sistemele ideale, dar au aceeași formă generală. Pentru amestecuri cu abatere mare față de la idealitate, coeficienții de activitate diferă mult de unitate și diagramele de fază se modifică semnificativ. Aceste amestecuri se numesc sisteme azeotrope pozitive (γ > 1) și sisteme azeotrope negative (γ < 1). În cazul în care neidealitatea este determinată de faza de vapori, în relațiile valabile pentru sisteme ideale se pot folosi fugacitățile (presiune corectată). Amestecurile multiple sunt formate din mai mulți componenți diferiți din punct de vedere chimic
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
amestec să fie supraunitare. Funcție de proprietățile componenților și ale amestecului, de condițiile de operare și de gradul de puritate dorit pentru produsele finale, pot fi folosite mai multe procedee de separare: distilarea simplă, distilarea la echilibru, distilarea moleculară, rectificarea, distilarea azeotropă, distilarea extractivă. Distilarea simplă sau diferențială constă în fierberea amestecului de separat, evacuarea vaporilor din spațiul de fierbere pe măsură ce aceștia se formează și condensarea lor într-un aparat exterior. Lichidul obținut prin condensare reprezintă distilatul, iar lichidul rămas în fierbător
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
răcire cu temperatura de 10°C: 70÷80 litri Raportat la 100 litri alcool absolut consumul de abur este de cca 250 kg. Principala dificultate în separarea alcoolului etilic de celelalte componente este dată de faptul că acesta formează amestec azeotrop cu apa, iar la rîndul lor o parte din impurități formează și ele azeotrop cu apa. In vederea îmbunătățirii calității, spirtul brut se supune unei rafinări chimice. Tratamentul urmărește transformarea esterilor prin saponificare în acizi, a aldehidelor și combinațiilor nesaturate
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
absolut consumul de abur este de cca 250 kg. Principala dificultate în separarea alcoolului etilic de celelalte componente este dată de faptul că acesta formează amestec azeotrop cu apa, iar la rîndul lor o parte din impurități formează și ele azeotrop cu apa. In vederea îmbunătățirii calității, spirtul brut se supune unei rafinări chimice. Tratamentul urmărește transformarea esterilor prin saponificare în acizi, a aldehidelor și combinațiilor nesaturate prin oxidare în acizi, iar a acizilor în săruri. Saponificarea esterilor și neutralizarea acizilor
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
aproximativ 30 de litri. Rafinarea discontinuă are dezavantajul unei productivități scăzute, a unui consum specific de abur mai ridicat și a unor pierderi mari de alcool, datorate încălzirii prelungite a acestuia, fapt ce conduce la reacții secundare. Datorită formării amestecurilor azeotrope și a volatilităților apropiate de a alcoolului etilic, nu este posibilă o separare completă a impurităților, chiar în cazul diluării spirtului brut la 40÷50° alcoolice. Astfel, aldehida acetică, deși are un punct de fierbere scăzut, se separă destul de greu
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
pentru rafinarea spirtului brut. Conform acestei scheme, plămada preîncălzită și dezaerată intră în partea superioară a coloanei de distilare 1, unde se încălzește la 90 ÷ 93°C, temperatură la care o bună parte din impurități (frunți și cozi) formează amestecuri azeotrope și sunt separate pe la partea superioară prin deflegmatorul 4 și condensatorul 5. Plămada eliberată de frunți intră pe talerul superior al coloanei de distilare 2, unde este epuizată în alcool. Vaporii alcoolici rezultați din această coloană (aproximativ 85% din totalul
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
de azeotropie a alcoolului cu apa. Alcoolul etilic absolut trebuie să aibă o concentrație alcoolică de minimum 99,6% masice. Distilarea la presiune redusă este o primă opțiune pentru obținerea alcoolului absolut. La presiuni mai mici de 0,1 atm azeotropul apă-alcool este distrus, putîndu-se efectua separarea celor două componente. Apar însă alte dezavantaje. De exemplu, operînd la 42 mm Hg temperatura la baza coloanei de distilare este de 350C, iar la vîrful coloanei de 200C. La această temperatură condensarea vaporilor
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
adaugă costurile legate de construcția specială a coloanelor de distilare. Metoda presupune costuri energetice foarte mari și nu are extindere industrială. Pentru obținerea alcoolului etilic absolut sau anhidru se cunosc trei grupe de metode: • adsorbția apei pe agenți deshidratanți; • distilare azeotropă; • distilare extractivă; Primele metode utilizate pentru obținerea alcoolului etilic anhidru constau în tratarea acestuia cu o serie de agenți deshidratanți, care au capacitatea de a lega apa, cum sunt: oxidul de calciu, sulfatul de cupru calcinat, clorură de calciu, oxid
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
tratat cu aceste substanțe și apoi se distilă. Metodele acestea conduc la pierderi mari în alcool, consumuri energetice ridicate și nu oferă o puritate avansată a alcoolului. Astăzi se folosesc la scară mică. Metodele fizice se bazează pe comportarea amestecurilor azeotrope binare sau ternare, a căror temperatură de fierbere este mai scăzută decît a componentelor în stare pură din amestec. In acest scop se adaugă spirtului rafinat un al treilea component, care formează amestec azeotrop fie cu alcoolul, fie cu apa
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
fizice se bazează pe comportarea amestecurilor azeotrope binare sau ternare, a căror temperatură de fierbere este mai scăzută decît a componentelor în stare pură din amestec. In acest scop se adaugă spirtului rafinat un al treilea component, care formează amestec azeotrop fie cu alcoolul, fie cu apa sau cu ambele. Drept solvenți se utilizează benzen, pentan, heptan, hexan, ciclohexan, benzină, dietileter, tricloretan. Cele mai largi utilizări au ciclohexanul și benzenul. Ciclohexanul, cu p.f. 80,9°C, formează cu alcoolul un amestec
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
fie cu alcoolul, fie cu apa sau cu ambele. Drept solvenți se utilizează benzen, pentan, heptan, hexan, ciclohexan, benzină, dietileter, tricloretan. Cele mai largi utilizări au ciclohexanul și benzenul. Ciclohexanul, cu p.f. 80,9°C, formează cu alcoolul un amestec azeotrop binar cu compoziția 30,5% alcool și 69,5 % ciclohexan, care distilă la 64,9°C, cu apa formează azeotrop cu p.f. 69,4°C, iar cu apa și alcoolul un azeotrop ternar cu p.f. 63,8°C. Azeotropul ternar
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
tricloretan. Cele mai largi utilizări au ciclohexanul și benzenul. Ciclohexanul, cu p.f. 80,9°C, formează cu alcoolul un amestec azeotrop binar cu compoziția 30,5% alcool și 69,5 % ciclohexan, care distilă la 64,9°C, cu apa formează azeotrop cu p.f. 69,4°C, iar cu apa și alcoolul un azeotrop ternar cu p.f. 63,8°C. Azeotropul ternar este eterogen și se separă prin decantare. Această metodă este larg utilizată în Brazilia la obținerea bioetanolului utilizat drept carburant
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
80,9°C, formează cu alcoolul un amestec azeotrop binar cu compoziția 30,5% alcool și 69,5 % ciclohexan, care distilă la 64,9°C, cu apa formează azeotrop cu p.f. 69,4°C, iar cu apa și alcoolul un azeotrop ternar cu p.f. 63,8°C. Azeotropul ternar este eterogen și se separă prin decantare. Această metodă este larg utilizată în Brazilia la obținerea bioetanolului utilizat drept carburant. Benzenul formează un azeotrop ternar: apă- alcool - benzen cu punct de fierbere
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]