Способ непрерывного разделения частично смешивающихся жидкостей Советский патент 1934 года по МПК B01D3/14 

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 следствием изучения прилагаемой диаграммы (фиг. 2) равновесия смеси бутилового спирта и воды. Здесь на оси ординат отложена температура, на оси абсцисс- состав смеси. Слева-100% бутанола, справа -100% воды, посредине-смеси различного состава. Кривые АВ и ВС дают состав насыщенного пара; 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 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 (63° бутанола и 37% воды). При этом состав

(42)

первого слоя определяется точкой Д а состав второго-точкой . Кривые DF и Eff 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 70Vo бутанола) и воды будет изменять свой состав по кривой DA, а состав образованного ею пара будет изменяться по кривой ВА, При этом температура будет повышаться, пока не достигнет 117° (в точке А}, причем в жидкой фазе остается чистый бутанол.

2-я жидкость (около 8% бутанола и 92/о воды) с повышением температуры будет изменять свой состав по кривой fi,C, 3 пар, ею образованный, по кривой 80. В точке С 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 I (фиг. 1) и попадает в сепаратор 2. Сепаратор представляет собою большой сосуд.

достаточно емкий для того, чтобы жидкость при движении задерживалась в нем 1-1V2 часа. За это время происходит разделение жидкости на два слоя по их удельному весу: верхний слой (около бутанола и 30% воды-удельный вес около 0,8) и нижний, водный (около 8% бутлнолаи 92% 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 AD 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 В (63°/ 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 СЕ и BQ диаграммы. Колонна обогревается острым паром, пропускаемым через, вентиль 6. С нижней тарелки при температуре 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 63% бутанола и воды). Пар из обеих колонн смешивается

и идет по трубопроводу 5 в конденсатор 8, где конденсируется в жидкость, снова состоящую из двух слоев. Она стекает по трубке 15 и снова направляется в сепаратор 2 для разделения обоих слоев.

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

1Расчет 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 чистый бутанол 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 диаграммы.

Предмет изобретения.

Способ непрерывного разделения частично смешивающихся жидкостей, отличающийся 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. 2 87696 Красилыдикова

фиг