Литература для студентов фармацевтических институтов Технология лекарственных форм в двух томах том 2

Рис. 14.12. Диаграмма состав - свойства.
Объяснение тексте

В процессе перегонки состав рекуперата и паровой фазы постепенно меняется. По мере испарения низко-кипящего компонента (этанола) из рекуперата, температура его непрерывно растет, пар все больше обогащается высококипящим компонентом (парами воды), а содержание низкокипящего компонента - уменьшается. Дальнейшая перегонка теряет смысл, так как концентрация этанола в получаемом дистилляте начинает уменьшаться. Для более полного разделения смеси летучих жидкостей применяют многократную перегонку - ректификацию, осуществляемую путем противоточного взаимодействия паров, образующихся при перегонке жидкости, и флегмы, получающейся при конденсации паров. Процессы испарения и конденсации повторяются многократно и сопровождаются массо- и теплообменом,

Процесс ректификации можно проследить на диаграмме «Состав - свойства», представляющей зависимость температур кипения и конденсации от состава жидкости и пара (t -X-Y) (рис. 14.12).
Диаграмма выражена двумя кривыми, соединенными между собой в двух точках. Точка А - температура кипения воды (100°С при 101324,72 Н/м²)
Точка D - температура кипения азеотроплой смеси (жидкая фаза находится в равновесном состоянии с паровой фазой того же состава). Нижняя кривая - линия кипения, верхняя - линия конденсации. Пространство под нижней кривой представляет область жидкости, выше верхней - пара. Между линиями кипения и конденсации существует двухфазная область жидкости и пара. По диаграмме можно определить температуру кипения этамольно-водной смеси любого состава. Для этого необходимо провес г и вертикаль до пересечения с линией кипения и затем спроектировать точку на ось ординат Можно также найти состав пара какой-либо смеси, для чего на оси абсцисс откладывают ее состав и из данной точки проводят вертикаль до пересечения с линией кипения и далее из точки пересечения - горизонталь до линии конденсации. Абсцисса найденной точки пересечения выражает искомый состав пара.
На диаграмме видно, что температура кипения смеси ниже температуры кипения чистого высоко-кипящего компонента и выше - чистого низкокипящего. По мере увеличения в смеси низкокипящего компонента температура ее кипения понижается. Абсциссы линий конденсации больше абсцисс линии кипения при тех же ординатах, т. е. жидкая и паровая фазы, находящиеся в равновесном состоянии, имеют различный состав. При частичной конденсации паровой фазы образующийся дистиллят имеет температуру кипения выше температуры конденсации пара.
Линия С-C₁, на которой расположены точки, показывает различную степень конденсации паров от 0 в точке С до полной - 100% в точке С₁,
Нагревая исходную смесь состава Х₁ до температуры кипения t₁, получим находящийся в равновесии с жидкостью пар состава Х₃, обогащенный низкокипящим компонентом (этанолом). При частичной конденсации этого пара В- B₁ в дистиллят переходит больше высококипящего компонента, а в паровой фазе остается больше низкокипящего, но температура кипения полученного дистиллята будет ниже температуры кипения исходной смеси. При дальнейшей частичной конденсации пара, обогащенного низкокипящим компонентом, образующийся дистиллят будет иметь еще более низкую температуру кипения (t₃), чем предыдущий, а образующийся пар обогатится низкокипящим компонентом и т.д. до образования нераздельно кипящей смеси (азеотропа).
Процесс ректификации может протекать при атмосферном давлении, разрежении для разделения высо-кокипящих смесей и под давлением выше атмосферного дня смесей, которые при более низких величинах давления находятся в газообразном состоянии.