Таълим вазирлиги тошкент кимё-технология институти й.Қ. ҚОдиров, Д. А. Равшанов, А. РЎзибоев

2-§. Мисцеллани дистилляциялаш

Мисцеллани дистилляциялаш – эритувчидаги ёғ эритмасига иссиқлик ишлови бериш жараёни бўлиб, бу жараённинг қонуниятларини билиш учун эритманинг қайнаш ҳарорати ва унинг устидаги учувчан компонентлар буғларининг босими каби хоссаларини ўрганиш лозим. Мисцеллани бу хоссалари билан унинг концентрацияси орасидаги боғлиқлик дистилляция жараёнининг статикасини белгилайди.

5.2-расмда мисцелла устидаги эритувчи буғлари босими билан унинг концентрацияси орасидаги боғлиқлик графиги тасвирланган бўлиб, бунда Раул қонунидан четлашиш мавжудлигини кўриш мумкин.
Эгри чизиқни геометрик кўринишини таҳлили ва уни маълум системаларни шунга ўхшаш хоссалари учун эгри чизиқлар билан таққослаш шуни кўрсатадики, ёғ-бензин системасида идеалликни йўқлиги молекулалараро Ван-дер-Ваальс кучлари билан боғлиқ. Мисцелладаги эритувчи молекулалари орасидаги ўзаро тортишув кучлари, ёғ билан эритувчи молекулалари орасидаги тортишув кучларидан кичик эканлигини кўрсатади.
6.4.-расмда кунгабоқар мисцелласининг қайнаш ҳароратини унинг турли босимда концентрацияга боғлиқлиги тасвирланган. Шундай боғлиқлик пахта ёғини техник гексан ва трихлорэтилендаги эритмасида ҳам кузатилади. Бу боғлиқликдан кўринадики, мисцелла концентрацияси 60%дан ошганда, унинг қайнаш ҳарорати кескин кўтарилар экан. Бу эса дистилляция ҳароратини ошишига олиб келади.
Юқори концентрацияли мисцелланинг қайнаш ҳарорати, ҳатто, чуқур вакуум қўлланилганда ҳам юқори бўлади. Натижада, ёғни парчаланиши туфайли дистилляцияни охиригача олиб бориш мумкин бўлмайди. Бу нарса, мисцеллани дистилляциялаганда ёғдаги эритувчини амалда тўлиқ йўқотиб бўлмаслигини кўрсатади.
Шу сабабли мисцелладаги эритувчини йўқотиш икки даврда олиб борилади.
Биринчи давр, мисцелладаги бензинни йўқотиш – буғлатиш даври бўлиб, у жараённинг барча мавжуд қонуниятларига бўйсунади ва атмосфера босимида ёки кичик вакуумда олиб борилиши мумкин.
Вакуумда буғлатиш кўп афзалликларга эга. Вакуумда барча суюқликлар атмосфера босимидагига қараганда анча паст ҳароратда қайнайди. Бу эса аппаратдаги иссиқлик алмашиниш юзасини камайтириш имконини беради, шу билан бирга қайнаш ҳарорати камайганда иситувчи буғ ва қайновчи мисцеллалар орасидаги ҳароратлар фарқининг юқори бўлишига эришилади. Шу сабабли вакуумдан фойдаланиб дистилляция қилинганда паст босимли буғ қўлланилиши мумкин. Вакуумдан фойдаланиш, асосан, юқори концентрацияли мисцеллани дистилляциялашда, қайнаш ҳароратини пасайиши туфайли нохуш қўшимча жараёнларни (оксидланиш, меланоидлар ҳосил бўлиши ва ҳ.к) олдини олади. Натижада атроф-муҳитга йўқотилаётган иссиқлик миқдори ва уни компенсациялашга берилаётган иситувчи буғ сарфи атмосфера босимида дистилляциялашдагига нисбатан кам бўлади.
Дистилляциянинг биринчи даврида мисцелла шундай концентрацияга етиши керакки, бунда унинг қайнаш ҳарорати 100⁰Сдан ошиб кетмаслиги лозим.
Дистилляциянинг иккинчи даврида очиқ сув буғи қўлланилади ва дистилляция қонунунияти эса бошқача бўлади.
Мисцелла бинар эритма ҳисобланади. Очиқ буғдан фойдаланиб дистилляция қилинганда, система, уч фазадан ташкил топган уч компонентли (бензин, ёғ, сув) системага айланади. Улардан иккитаси суюқ (мисцелла, сув) ва биттаси буғ (бензин) фазаларидир. Фазалар қонунига мувофиқ, бундай система иккита эркинлик даражасига эга бўлади. Яъни, мисцелла – сув буғи системасида мувозанатни бузмасдан, иккита параметрни ўзгартириш мумкин.
Айни вақтда умумий босим ва мисцелла концентрациясини ўзгартириш мумкин. У ҳолда, икки компонентли системадаги каби, бензин буғининг парциал босимини ва мисцелланинг қайнаш ҳароратини етарли даражада аниқлаш мумкин.
Агар система Дальтон қонуни нуқтаи назаридан кўриб чиқилса, бу ҳолат тўлиқ тасдиқланади. Дальтон қонунига кўра, суюқлик устидаги буғнинг умумий босими:
Р = Р_б + Р_с + Р_ё ,

Бу ерда Р_{б ,} Р_с ва Р_ё - бензин, сув ва ёғ буғларининг парциал босимлари.

Мисцеллани дистилляциялашда ёғ буғининг босими Р_ё ўта кичик бўлгани учун уни ҳисобга олмаса ҳам бўлади. У ҳолда яъни система амалда икки компонентли бўлиб қолади.
Р = Р_б + Р_с

Дистилляция жараёнида қиздирилган сув буғи қўлланилганда барча компонентлар (бензин, ёғ, сув буғи) фақат икки фазали бўлади: суюқлик – мисцелла ва буғ – бензин ва сув буғлари. Бундай ҳолатда эркинлик даражалари сони учта бўлади, бинобарин мувозанатни бузмасдан туриб учта параметрни ўзгартириш мумкин. Ҳақиқатан, мисцеллани қиздирилган очиқ буғ билан дистилляциялаганда умумий босим, мисцелла концентрацияси ва юқори ҳароратда қайновчи компонент(сув)нинг парциал босими ўзгартирилади.

Системада қиздирилган сув буғи бўлганида, бензин буғларининг парциал босими берилган очиқ буғнинг миқдор функцияси ҳисобланади. Шунинг учун, буғ миқдорини ростлаш билан дистилляция жараёни борадиган ҳароратни ўзгартириш мумкин.
Аппаратда очиқ буғ иссиқлигидан максимал даражада фойдаланиш учун чиқаётган буғлар аралашмасининг ҳарорати юқори ҳароратда қайновчи компонент(сув)нинг аппаратдаги босимда конденсацияланиш ҳароратига тенг бўлиши лозим. Бироқ бундай бошқариш қийин, негаки ҳарорат бироз ўзгарганда сув буғлари конденсацияга учрайди ва ёғда сув қолади, бунга рухсат этилмайди. Шунинг учун, дистилляциялаш учун аппаратга қанча керак бўлса шунча миқдорда очиқ буғ берилади, яъни, бунда чиқаётган бензин ва сув буғлари аралашмасининг ҳарорати сув буғининг аппарат босимидаги конденсацияланиш ҳароратидан 10-15⁰Сга кўп бўлиши керак. Демак, қиздирилган очиқ буғ билан ҳайдалганда, дистиллятордан чиқаётган буғлар, ўз-ўзидан қиздирилган бўлади.
Бир аппаратдан паст босимдаги иккинчи аппаратга мисцелла узатилганда, у қиздирилгандан бўлади ва дарҳол ўз-ўзидан буғланиш жараёни бошланади.
Худди шунга ўхшаш ҳолат, агар иккита аппарат бир хил босим остида бўлса, лекин иккинчи аппаратда ҳайдаш қиздирилган буғ билан олиб борилса ҳам юз беради. Иккинчи аппаратда мисцелланинг қайнаш ҳарорати паст бўлади, демак, ўз-ўзидан буғланиш содир бўлади.
Мисцелланинг қайнаш ҳароратини унинг концентрациясига боғлиқлигидан келиб чиқиб, ёғ экстракция заводларида пуркаш усули билан дистилляциялаш, юпқа пардада дистилляциялаш ва қалин қатламда дистилляциялаш каби усулларни жараённинг алоҳида босқичларида қўлланилади.