Азеотропная и экстрактивная ректификация

Простыми называют методы разделения, когда изменение концентрации разделяемых компонентов в сосуществующих фазах достигается только за счёт сообщения системе энергии; а сложными – методы с применением дополнительных разделяющих агентов (селективных растворителей, адсорбентов и др.), увеличивающих различие составов фаз.

Нераздельно кипящие смеси называются азеотропными. Если к такой смеси добавить третий компонент, в котором разделяемые вещества обладают различной растворимостью; при этом по летучести третий компонент приближается к разделяемой смеси, то он образует азеотропную смесь с одним из компонентов. Перегонка в присутствии такого третьего компонента называется азеотропной. Обычно в качестве третьего компонента при разделении углеводородов методом азеотропной перегонки используют спирты (метиловый, этиловый), уксусную кислоту, кетоны, простые и сложные эфиры. С помощью спиртов разделяют близко кипящие смеси алканов и аренов, например, смесь бензола (t_кип =80°С) и 2,2,3-триметилбутана (t_кип = 80,9°С); бензол образует азеотропную смесь с этиловым спиртом с t_кип = 68,1°С.

Азеотропная ректификация получила ограниченное применение из-за достаточно узкого выбора селективных растворителей, дополнительного расхода энергии на их испарение.

Если летучесть третьего компонента мала, то перегонка в его присутствии называется экстрактивной. Третий компонент остаётся в жидкой фазе и удерживает одно из разделяемых веществ, которое лучше растворяется в нём. С помощью экстрактивной перегонки можно разделить близко кипящие смеси аренов и нафтенов. В качестве третьего компонента часто используют фенол или фурфурол, которые преимущественно растворяют ароматические углеводороды.

Одним из преимуществ экстрактивной ректификации по сравнению с азеотропной является возможность создания в колонне высокой концентрации растворителя (75-90%), что позволяет увеличить эффективность и селективность процесса разделения.