Азеотропная ректификация.Схема установки.Разделение смеси этанола с водой с добавлением бензола

При азеотропной ректификации разделяющий агент образует азеотроп с одним или несколькими компонентами исходной смеси. Применяют разделяющий агент, образующий азеотроп с минимумом температуры кипения (чаще всего) или максимумом температуры кипения. Рассмотрим схему с минимумом температуры кипения.

1 – ректификационная колонна, 2 – сепаратор (отстойник), 3 и 4 – подогреватели,5 и 6 – холодильники. А+В – исходная смесь; А – НК; В – ВК; С – разделяющий агент. Сверху колонны 1, орошаемой разделяющим агентом С, уходит азеотроп А+С, снизу В (кубовый остаток, ВК). Компоненты А и С практически нерастворимы, поэтому жидкая смесь А+С разделяется в сепараторе 2 на компоненты А – НК и С, возвращаемый после подогрева на орошаемые колонны 1. Если компоненты А и С хорошо растворимы, для их разделения иногда применяют экстракцию.

В промышленности азеотропную ректификацию применяют, например, при разделении азеотропной смеси этанол-вода (температура кипения 78,15˚С), т.е. для абсолютирования спирта. Разделяющий агент (бензол) практически нерастворим в воде, смешивается во всех соотношениях с этанолом и образует тройной гетероазеотроп (7,4% воды, 18,5% спирта, 74,1% бензола) с температурой кипения 64,85˚С. Кубовый остаток азеотропной колонны – безводный спирт. Имеются также отгонная и укрепляющая колонны. В азеотропной ректификации с минимумом температуры кипения расход тепла больше, чем в экстрактивной ректификации, т.к. приходится испарять разделяющий агент.