Главная --> Справочник терминов


Парциальный конденсатор Математический анализ показывает, что наилучшим растворителем для данного полимера является тот, параметр растворимости которого равен или близок параметру растворимости полимера, иначе Говоря, если 5р « 6П, то ЛЯСМ = 0, и полимер может растворяться в данном растворителе.

Схематически это изображено на рис.90. Максимум такой зависимости определяет параметр растворимости полимера, который в данном случае равен параметру растворимости жидкости, в которой характеристическая вязкость данного полимера максимальна (см.рис.90).

а) наилучшим растворителем для данного полимера является тот, параметр растворимости которого равен или наиболее близок параметру растворимости полимера, т. е. если 6[ » б2 (61 — б2 < < 1,7 — 2,0), то А// я; 0 и полимер растворяется в данном растворителе;

растворимости Гильдебранда (5), являющийся функцией энергии когезии: S = VE / V, где Е - молярная энергия когезии, оцениваемая для растворителя по энергии испарения; V - мольный объем растворителя. Параметр растворимости 8 растворителя должен быть близок к параметру растворимости полимера, но последнюю величину рассчитать точно довольно трудно. Второй характеристикой служит способность растворителя к образованию водородных связей (Дц), которую определяют с помощью ИК-спектроскопии. Величина Дц - смещение максимума полосы поглощения OD дейтерометанола CH3OD при смешении его с исследуемым растворителем. Однако из-за сложности расчетов в практике чаще подбирают растворители опытным путем.

Растворимость препаратов лигнина, как и других полимеров, определяется строением и молекулярной массой, а также природой растворителя, главным образом, полярностью. Препараты лигнина могут растворяться в некоторых органических растворителях (диметилсульфоксид, ди-метилформамид, диоксан и др.), тогда как в других они не растворяются или растворяются частично. Известно, что растворимость вещества зависит от соотношения его полярности и полярности растворителя. Растворимость при этом будет максимальной, когда определенные свойства (способность к образованию Н-связей, химическое строение и т.п.) растворителя и растворяемого вещества близки. Наиболее часто растворяющую способность по отношению к полярным полимерам определяют по энергии когезии и способности к образованию водородных связей. Влияние энергии когезии оценивают по параметру растворимости (см. 7.1). Для лигнина этот показатель оценивается значением порядка 22500 (Дж/м3)1 . Шурх установил, что растворители с параметром растворимости, сильно отличающимся от этого значения, не растворяют препараты лигнина, а у растворителей с близкими значениями параметра растворимости растворяющая способность возрастает с увеличением способности к образованию водородных связей. Чем сильнее разница как в параметрах растворимости, так и в способности к образованию Н-связей, тем в большей степени должен быть деструктурирован лигнин для перехода в раствор. Полярность растворителя удобно характеризовать диэлектрической проницаемостью, связанной с параметром растворимости эмпирическим уравнением линейного типа. Существуют также попытки связать растворимость лигнина с параметрами, учитывающими донорно-акцепторные взаимодействия в системе полимер—растворитель.

а) наилучшим растворителем для данного полимера является тот, параметр растворимости которого равен или наиболее близок параметру растворимости полимера, т. е. если 6i « 62 (6i — 62 <С <С 1,7 — 2,0), то ДЯ ^ 0 и полимер растворяется в данном растворителе;

Для оценки интенсивности межмолекулярного взаимодействия * удобно пользоваться понятием плотности энергии когезии (Пк), которая численно равна потенциальной энергии единицы объема вещества, но с противоположным знаком. О величине Пк можно судить по параметру растворимости Ь = Пк12, который характеризует способность веществ к -взаимному растворению и рассчитывается по соответствующим теплотам испарения. В случае высокомолекулярных соединений, которые нелетучи, параметр растворимости их бв обычна принимают равным 6 жидкости, являющейся лучшим растворителем для данного соединения.

Для оценки интенсивности межмолекулярного взаимодействия * удобно пользоваться понятием плотности энергии когезии (Пк), которая численно равна потенциальной энергии единицы объема вещества, но с противоположным знаком. О величине Пк можно судить по параметру растворимости Ь = Пк12, который характеризует способность веществ к -взаимному растворению и рассчитывается по соответствующим теплотам испарения. В случае высокомолекулярных соединений, которые нелетучи, параметр растворимости их бв обычна принимают равным 6 жидкости, являющейся лучшим растворителем для данного соединения.

натяжения жидкостей30. Молль31 рассмотрел возможность оценки поведения жидкостей с помощью комбинированной характеристики, состоящей из поверхностного натяжения и дипольного момента. В последние годы в литературе уделяется большое внимание предложенному Джи32 параметру — корню квадратному из так называемой плотности энергии когезии (ПЭК), которая представляет собой теплоту испарения 1 мл жидкости. По Джи растворимость и набухаемость полимера максимальны в тех жидкостях, параметр растворимости которых (ПЭК0'5) близок к параметру растворимости полимера. Если определе ние параметра растворимости для жидкости не .вызывает трудностей, то

На растворимость полимеров влияют также образующиеся водородные связи и кристалличность полимера. Хотя известны отдельные исключения из предложенной теории, все же правильность ее основных представлений и тот факт, что в большинстве случаев она оказывается применимой, говорят, что предпочтительнее пользоваться теорией, а не старым заслуженным правилом «подобное в подобном». Севере и Смитманс13 применили метод расчета параметров растворимости к системе «поливинилхлорид—пластификатор». Они нашли, что действительно существует тесная связь между значениями параметров растворимости различных соединений и их пластифицирующим действием. Одним из наиболее убедительных доказательств справедливости теории, основанной на расчете параметров растворимости, является подбор такой пары плохих растворителей, чтобы после их смешения параметр растворимости смеси оказался бы близким к параметру растворимости самого полимера8. И действительно, смесь таких плохих растворителей хорошо растворила полимер.

Таким образом, это распределение независимо как от молекулярной массы полимера, так и от параметра взаимодействия полимер—разбавитель; его можно приблизительно рассматривать как постоянную величину при низких концентрациях мономера.- Мономер преимущественно распределяется в полимерной фазе, если его параметр растворимости существенно отличается от такового для разбавителя (большие значения х/п. d) или близок к параметру растворимости полимера (малые значения х«.р)-Экспериментальные исследования в алифатических углеводородах дали для метилметакрилата значения ФР/Ф^ *=« 1 и 2 для винил ацетата (см. стр. 199).

разные. Они определяются состоянием равновесия, а парциальный конденсатор считается одной теоретической тарелкой. При полной конденсации все пары превращаются в жидкость, часть которой используется как флегма, а оставшаяся часть — как целевой продукт. Естественно, что составы флегмы и целевого продукта в этом случае одинаковы. Способы отвода теплоты от верхней части колонны показаны на рис, 34, б, в, г.

Каждый парциальный конденсатор, так же как и каждый кипятильник, соответствует одной теоретической тарелке. Поэтому число теоретических тарелок в колонне будет при наличии конденсатора и кипятильника на две меньше, чем следует из графического построения.

/, 5 — колонны экстрактивной ректификации; 2, 8 — десорберы; 4— парциальный конденсатор; 6, 7—колонны обычной ректификации от Пронина и метилаллеНа.

В схеме ректификации, показанной на рис. 76, нижний продукт отводится непосредственно'из ребойлера и имеет температуру, равную температуре начала кипения его при давлении, соответствующем давлению в колонне. Верхний продукл: (дистиллят) отводится в виде насыщенной жидкости (общий конденсатор) или насыщенных паров (парциальный конденсатор). Часть паров, выходящих с верха колонны, конденсируется и возвращается вновь в колонну в виде орошения. Если на верху колонны установлен общий конденсатор, то состав рефлюкса и дистиллята одинаков. При охлаждении паров в парциальном конденсаторе состав рефлюкса соответствует его равновесному состоянию с паровой фазой верхнего продукта колонны при давлении и температуре конденсатора. Рефлюкс необходим для поддержания уровня жидкости па тарелках, расположенных выше точки ввода сырья в колонну, а также для лучшего разделения сырья на фракции. Ребойлер колонны предназначен для получения паров, которые в нижней части колонны (ниже точки ввода сырья) играют ту же роль, что и рефлюкс. Количество рефлюкса и паров из испарителя и число тарелок должны быть сбалансированы с целью получения регламенти-

Определив минимальное число теоретических тарелок и минимальное количество орошения, с помощью рис. 81 можно оцепить соотношение между фактическим числом теоретических тарелок и необходимым количеством орошения. Число теоретических тарелок включает в себя всю колонну с ребойлером и парциальным конденсатором. Если колонна имеет парциальный конденсатор, то необходимо вычесть две тарелки: одну для компенсации работы ребойлера, другую для компенсации работы парциального конденсатора. После этого с помощью коэффициента эффективности, представленного па рисунке 74, можно определить фактическое число тарелок.

а — схема регулирования обратного давления паров из парциального конденсатора; б— схема регулирования давления в колонне, оборудованной общим конденсатором; в, г — схема регулирования давления в колонне с обводной линией для отвода продукта верха колонны; 1 — регулятор давления; 2 — колонна; 3 — парциальный конденсатор; 4 — промежуточная емкость; 5 — регулятор уровня; 6 — насос орошения

Пары из верхней части дегидрататора 1 поступают в парциальный конденсатор 3. Сконденсированный ТМК возвращается в дегидра-татор, а изобутилен через сепаратор 4 поступает в отмывочную колонну 11, предназначенную для отмывки изобутцлена от ТМК. Циркуляция промывной воды осуществляется насосом 12 через холодильник /3. Вода и полимеры изобутилена (димеры, тримеры и т. д.), образующиеся в результате дегидратации ТМК, из куба дегидрататора .1 через холодильник 7 поступают в отстойник 8, где происходит .расслаивание. Полимеры направляются на склад, а водный слой из сборника 9 подается на орошение промывной колонны 11. Отмытый изобутилен из верхней части колонны 11 поступает на компримиро-вание. Скомпримированный изобутилен конденсируется в холодильнике 15, отделяется от воды в отстойнике 16 и направляется на ректификацию от полимеров и ТМК в колонну 18, обогреваемую паром через кипятильник 19.

Из куба колонны 3 отработанная 40%-ная серная кислота направляется на упарку в цех концентрирования серной кислоты, а газообразные продукты из верхней части колонны поступают на нейх трализацию 5%-ным раствором щелочи в колонну 4. После нейтрализации пары изобутилена поступают в парциальный конденсатор 5 для конденсации высококипящих продуктов (ТМК, воды).

подачи орошения; 4 — конденсатор; 5 — парциальный конденсатор; 6 — фаз-

Газообразный изобутилен пропускается через парциальный конденсатор на

г — коксовая печь; 2 — первичный холодильник (непрямое охлаждение); 3 — отстойник промывной жидкости; 4 — отстойник первичного холодильника; 5 — емкость для циркулирующего промывного раствора; в — циркуляционный насос; 1 — эксгаустер; 8 — электрофильтр для выделения смолы; 9 — резервуар для слабого раствора; 10 — сырьевой насос; и — аммиачные скрубберы; 12 — парциальный конденсатор; 13 — сатуратор; J4 — емкость для известкового раствора; 15 — секция разложения диссоциирующих солей аммония;

Фракция С4 подается в виде смеси с водой. Продукты реакции выводятся из нижней части гидрататора и за счет дросселирования давления отделяются от непрореагировавших углеводородов, после чего поступают на выделение и ректификацию возвратной фракции. Выделенный из водно-спиртового раствора азеотроп триметилкарбинола с водой после ректификации освобождается от углеводородов С4 и направляется в дегидрататор с КУ-2 (383 К, 0,14-0,19 МПа). Газообразный изобутилен пропускается через парциальный конденсатор на промывную колонну, в которых из него отделяются примеси спирта, а также олигомеры изобутилена, и после компримирования и конденсации направляется на азеотропную осушку и ректификацию. При выделении изобутилена на ионобменных полимерах конверсия олефина составляет 92% (масс) при степени извлечения из фракции 90% (масс). Изобутилен-ректификат получается с чистотой порядка 99,95% (масс), а содержание примесей: изобутана и бутиле-нов - не более 0,05% (масс), триметилкарбинола - не более 0,005% (масс), влаги - не более 0,005 (масс). Уменьшение конверсии при снижении содержания изобутилена в исходной смеси можно предотвратить увеличением времени контакта смеси с катализатором на первой стадии. Применение полярного растворителя (этилцеллозольва) обеспечивает гомогенизацию фракции в воде и значительно повышает эффективность и продолжительность работы ионитного катализатора (до 4 000-5 000 ч без замены) [51].




Промышленном получении Подготовки поверхности Подходящих катализаторов Подкисляют минеральной Подкислением реакционной Подкисленным раствором Подобными свойствами Подробных исследований Подробное исследование

-
Яндекс.Метрика