Поведение примесей при перегонке: коэффициент испарения и ректификации


Donkhan
Гуру
34.2K
1K
#дистилляция #ректификация #другое

Основной компонент спирта-сырца это этиловый спирт. При перегонке меняется процентное содержание этилового спирта в парах по отношению к его содержанию в спирте-сырце.

Отношение содержания любого компонента спирта-сырца в парах к содержанию этого же компонента в жидкости в кубе называется коэффициент испарения.

Например, если залить в куб 10 % спирт-сырец, то содержание этилового спирта в парах будет равно 51 %, т.е. коэффициент испарения равен 51 / 10 = 5.1. Это значит что содержание спирта в парах (и соответственно в дистилляте) в 5.1 раза больше чем в жидкости в кубе.

Коэффициент испарения не постоянен и зависит от спиртуозности спирта-сырца.Из таблицы можно увидеть, что при увеличении спиртуозности в жидкости коэффициент испарения этилового спирта падает. При 95 % коэффициент испарения равен 1.004, поэтому практически нет укрепления. Это и есть точка азеотропа. Т.е методам перегонки невозможно залить в куб например 96 % и получить 98 %, все равно получается 96 % спирт.

Таким же способом можно проанализировать поведения примесей. Можно заметить, что коэффициент испарения этилового спирта всегда выше 1, а у некоторых примесей он может опускаться ниже. При значении выше 1 содержание компонента в парах увеличивается, при равном 1 не изменяется, а при значении меньше 1 уменьшается. При спиртуозности меньше 50 % все коэффициенты испарения больше 1, значит содержание всех веществ в парах по отношению к жидкости увеличивается.

Более наглядно поведение примесей можно показать с помощью коэффициента ректификации, который равен отношению коэффициента испарения примеси к коэффициенту испарения этилового спирта.

K(рект.) = K(исп. примеси) / K(исп. этанола)Коэффициент ректификации показывает увеличивается или уменьшается содержание примеси по отношению к содержанию этилового спирта.

Если коэффициент больше 1, то происходит накопление примеси в парах, потому что примесь более летуча в данных условиях чем этиловый спирт.

Если коэффициент равен 1, то ни накопление примеси ни очистки от нее не происходит.

Если коэффициент меньше 1, то происходит накопление примеси в жидкости, а пары содержат меньше примеси чем жидкость, потому что примесь менее летуча в данных условиях чем этиловый спирт.

Летучесть примесей зависит от растворимости примеси в этиловом спирте. Те примеси у которых коэффициент ректификации больше 1 называются головными, а те у которых меньше 1 называются хвостовыми. Например, уксусноэтиловый эфир это всегда головная фракция, потому что коэффициент его всегда больше 1. У изоамилового спирта коэффициент меняется. До 40 % спиртуозности в кубе он ведет себя как головная фракция, а выше как хвостовая. Наглядно поведение примесей показывает график.
Похожие статьи

Похожие вопросы