SU917067A1 - Аппарат дл исследовани фазового равновеси - Google Patents

Description

(5) АППАРАТ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ

. .« .-.,

Изобретение относитс  к аппаратам дл  исследовани  равновеси  между жидкостью и паром бинарных и многокомпонентных смесей и может быть использовано в исследовательских работах в нефтехимической, нефтеперера батывающей и других отрасл х промышленности .

Дл  расчета разделени  многокомпонентных (в особенности неидеапьных ) смесей типа метилэтилкетон (МЭК): толуол, бензол, ацетон и вода в различных соотношени х необходимы экспериментальные данные по равновесном составам паровой и жидкой фаз.

Дл  излучени  фазового равнойеси  веществ примен етс  несколько видов приборов, например прибор Отме- . ра, Гиллеспи и другие.

Недостатками указанных аппаратов  вл етс  частична  конденсаци  Паров на стенках сосуда и перегрев жидкости, искажающие равновесное

состо ние и конечный результат опыта, а также длительное врем  достижени  равновеси .

Аппарат Гиллеспи состоит из куба, с нанесенным на него электрообогревом , насоса, Коттрел , сепаратора, конденсата, приемника конденсатора паров и соединительного устройства сепаратора и конденсатора с-кубом.

Перегонный куб и приемник этого

10 аппарата заполн ют исследуемой жидкостью и нагревают с помощью электрообогрева , нанесенного на куб аппарата , а также внутреннего нагревател , изготовленного из платиновой проIS волоки. Образующиес  пары через насос КоттреЛ  поступают в равновесную камеру, в сепаратор, где пар отдел етс , а жидкость возвращаетс  в куб. Отделившийс  в сепараторе пар

Claims (2)

1. 20 конденсируетс  и поступает в прием- : ник конденсатора паров, откуда избыток конденсатора возвращаетс  в куб 11. Недостатком аппарата Гиллеспи  вл етс  .потер  тепла в окружающую среду, а следовательно и веро т-ность частичной конденсации паров на стенках равновесной камеры,искажающие конечный результат опыта. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  аппарат Отмера, который состоит из перегонной колбы с отводом , выполненным в нижней ее части, с горловиной, внутри которой по оси размещена трубка с термометром, электронагревател , установленного снаружи аппарата, конденсата, трубки дл  возврата конденсатора и устройства дл  отвода проб жидкой и паровой фаз. Исследуема  смесь загружаетс  в колбу и производитс  нагрев жидкости до кипени . Пары поднимаютс  по центральной трубке, омыва  термометр поступают в конденсатор, конденсат паров стекает в приемник конденсата паров и по соединительной трубке возвращаетс  в колбу. После установлени  равновеси  через соответствующие краники отбираютс  парова  и жид ка  Фазы 2J. Однако аппарат Отмера обладаетг недостаточным перемешиванием исследуемой жидкости в колбе за счет естественной конвекции, перегревом жид кости у стенок колбы и конденсацией части паровой фазы на стенках колбы и ее горловины, что приводит к нарушению равновеси  между жидкостьй и паром и увеличиваетс  врем  установлени  равновеси  между ними до 1-2 ч Цель изобретени . - ускорение достижени  равновесного состо ни  фаз и создание адиабатических условий работы аппарата. Поставленна  цель достигаетс  тем, что аппарат снабжен размещенной в отводе циркул ционной вставкой, выполненной в виде трубки, с воронко образным расширением в верхней части , выход щим внутрь колбы, и вакуумной рубашкой, установленной снару жи колбы и горловины, а трубка дл  возврата конденсата соединена с отв дом. При этом устройство дл  измерени температур выполнено в виде трех те мопар, гор чие спаи которых расположены на разных высотах. На чертеже изображен предлагаемы аппарат. Аппарат состоит из перегонной колбы 1 с горловиной 2, имеющей сверху патрубок 3 дл  ввода термопар,и внутри которого соосно расположена внутренн   трубка i дл  отвода паровой фазы. Сверху трубки А соосно с патрубком 3 имеетс  трубка 5 Дл  прохода и фиксации термопар, Через горловину 2 в колбу 1 введена трубка 6 с краном 7. Колба 1 с частью горл .овины 2 помещена в вакуумную рубашку 8. Снизу колба 1 переходит в отвод 9, имеющий снаружи электронагреватель 10 покрытый термоизол цией 11 и заканчивающийс  внизу дренажным патрубком 12. Внутри отвода 9 соосно расположена циркул ционна  вставка 13 нижний конец которой не доходит до дренажного патрубка -12, а верхний конец переходит в воронкообразное .расширение 1, выход щее внутрь колбы 1. Трубка соединена с конденсатором 15, имеющим в верхней части доохладитель 16 и патрубок 1 дл  соединени  с атмосферой, а в нижней части - сборник 18 конденсата, крантройник 19, уравнительную трубку 20,-трубку дл  возврата конденсата 21,соединенную с отводом 9 выше нижнего конца циркул ционной вставки 13. Через патрубок 3 с помощью пробки 22 вставлен пучок из 3-х термопар 23, гор чие спаи которых установлены дл  измерени  температуры паровой фазы 2Ц, жидкой фазы у границы раздела фаз - 25 и жидкой фазы - 26, поступающей в колбу из обогреваемого отвода 9. Аппарат дл  исследовани  фазового равновеси  работает следующим образом. Смесь, фазовое равновесие которой излучаетс ,заливают в колбу 1 (при закрытом дренажном патрубке 12) и включают электронагреватель 10.Кран 7 при этом закрыт, а кран 19 стоит в указанном на чертеже положении. Нагревающа с  в кольцевом пространстве между отводом 9 и вставкой 13 жидкс сть поднимаетс  вверх в колбу 1, а более холодна  жидкость из центра колбы через воронкообразное расширение 14 по вставке 13 опускаетс  вниз и поступает на нагрев в кольцевое пространство. Через 10-12 м такой циркул ции смесь нагреваетс  до кипени  и образующиес  пары по трубке k поступают в конденсатор 15 где конденсируютс . Конденсат пара стекает по трубке 21 вниз кольцевого пространства отвода 9,гд смешиваетс  с жидкостью из вставки 13 и, нагрева сь, поступает снова в колбу. Через 20-30 м.процесс стабилизуетс  о чем свидетельствует сближение (разность не более 1®) температур по термопарам 24-26.Посл этого отбирают пробу жидкой фазы открытием крана 7 и пробу паровой фазы поворотом крана 19 на 90° по часовой стрелке. Благодар  интенсивности циркул ции жидкости, со.здаваемой предложен ным устройством обогреваемого отвод 9 и вставкой 13 состо ние равновеси  достигаетс  очень быстро, а ади абатичность колбы, где существует раздел фаз в состо нии равновеси , обеспечиваетс  размещением ее в вакуумной рубашке 8, исключающей тепл потери. Технико-экономическа  эффективность предлагаемого изобретени  достигаетс  за счет сокращени  рабоче го времени на исследование в 4-5 ра Ориентировочно пр мой экономический эффект от проведени  одного опыта дл  одного аппарата составит 3000 руб/год. Формула изобретени  1. Аппарат дл  исследовани  фазо вого равновеси ,включающий перегонную колбу с отводом,выполненным в нижней части с горловиной,внутри которой по оси размещена трубка с устройством дл  измерени  температуры, электронагреватель, установленный снаружи отвода, конденсатор, трубку дл  возврата конденсата и устройство дл  отвода проб жидкой и паровой фаз, отличающийс  тем, что, с целью ускорени  достижени  равновесного состо ни  фаз и создани  адиабатических условий работы, он снабжен размещенной в отводе циркул ционной вставкой, выполненной в виде трубки с воронкообразным расширением в верхней части, выход щим внутрь колбы, и вакуумной рубашкой, установленной снаружи колбы и горловины , а трубка дл  возврата конденсата соединена с отводом. 2. Аппарат по п.1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью одно;Временного определени  температур фаз, устройство дл  измерени  температуры выполнено в виде трех термопар , гор чие спаи которых расположены на разных высотах. Источники информации,, прин тые во внимание при экспертизе 1.Крель Э. Руководство по лабораторной ректификации. М., I960, с. 96, рис. 52.
2. 2.Коган В.Б. Равновесие между жидкостью и паром. М.-Л., 1966, с. 14-15.