Устройство для исследования парожидкостного равновесия систем

) Авторыизобретеии 71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРОЖИДКОСТНОГО РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМ возврата жидкостиПриемники кон вухходовыми кра ет только на гочае гетерогенравновесие междуфазами из.еа отОпределительости и пара не также прибор, работаюший по ому методу применяемый для равновесия между жидкостью гомогенных, так и гетерогенПрибор имеет последователье между собой куб (представ плоскодонную колбу), в ко тся магнитная мешалка, подь- , сепаратор с термометричео и вставленным в него тер олодильник, двухходовой кранконденсата и капельницу. циркуляционнисследованияи паром какиых систем,но соединеннылякипий собойтором находиемную трубкуким стаканоммометром, хдля отбора проб Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам, предназначенным для изучения парожидкостногоравновесия систем, необходимого при расчете ректификационных колонн, и можетбыть использовано в химической, нефте- фхимической, пишевой и медицинской промышленности,Для исследования парожидкостного равновесия систем, т.е. для определения температуры кипения смеси равновесных составов жидкости и пара, используют приборы, работаюшие или по принципу однократного испарения, или по циркуляционному,или динамическому методу. Наиболее удобными в эксплуатации и наиболее распространенными являются приборы, работающие по циркуляционному типу, из которыхнаибольшего внимания заслуживает приборДжиленси. Он состоит из куба, снабженного электрообогревом, подъемной трубки30Коттреля, сепаратора с термометричеоким стаканом, обратных холодильников,приемников жидкости и конденсата пара,2, соединительных трубоки конденсата пара в кубденсата пара снабжены днами для отбора проб.Однако прибор работамогенных системах. В слуных систем нарушаетсяпаром и двумя жидкимисутствия перемешиванияравновесный состав жидквозможно.Г 1 рибор работает следующим образом,В куб загружают исследуемую смесь, включают подогрев, магнитную мешалку, а двухходоврй кран устанавливают в такое положение, чтобы конденсат пара 5 возвращался в куб. Г 1 арожидкостная смесь, образующаяся при кипении смеси в кубе, поднимается по подъемной трубке, поступает в сепаратор и орошает термометрический стакан, В сепараторе парожидкостная 1 О смесь разделяется на жидкую фазу, стекающую в куб по соединительной трубке, и паровую, которая конденсируется в обратном холодильнике и через двухходовой кран и капельницу поступает в куб. Пос ле установления парожидкостного равновесия кран поворачивают в такое положение, чтобы конденсат пара из холодильника стекал в приемник.Прибор обеспечивает точное определение температуры кипения смеси, так как термометрический стакан находится в контакте как с паровой, так и с жидкой фазой ГГ 3Однако точный равновесный состав жидкости и пара гетерогенных систем данным прибором определить невозможно, "гак как вследствие недостаточно интенсивного пе-ремешивания смеси с помощью магнитной мешалки нарушается равновесие между паром и двумя жидкими разами.30Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для исследования парожидкостного равновесия систем, содержащее соединенные по замкнугой схеме циркуляции куб с от 35 меткой уровня исследуемой жидкости, выносной кипятильник, выполненный в виде трубки, конец которой введен в куб под отметкой уровня жидкости, измеритель температуры кипения и холодильники.40Прибор работает следующим, образом,В куб заливают исследуемую смесь до отметки уровня жидкости и нагревают ее до кипения в трубке выносного кипятильника. Образующаяся парожидкостная смесь поступает в куб сбоку по изогнутой час 45 ти трубки кипятйльника под верхний слой жидкости, затем по подъемной трубке, вкоторую вставлен термометр для измерения температуры кипения, в систему об- . ратных холодильников, где конденсируется, Из холодильников конденсат пара по капельнице стекает в приемник, к которому снизу припаян двухходовой кран. До установления равновесия кран переключают в такое положение, чтобы конденсат пара по соединительной трубке возвращал, ся в куб. Когда устанавливается равновесие жидкость - пар (которое определяют по постоянной температуре кипения), кранпереключают, и в приемник собирают пробу конденсата пара,Этот прибор позволяет определять температуру кипения смеси и получить точные данные по равновесному составужидкости и пара гомогенных и таких гетерогенных систем, в которых верхний слойимеет более высокую температуру кипения, чем нижний 23Однако в случае гетерогенных систем,где верхний слой имеет более низкую температуру кипения, чем нижний, определение равновесных составов не представляется возможным, так как прибор работаетнеустойчиво - происходят постояннь 1 е выбросыпарожидкостной смеси из куба и заброс ее вприемник. Кроме того, известный приборпозволяет определять равновесные составы жидкости и пара гомогенных и гетерогенных систем с небольшой разницей температур кипения компонентов (до 2 О -30 С),Цель изобретения - повышение точности в широком диапазоне исследуемых систем.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для исследования парожидкостного равновесия систем, содержащем соединенные по замкнутой схеме циркуляции куб с отметкой уровня исследу-фемой жидкости, выносной кипятильник ввиде трубки, конец которой введен в куб,измеритель температуры кипения и холодильники, конец трубки выносного кипятильника установлен по оси куба и соединен с остальной частью трубки через ко.лено, расположенное над отметкой уровня жидкости.На чертеже изображено предлагаемоеустройство, общий вид.Устройство состоит из куба 1 с нанесенной на нем отметкой уровня заливкиисследуемой жидкости, выносного кипятильника 2, снабженного электрообогревом,измерителя 3 температуры кипения, состоящего из сепаратора 4, содержащеготермометрический,стакан 5, системы конденсации, состоящей из холодильников 6и пробоотборного устройства, состоящегоиз качающейся воронки 7 с впаянным куском металла 8, капельницы 9 и приемника 10 конденсата. Указанные элементыприбора соединены между собой трубками11, образующими замкцутую систему циркуляции,Устройство работает следующим образом,Исследуемую гетерогенную смесь эа:ливают в куб 1 до отметки уровня заливки исследуемой жидкости.Включают охлаждение системы конденсации и электрообогрев выносного кипятильника, Исследуемую смесь нагреваютдо кипения в трубке выносного кипятильника. Образующаяся парожидкостная смесьпоступает через колено, расположенное надотметкой уровня жидкости, и отогнутый 10вниз по оси куба конец трубки выносногокипятильника под верхний слой жидкости.Затем по подъемной трубке парожидкостная смесь поступает в приспособление дляизмерения температуры кипения, где она 15сепарируется. Жидкость возвращаетсяв куб, а пар поступает в систему конденсациии пробоотборное устройство. Послеустановления равновесия в устройстве(что контролируется по постоянству температуры в термометрическом стакане)качаюшаяся воронка с помощью магнитаотводится в крайнее правое положение иконденсат в количестве 1-2 мл отбирается в приемник конденсата. Состав паровой фазы определяется хроматографическим методом.Прибор испытывают на следующих системах: метилметакрилат (ММА) - вода,метакриловая кислота (МАК) - вода, МАК З 0ММА,Результаты испытаний для укаэанныхсистем проверяются на термодинамическоесоответствие по методике Вильсона. Максимальное расхождение между расчетнымии экспериментальными данными в гетерогенных систем, имеющих более низкую температуру кипения верхнего слоя, чем нижнего, составляет 21,35%, для гомо- генных систем с разницей температур кипения компонентов более ЗООС - 7%. Такая точность вполне допустима для практических целей. На известном же приборе такие системы не исследуются из-эа не- воэможности получить данные по равновесному составу с необходимой точностью.Предлагаемое изобретения обеспечивает углубленное изучение физико-химических основ выделения ректификацией,формула изобретены яУстройство для исследования парожид-костного равновесия систем, содержащеесоединенные по замкнутой схеме циркуляции куб с отметкой уровня исслеуемойжидкости, выносной кипятильник в видетрубки, конец которой введен в куб, измеритель температуры кипения и холодильники, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что,с целью повышения точности в широкомдиапазоне исследуемых систем, конецтрубки выносного кипятильника установлен по оси куба и соединен с остальнойчастью через колено, расположенное надотметкой уровня жидкости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коган В. Б.,фридман В. Н. и Кафаров В, В, Равновесие между жидкостью868507 К Вакууму Составитель Л, Дикаярмелштайн Техред М. Надь дакт ираж 910сударственного комитета СССм изобретений и открытийква, Ж 35, Раушская наб., д. одписное 1 О/5 П нт",ил Т ВНИИПИ Го по дьла 13035, Мос