Русский
English 39-58 стр.
Работа посвящена изучению влияния реальных значений теплоемкости тройных смесей на энергозатраты процесса в ректификационной колонне. Представлены результаты анализа имеющихся справочных экспериментальных данных для шести тройных систем и их бинарных составляющих в виде диаграмм изолиний избыточных теплоемкостей. Рассчитаны аддитивные и избыточные значения теплоемкостей тройных смесей, парожидкостное равновесие и разные режимы, в том числе режимы экстрактивной ректификации. Показано, что зависимости избыточной теплоемкости от состава тройных смесей имеют сложный характер и использование реальных значений позволяет оценивать энергозатраты более корректно.
1. Diky V., Bazyleva A., Paulechka E., Magee J. W., et al. Validation of thermophysical data for scientific and engineering applications // J. Chem. Thermodynamics. 2019. 133. P. 208 – 222. https://doi.org/10.1016/j.jct.2019.01.029
2. Kabo G.J., Blokhin A.V., Paulechka E., Roganov G.N. et al. Thermodynamic properties of organic substances: Experiment, modeling, and technological applications // J. Chem. Thermodynamics. 2019. № 131. P. 225 – 246. https://doi.org/10.1016/j.jct.2018.10.025
3. Oscarson J.L., Rowley R.L., Wilding W.V., Izatt R.M. Industrial need for accurate thermophysical data and for reliable prediction methods // J. Therm. Anal. Calorim. 2008. № 92 (2). P. 465 – 470.
4. Арутюнов Б.А., Арутюнов А.Б. Термодинамика и свойства веществ. М.: Московский технологический университет (МИРЭА), 2016. 214 с.
5. Serafimov L.A. Thermodynamic and topological analysis of liquid-vapor phase equilibrium diagdams ahd problems of rectification of multicomponent mixtures // In: Mathematical methods in contemporary chemistry / Ed. Kuchanov S.I. New York: Gordon & Breach, 1996. Р. 557 – 602.
6. Lin Mei-Jyun, Su Chie-Shaan, Yang Tsung-Mao, Li Jin-Shuh. Density and viscosity of binary mixtures of diethyl oxalate with ethanol, ethyl acetate, tetrahydrofuran, and toluene // Journal of the Chinese Institute of Engineers. 2019. № 42 (5). Р. 420 – 427. https://doi:10.1080/02533839.2019.1598285
7. Lu Bai, Shu-Ni Li, Quan-Guo Zhai, Yu-Cheng Jiang, Man-Cheng Hu. Density, refractive index, and viscosity of binary systems composed of ionic liquids ([Cnmim]Cl, = 2, 4) and three dipolar aprotic solvents at Т= 288.15–318.15 K. // Chemical Papers. 2015. № 69 (10). Р. 1378 – 1388. https://doi:10.1515/chempap-2015-0139
8. Раева В.М., Жучков В.И., Малюгин А.А., Фролкова А.К. Транспортные и термодинамические свойства смесей, образованных ацетонитрилом, циклогексеном и циклогексаноном // Журнал физ. химии. 2020. № 94 (4). С. 537 – 544.
9. Zhuchkov Valeriy, Raeva Valentina, Frolkova Alla. Densities and excess volumes of binary and ternary mixtures of N, N-dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone at T = (293.15, 313.15)K and atmospheric pressure // Chemical Data Cjllection. 2022. № 38, 100840. P. 1 – 14. https://doi.org/10.1016/j.cdc.2022.100840
10. Jóźwiaka M., Komudzińska M., Tyczyńska M., Marczak W., Jóźwiak A. Heat capacity of six glymes in N,N-dimethylformamide + water mixtures. Solvation of glymes // J. Molecular Liquids. 2022. P. 119624. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.119624
11. Kun Hou, Ziwen Zhang, Sa Xue, Xiangyang Liu et al. Isobaric molar heat capacities of binary mixtures of diethyl carbonate and methyl caprate at high pressures // J. Chem. Eng. Data. 2022. № 67 (3). P. 661 – 668. https://doi.org/10.1021/acs.jced.1c00972
12. Torín-Ollarves G.A., Segovia J.J., Martín M.C., Villamañán M.A. Density, viscosity, and isobaric heat capacity of the mixture (1-butanol + 1-hexene) // J. Chem. Eng. Data. 2013. № 58 (10). P. 2717 – 2723. https://doi:10.1021/je301301j
13. Zaripov Z.I., Aetov A.U., Nakipov R.R., Khairutdinov V.F. et al Isobaric heat capacity of the binary liquid (water + 1,2-propanediol) mixtures at high-temperatures and high-pressures // J. Chem. Thermodynamics. 2021. № 152. P. 106270. https://doi:10.1016/j.jct.2020.106270
14. Раева В.М. Теплоты испарения бинарных смесей // Вестник МИТХТ. 2013. № 8 (1). С. 43 – 50.
15. Арутюнов Б.А., Рытова Е.В., Раева В.М., Фролкова А.К. Методы расчета теплот парообразования углеводородов и их смесей в широком диапазоне температур // Теоретические основы химической технологии. 2017. № 61 (5). С. 596 – 604.
16. Раева В.М., Анисимов А.В., Рыжкин Д.А. Расчет энтальпий парообразования системы бензол−циклогексан. Известия Академии наук. Серия: химическая. 2021. № 4. C. 715 – 721.
17. Раева В.М., Фролкова А.К. Концентрационные зависимости избыточных молярных теплоемкостей бинарных растворов // Вестник МИТХТ. 2009. 4 (4). С. 31 – 39.
18. Раева В.М., Фролкова А.К., Арутюнов Б.А., Серафимов Л.А. Концентрационные зависимости изобарной теплоемкости бинарных растворов и ее роль в тепловых расчетах // Теоретические основы химической технологии. 2015. № 49 (5). С. 574 – 581.
19. Белоусов В.П., Морачевский А.Г., Панов М.Ю. Тепловые свойства растворов неэлектролитов. Л.: Химия. 1981.
20. Valencia J.L., Troncoso J., Peleteiro J., Carballo E., Romani L. Isobaric molar heat capacities of the ternary system dimethyl carbonate + p-xylene + n-decane // Fluid Phase Equilibria. 2005. № 232 (1-2). P. 207 – 213. https:// doi:10.1016/j.fluid.2005.03.026
21. Navarrete-Contreras S., Sánchez-Ibarra M., Barroso-Muñoz F. O., Hernández S., et al. Use of glycerol as entrainer in the dehydration of bioethanol using extractive batch distillation: Simulation and experimental studies. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2014. 77. P. 38 – 41. https:// doi:10.1016/j.cep.2014.01.003
22. Белоусов В.П., Морачевский А.Г. Теплоты смешения жидкостей. Л.: Химия. 1970. 256 с.
23. Жаров В.Т., Серафимов Л.А. Физико-химические основы дистилляции и ректификации. М: Химия, 1975. 240 с.
24. Раева В.М., Серафимов Л.А., Степанов В.Н. Нелокальные закономерности диаграмм изолиний скалярных свойств гомогенных трехкомпонентных смесей // Журнал физ. химии. 2011. № 85 (2). С. 605 – 612.
25. NIST Chemistry WebBook URL: https://webbook.nist.gov/
2. Kabo G.J., Blokhin A.V., Paulechka E., Roganov G.N. et al. Thermodynamic properties of organic substances: Experiment, modeling, and technological applications // J. Chem. Thermodynamics. 2019. № 131. P. 225 – 246. https://doi.org/10.1016/j.jct.2018.10.025
3. Oscarson J.L., Rowley R.L., Wilding W.V., Izatt R.M. Industrial need for accurate thermophysical data and for reliable prediction methods // J. Therm. Anal. Calorim. 2008. № 92 (2). P. 465 – 470.
4. Арутюнов Б.А., Арутюнов А.Б. Термодинамика и свойства веществ. М.: Московский технологический университет (МИРЭА), 2016. 214 с.
5. Serafimov L.A. Thermodynamic and topological analysis of liquid-vapor phase equilibrium diagdams ahd problems of rectification of multicomponent mixtures // In: Mathematical methods in contemporary chemistry / Ed. Kuchanov S.I. New York: Gordon & Breach, 1996. Р. 557 – 602.
6. Lin Mei-Jyun, Su Chie-Shaan, Yang Tsung-Mao, Li Jin-Shuh. Density and viscosity of binary mixtures of diethyl oxalate with ethanol, ethyl acetate, tetrahydrofuran, and toluene // Journal of the Chinese Institute of Engineers. 2019. № 42 (5). Р. 420 – 427. https://doi:10.1080/02533839.2019.1598285
7. Lu Bai, Shu-Ni Li, Quan-Guo Zhai, Yu-Cheng Jiang, Man-Cheng Hu. Density, refractive index, and viscosity of binary systems composed of ionic liquids ([Cnmim]Cl, = 2, 4) and three dipolar aprotic solvents at Т= 288.15–318.15 K. // Chemical Papers. 2015. № 69 (10). Р. 1378 – 1388. https://doi:10.1515/chempap-2015-0139
8. Раева В.М., Жучков В.И., Малюгин А.А., Фролкова А.К. Транспортные и термодинамические свойства смесей, образованных ацетонитрилом, циклогексеном и циклогексаноном // Журнал физ. химии. 2020. № 94 (4). С. 537 – 544.
9. Zhuchkov Valeriy, Raeva Valentina, Frolkova Alla. Densities and excess volumes of binary and ternary mixtures of N, N-dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone at T = (293.15, 313.15)K and atmospheric pressure // Chemical Data Cjllection. 2022. № 38, 100840. P. 1 – 14. https://doi.org/10.1016/j.cdc.2022.100840
10. Jóźwiaka M., Komudzińska M., Tyczyńska M., Marczak W., Jóźwiak A. Heat capacity of six glymes in N,N-dimethylformamide + water mixtures. Solvation of glymes // J. Molecular Liquids. 2022. P. 119624. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.119624
11. Kun Hou, Ziwen Zhang, Sa Xue, Xiangyang Liu et al. Isobaric molar heat capacities of binary mixtures of diethyl carbonate and methyl caprate at high pressures // J. Chem. Eng. Data. 2022. № 67 (3). P. 661 – 668. https://doi.org/10.1021/acs.jced.1c00972
12. Torín-Ollarves G.A., Segovia J.J., Martín M.C., Villamañán M.A. Density, viscosity, and isobaric heat capacity of the mixture (1-butanol + 1-hexene) // J. Chem. Eng. Data. 2013. № 58 (10). P. 2717 – 2723. https://doi:10.1021/je301301j
13. Zaripov Z.I., Aetov A.U., Nakipov R.R., Khairutdinov V.F. et al Isobaric heat capacity of the binary liquid (water + 1,2-propanediol) mixtures at high-temperatures and high-pressures // J. Chem. Thermodynamics. 2021. № 152. P. 106270. https://doi:10.1016/j.jct.2020.106270
14. Раева В.М. Теплоты испарения бинарных смесей // Вестник МИТХТ. 2013. № 8 (1). С. 43 – 50.
15. Арутюнов Б.А., Рытова Е.В., Раева В.М., Фролкова А.К. Методы расчета теплот парообразования углеводородов и их смесей в широком диапазоне температур // Теоретические основы химической технологии. 2017. № 61 (5). С. 596 – 604.
16. Раева В.М., Анисимов А.В., Рыжкин Д.А. Расчет энтальпий парообразования системы бензол−циклогексан. Известия Академии наук. Серия: химическая. 2021. № 4. C. 715 – 721.
17. Раева В.М., Фролкова А.К. Концентрационные зависимости избыточных молярных теплоемкостей бинарных растворов // Вестник МИТХТ. 2009. 4 (4). С. 31 – 39.
18. Раева В.М., Фролкова А.К., Арутюнов Б.А., Серафимов Л.А. Концентрационные зависимости изобарной теплоемкости бинарных растворов и ее роль в тепловых расчетах // Теоретические основы химической технологии. 2015. № 49 (5). С. 574 – 581.
19. Белоусов В.П., Морачевский А.Г., Панов М.Ю. Тепловые свойства растворов неэлектролитов. Л.: Химия. 1981.
20. Valencia J.L., Troncoso J., Peleteiro J., Carballo E., Romani L. Isobaric molar heat capacities of the ternary system dimethyl carbonate + p-xylene + n-decane // Fluid Phase Equilibria. 2005. № 232 (1-2). P. 207 – 213. https:// doi:10.1016/j.fluid.2005.03.026
21. Navarrete-Contreras S., Sánchez-Ibarra M., Barroso-Muñoz F. O., Hernández S., et al. Use of glycerol as entrainer in the dehydration of bioethanol using extractive batch distillation: Simulation and experimental studies. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2014. 77. P. 38 – 41. https:// doi:10.1016/j.cep.2014.01.003
22. Белоусов В.П., Морачевский А.Г. Теплоты смешения жидкостей. Л.: Химия. 1970. 256 с.
23. Жаров В.Т., Серафимов Л.А. Физико-химические основы дистилляции и ректификации. М: Химия, 1975. 240 с.
24. Раева В.М., Серафимов Л.А., Степанов В.Н. Нелокальные закономерности диаграмм изолиний скалярных свойств гомогенных трехкомпонентных смесей // Журнал физ. химии. 2011. № 85 (2). С. 605 – 612.
25. NIST Chemistry WebBook URL: https://webbook.nist.gov/