WikiDer > Рефлюкс

Reflux
Эта статья об использовании рефлюкса в химической технологии и химии. Для другого использования см. Рефлюкс (значения).
Система орошения в типичной промышленной ректификационной колонне

Рефлюкс это техника, включающая конденсация паров и возврат этого конденсата в систему, из которой он возник. Используется в промышленных[1] и лаборатория[2] дистилляции. Он также используется в химия поставлять энергия к реакции в течение длительного периода времени.

Рефлюкс в промышленной дистилляции

Период, термин рефлюкс[1][3][4] очень широко используется в отраслях, где используются крупномасштабные ректификационные колонны и фракционаторы Такие как нефтеперерабатывающие заводы, нефтехимический и химические заводы, и натуральный газ перерабатывающие предприятия.

В этом контексте флегма относится к части жидкого продукта верхнего погона из дистилляционной колонны или ректификационной колонны, которая возвращается в верхнюю часть колонны, как показано на схематической диаграмме типичной промышленной дистилляционной колонны. Внутри колонны стекающая орошающая жидкость обеспечивает охлаждение и конденсация паров, поднимающихся вверх, тем самым увеличивая эффективность дистилляционной колонны.

Чем больше рефлюкса обеспечено данное количество теоретические тарелки, тем лучше колонка отделяет низкокипящие материалы от высококипящих. И наоборот, для заданного желаемого разделения, чем больше флегмы обеспечивается, тем меньше требуется теоретических тарелок.[5]

Рефлюкс в химических реакциях

Лабораторный дефлегматор для нагрева химической реакции

Смесь реагенты и растворитель помещается в подходящий сосуд, например круглодонная колба. Этот сосуд подключен к водяному охлаждению. конденсатор, который обычно открыт для атмосферы наверху. Реакционный сосуд нагревают, чтобы кипятить реакционная смесь; пары, образующиеся из смеси, конденсируются в конденсаторе и возвращаются в емкость под действием силы тяжести. Цель состоит в том, чтобы термически ускорить реакцию, проводя ее при повышенной контролируемой температуре (т.е. растворительс точка кипения) и атмосферного давления без потери большого количества смеси.[6]

На схеме показан типичный рефлюксный аппарат. Он включает водяная баня для косвенного нагрева смеси. Как много используемых растворителей легковоспламеняющийся, прямой нагрев с бунзеновская горелка обычно не подходит, и альтернативы, такие как водяная баня, масляная ванна, песочная ванна, электрическая плита или же нагревательный кожух работают.[6]

Рефлюкс в лабораторной дистилляции

Лабораторный аппарат, использующий орошение для снабжения энергией химических реакций. An колба Эрленмейера используется как приемная колба. Здесь головка перегонки и колонна фракционирования объединены в одно целое.

Аппарат, показанный на схеме, представляет собой периодическую перегонку, а не непрерывная перегонка. Перегоняемая жидкая исходная смесь помещается в круглодонную колбу вместе с несколькими противоударные гранулы, а колонна фракционирования вставляется в верхнюю часть. Когда смесь нагревается и закипает, пар поднимается вверх по колонне. Пар конденсируется на стеклянных платформах (известных как тарелки или тарелки) внутри колонны и стекает обратно в жидкость внизу, тем самым возвращая восходящий поток дистиллятного пара. Самый горячий лоток находится в нижней части колонки, а самый холодный лоток - вверху. В установившемся режиме пар и жидкость на каждой тарелке находятся на равновесие. Только самые летучие пары остаются в газообразный форма до самого верха. Затем пар в верхней части колонны переходит в конденсатор, где он охлаждается, пока не превратится в жидкость. Разделение можно усилить, добавив больше лотков (с практическим ограничением тепла, потока и т. Д.). Процесс продолжается до тех пор, пока все наиболее летучие компоненты жидкого сырья не выкипят из смеси. Эту точку можно определить по повышению температуры, показанному на термометре. За непрерывная перегонка, кормовая смесь поступает в середину колонны.

Рефлюкс при перегонке напитков

Контролируя температуру конденсатора, часто называемого дефлегматором, рефлюкс еще может использоваться для обеспечения того, чтобы компоненты с более высокой точкой кипения возвращались в колбу, а более легкие элементы выводились во вторичный конденсатор. Это полезно для получения высококачественных Алкогольные напитки, гарантируя, что менее желательные компоненты (такие как сивушные спирты) возвращаются в основную колбу. Для высококачественных нейтральных спиртных напитков (например, водка), или ароматизированных спиртных напитков после дистилляции (джин, абсент), процесс многократной дистилляции или угольной фильтрации может быть применен для получения продукта, в котором отсутствует какое-либо предположение о его исходном исходном материале для ферментация. Геометрия перегонного куба также играет роль в определении степени рефлюкса. В горшок еще, если труба, идущая от котла к конденсатору, Лайн рука, направлен вверх, больше жидкости будет иметь возможность конденсироваться и течь обратно в котел, что приведет к увеличению орошения. Типичные результаты могут увеличить производительность на 50% по сравнению с обычным конденсатором червячного типа. Добавление медного «кипящего шара» на пути создает зону, в которой расширение газов в шар вызывает охлаждение и последующую конденсацию и обратный поток. В столбец ещедобавление инертных материалов в колонну (например, насадки) создает поверхности для ранней конденсации и приводит к увеличению флегмы.

Рефлюкс в биохимии

Концентрированный раствор цианид аммония, кипятят несколько дней, дает аденин, компонент ДНК. Это дает ключ к разгадке происхождения жизни на Земле.[7]

Галерея

  • Толуол сливается с натрий-бензофенон осушитель перед дистилляцией с получением чистого толуола, не содержащего кислорода и воды.

  • Промышленные ректификационные колонны, все из которых используют орошение

  • Аппарат органического синтеза с использованием орошения

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Кистер, Генри З. (1992). Дизайн дистилляции (1-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-034909-6.
  2. ^ Крелл, Эрих. (1982). Справочник по лабораторной дистилляции: с введением в опытную установку дистилляции ([3-е] полностью перераб. 2-е изд.). Амстердам: научный паб Elsevier. Co. ISBN 978-0-08-087549-1. OCLC 305628802.
  3. ^ Перри, Роберт Х. и Грин, Дон В. (1984). Справочник инженеров-химиков Перри (6-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-049479-7.
  4. ^ Кинг, К. Джадсон (Кэри Джадсон), 1934- (1980). Процессы разделения (2-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-034612-7. OCLC 4882985.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  5. ^ Таулер, Гэвин П. (2008). Химико-технологическое проектирование: принципы, практика и экономика проектирования заводов и технологических процессов. Синнотт, Р. К. Амстердам: Elsevier / Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-055695-6. OCLC 191735762.
  6. ^ а б "Что такое рефлюкс?". Университет Торонто Скарборо - химия онлайн. Получено Двадцать первое октября, 2017.
  7. ^ Ленингер, Альберт Л. (2005). Принципы биохимии Ленингера. Нельсон, Дэвид Л. (Дэвид Ли), 1942-, Кокс, Майкл М. (Четвертое изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен. ISBN 0-7167-4339-6. OCLC 55476414.

дальнейшее чтение