RAS Chemistry & Material ScienceТеоретические основы химической технологии Theoretical Foundations of Chemical Engineering

  • ISSN (Print) 0040-3571
  • ISSN (Online) 3034-6053

Структурный анализ фазовой диаграммы и оценка возможности ректификации многокомпонентных смесей

PII
10.31857/S0040357124010105-1
DOI
10.31857/S0040357124010105
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 58 / Issue number 1
Pages
78-87
Abstract
Теоретические основы химической технологии, Структурный анализ фазовой диаграммы и оценка возможности ректификации многокомпонентных смесей
Keywords
Date of publication
21.02.2024
Year of publication
2024
Number of purchasers
0
Views
30

References

  1. 1. Тимофеев В.С., Серафимов Л.А., Тимошенко А.В. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2010.
  2. 2. Жаров В.Т., Серафимов Л.А. Физико-химические основы дистилляции и ректификации. Л.: Химия, 1975.
  3. 3. Gmehling J., Kleiber M. Vapor–liquid equilibrium and physical properties for distillation. In: Gorak, A., Sorensen, E. (eds.) Distillation: Fundamentals and Principles, Elsevier, London. 2014.
  4. 4. Kiss A.A. Advanced distillation technologies: design. Wiley, Chichester. 2013.
  5. 5. Doherty M.F., Malone M.F. Conceptual design of distillation systems. McGraw-Hill, NY. 2001.
  6. 6. Фролкова А.К. Разделение азеотропных смесей. Физико-химические основы и технологические приемы. М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС. 2010.
  7. 7. Клаузнер П.С., Рудаков Д.Г., Анохина Е.А., Тимошенко А.В. Применение схем неадиабатической экстрактивной ректификации с предварительным отделением азеотропообразующих компонентов для разделения смеси ацетон-толуол-н-бутанол // Тонкие химические технологии. 2023. Т. 18. № 2. С. 83. https://doi.org/10.32362/2410–6593–2023–18–2–83–97 [Klauzner P.S., Rudakov D.G., Anokhina E.A., Timoshenko A.V. Application of diabatic extractive distillation schemes with preliminary separation of azeotropic components for separation of acetone-toluene-n-butanol mixture // Fine Chem. Technol. 2023. V. 18. № 2. P. 83. https://doi.org/10.32362/2410–6593–2023–18–2–83–97].
  8. 8. Тойкка А.М., Самаров А.А., Тойкка М.А. Фазовое и химическое равновесие в многокомпонентных флюидных системах с химической реакцией // Успехи химии. 2015. Т. 84. № 4. С. 378–392. https://doi.org/10.1070/RCR4515 [Toikka A.M., Samarov A.A., Toikka M.A. Phase and chemical equilibria in multicomponent fluid systems with a chemical reaction // Russ. Chem. Rev. 2015. V. 84. № 4. P. 378–392. https://doi.org/10.1070/RCR4515].
  9. 9. Фролкова А.К., Фролкова А.В., Раева В.М., Жучков В.И. Особенности ректификационного разделения многокомпонентных смесей // Тонкие химические технологии. 2022. Т. 17. № 2. С. 87. https://doi.org/10.32362/2410–6593–2022–17–2–87–106 [Frolkova A.K., Frolkova A.V., Raeva V.M., Zhuchkov V.I. Features of distillation separation of multicomponent mixtures // Fine Chem. Technol. 2022. V. 17. № 2. P. 87. https://doi.org/10.32362/2410–6593–2022–17–2–87–106].
  10. 10. Caballero J.A., Grossmann I.E. Design of distillation sequences: from conventional to fully thermally coupled distillation systems // Computers & chemical engineering. 2004. V. 28. № 11. P. 2307. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2004.04.010
  11. 11. Khalili-Garakani A., Ivakpour J., Kasiri N. Three-component distillation columns sequencing: including configurations with divided-wall columns // Iran. J. Oil & Gas Sci. Technol. 2016. V. 5. № 2. P. 66. https://doi.org/10.22050/ijogst.2016.15799
  12. 12. Пешехонцева М.Е., Маевский М.А., Гаганов И.С., Фролкова А.В. Области энергетического преимущества схем разделения смесей, содержащих компоненты с близкими летучестями // Тонкие химические технологии. 2020. Т. 15. № 3. С. 7. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-3-7-20 [Peshekhontseva M.E., Maevskiy M.A., Gaganov I.S., Frolkova A.V. Areas of energy advantage for flowsheets of separation modes for mixtures containing components with similar volatilities // Fine Chem. Technol. 2020. V. 15. № 3. P. 20. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-3-7-20].
  13. 13. Фролкова А.В., Охлопкова Е.А., Фролкова А.К. Термодинамико-топологический анализ структуры фазовой диаграммы пятикомпонентной системы и синтез схемы разделения смеси органических продуктов // Химия и технология органических веществ. 2020. Т. 16. № 4. C. 15.
  14. 14. Фролкова А.В., Ососкова Т.Е., Фролкова А.К. Термодинамико-топологический анализ фазовых диаграмм четырехкомпонетных систем с внутренними особыми точками // Теорет. основы хим. технологии. 2020. Т. 54. № 2. C. 289. https://doi.org/10.31857/S0040357120020049 [Frolkova A.V., Ososkova T.E., Frolkova A.K. Thermodynamic and topological analysis of phase diagrams of quaternary systems with internal singular points // Theor. Found. Chem. Eng. 2020. Т. 54. № 3. С. 407. https://doi.org/10.31857/S0040357120020049].
  15. 15. Zhuchkov V.I., Malyugin, A.A., Frolkova A.V., Frolkova A.K. Double Ternary Azeotrope in the Benzene + Perfluorobenzene + Water System at 101 kPa // J. Chem. Eng. Data. 2020.V 65. P. 2002. https://doi.org/10.1021/acs.jced.9b01149
  16. 16. Frolkova A.V., Zhuchkov V.I., Frolkova A.K. Experimental evidence for double quaternary azeotropy existence. Entropy. 2023. V. 25. P. 980. https://doi.org/10.3390/e25070980
  17. 17. Серафимов Л.А. Термодинамико-топологический анализ и проблемы разделения многокомпонентных полиазеотропных смесей // Теор. основы хим. технологии. 1987. Т. 21. № 1. С. 74–85.
  18. 18. Серафимов Л.А. Термодинамико-топологический анализ диаграмм гетерогенного равновесия многокомпонентных смесей // Журн. физ. химии. 2002. Т. 76. № 8. С. 1351. [Serafimov L.A. Thermodynamic and topological analysis of heterogeneous equilibrium diagrams of multicomponent mixtures // Russ. J. Phys. Chem. 2002. V. 76. № 8. P. 1211].
  19. 19. Серафимов Л.А. Современное состояние термодинамико-топологического анализа фазовых диаграмм // Теор. основы хим. технологии. 2009. Т. 43. № 3. C. 284. https://doi.org/10.1134/S0040579509030051 [Serafimov L.A. State of the art in the thermodynamic and topological analysis of phase diagrams // Theor. Found. Chem. Eng. 2009. V. 43. № 3. С. 268. https://doi.org/10.1134/S0040579509030051].
  20. 20. Млодзеевский А.Б. Геометрическая термодинамика. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1956.
  21. 21. Toikka A.M., Jenkins J.D. Conditions of thermodynamic equilibrium and stability as a basis for the practical calculation of vapour–liquid equilbria. // Chem. Eng. J. 2002. V. 89. № 1–3. P. 1–27.
  22. 22. Safrit B.T., Westerberg A.W. Algorithm for generating the distillation regions for azeotropic multicomponent mixtures // Ind. Eng. Chem. Res. 1997. V. 36. P. 1827. https://doi.org/10.1021/ie960344r
  23. 23. Ahmad B.S., Zhang Y., Barton P.I. Product sequences in azeotropic batch distillation // AIChE J. 1998. V. 44. № 5. P. 1051.
  24. 24. Rooks R.E., Doherty M.F., Malone M.F., Julka V. Structure of distillation regions for multicomponent azeotropic mixtures // AIChE J. 1998. V. 44. № 6. P. 1382.
  25. 25. Popken T., Gmehling J. Simple method for determining the location of distillation region Boundaries in quaternary systems // Ind. Eng. Chem. Res. 2004. V. 43. P. 777. https://doi.org/10.1021/ie030303c.
  26. 26. Hegely L., Lang P. A new algorithm for the determination of product sequences in azeotropic batch distillation // Ind. Eng. Chem. Res. 2011. V. 50. № 22. P. 12757. https://doi.org/10.1021/ie2016575
  27. 27. Blagov S., Hasse H. Topological analysis of vapor–liquid equilibrium diagrams for distillation process design // Phys. Chem. Chem. Phys. 2002. № 4. P. 896. https://doi.org/10.1039/b109541b
  28. 28. Серафимов Л.А., Фролкова А.В., Медведев Д.А., Семин Г.А. Определение структуры диаграммы четырехкомпонентной смеси на основе ее развертки // Теорет. основы хим. технологии. 2012. Т. 46. № 2. С. 154. https://doi.org/10.1134/S0040579512020108 [Serafimov L.A., Frolkova A.V., Medvedev D.V., Semin G.A. Determining the structure of the distillation line diagram from its geometric development for four-component mixtures // Theor. Found. Chem. Eng. 2012. Т. 46. № 2. С. 120. https://doi.org/10.1134/S0040579512020108].
  29. 29. Serafimov L.A., Frolkova A.V. Determination of vapor-liquid equilibrium diagrams of multicomponent systems // Chem. Pap. 2016. V.70. № 12. P. 1578. https://doi.org/10.1515/chempap-2016-0091
  30. 30. Гаганов И.С., Белим С.С., Фролкова А.В., Фролкова А.К. Разработка схем разделения смеси получения фенола на основе анализа диаграмм фазового равновесия // Теор. основы хим. технологии. 2023. Т. 57. № 1. С. 38. https://doi.org/10.31857/S0040357123010049 [Gaganov I.S., Belim S.S., Frolkova, A.V., Frolkova A.K. Development of flowsheet of separation of a phenol production mixture based on the analysis of phase equilibrium diagrams // Theor. Found. Chem. Eng. 2023 V. 57. № 1. P. 35. https://doi.org/10.31857/S0040357123010049]
  31. 31. Баутин Н.Н., Леонтович Е.А. Методы и приемы качественного исследований динамических систем на плоскости. 2-е изд. доп. М.: Наука, 1990.
  32. 32. Zhuchkov V.I., Frolkova A.K. Heteroazeotropy in benzene–perfluorobenzene–water ternary system // Book of abstracts XX International conference of chemical thermodynamics in Russia (RCCT-2015), June 22–26, 2015. Nizhni Novgorod, p. 321.
  33. 33. Фролкова А.К., Серафимов Л.А., Фролкова А.В., Шаронова Е.А. Топологический анализ диаграмм расслаивания многокомпонентных систем с бинодальными многообразиями закрытого типа // Теорет. основы хим. технологии. 2012. Т. 46. № 1. С. 49. https://doi.org/10.1134/S0040579512010046 [Frolkova A.K., Serafimov L.A., Frolkova A.V., Sharonova E.A. Enumeration of boundary constituents of the phase separation diagrams of multicomponent systems: systems with closed-type binodal manifolds // Theor. Found. Chem. Eng. 2012. Т. 46. № 1. С. 44. https://doi.org/10.1134/S0040579512010046].
  34. 34. Серафимов Л.А., Фролкова А.К., Раева В.М. Изомерия как общенаучное понятие // Вестник МИТХТ. 2011. Т. 6. № 6. С. 54.
  35. 35. Фролкова А.К., Крупинова О.Н., Серафимов Л.А. Исследование гомологических рядов разделительных комплексов, основанных на кривизне разделяющего многообразия // Хим. пром. 1999. № 7. С. 33.
  36. 36. Фролкова А.В., Фролкова А.К., Жучков В.И., Махнарылова Е.Г. Гомология и изомерия структур фазовых диаграмм и технологических схем ректификации // Теор. основы хим. технологии. 2020. Т. 54. № 5. С. 544. https://doi.org/10.31857/S0040357120050061 [Frolkova A.V., Frolkova A.K., Zhuchkov V.I., Makhnarilova Y.G. Homology and isomerism of the structures of phase diagrams and distillation flowsheets // Theor. Found. Chem. Eng. 2020. V. 54. № 5. С. 818. https://doi.org/10.31857/S0040357120050061].
  37. 37. Решетов С.А. Предсинтез схем ректификации многокомпонентных полиазеотропных смесей. М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС. 2014.
  38. 38. Torres G., Apesteguia C.R., Cosimo J.I. Di. One-step methyl isobutyl ketone (MIBK) synthesis from 2-propanol: Catalyst and reaction condition optimization // Appl. Catal., A. 2007. V. 317. P. 161. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2006.10.010
  39. 39. Zhigang L., Jianwei L., Chengyue L., Biaohua C. Improvement of separation process of synthesizing MIBK by the isopropanol one-step method // Korean J. Chem. Eng. 2006. V. 23. № 2. P. 264. https://doi.org/10.1007/BF02705725
  40. 40. Cosimo J.I. D., Torres G., Apesteguia C. R One-step MIBK synthesis: a new process from 2-propanol // J. Catal. 2002. V. 208. P. 114. https://doi.org/10.1006/jcat.2002.3551
  41. 41. Mayevskiy M.A., Frolkova A.V., Frolkova A.K. Separation and purification of methyl isobutyl ketone from acetone+ isopropanol+ water+ methyl isobutyl ketone + methyl isobutyl carbinol + diisobutyl ketone mixture // ACS Omega. 2020. V. 5. № 39. P. 25365. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c03718
  42. 42. Клейменова М.Н., Комарова Л.Ф., Лазуткина Ю.С. Технология переработки жидких отходов растворителей в производстве кремнийорганических эмалей // Экология и промышленность России. 2014. № 4. С. 11.
  43. 43. Клейменова М.Н., Комарова Л.Ф., Лазуткина Ю.С. Создание ресурсосберегающих технологий в производстве кремнийорганических эмалей на основе ректификации. // Химия в интересах устойчивого развития. 2013. № 21. С. 211.
  44. 44. Carotenuto G., Tesser R., Di Serio M., Santacesaria E. Kinetic study of ethanol dehydrogenation to ethyl acetate promoted by a copper/copper-chromite based catalyst // Catalysis Today. 2013. V. 203. P. 202. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2012.02.054
  45. 45. Семёнов И.П., Писаренко Ю.А., Фролкова А.К. Разделение реакционной смеси процесса получения этилацетата дегидрированием этанола // Теор. основы хим. технологии. 2017. Т. 51. № 4. С. 411. https://doi.org/10.7868/S0040357117030113 [Semenov I.P., Pisarenko Y.A., Frolkova A.K. Separation of a reaction mixture of ethyl acetate production via ethanol dehydrogenation. Theor. Found. Chem. Eng. // 2017. Т. 51. № 4. С. 418. https://doi.org/10.7868/S0040357117030113].
  46. 46. Серафимов Л.А., Фролкова А.К., Фролкова А.В. Интегральные инварианты Пуанкаре и разделяющие многообразия диаграмм открытого равновесного испарения // Теор. основы хим. технологии. 2013. Т. 47. № 2. С. 168. https://doi.org/10.7868/S004035711206022X [Serafimov L.A., Frolokova A.K., Frolkova A.V. Poincaré integral invariants and separating manifolds of equilibrium open evaporation diagrams // Theor. Found. Chem. Eng. 2013. Т. 47. № 2. С. 124. https://doi.org/10.7868/S004035711206022X].
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library