термодиффузионное разделение

ТЕРМОДИФФУЗИОННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ

основано на явлении термодиффузии: при наличии температурного градиента в газовой или жидкой смеси неск. компонентов возникает градиент их концентраций, что вызывает также обычную диффузию. Метод иллюстрируется на примере разделения нефтяных фракций.

Разделение осуществляют в термодиффузионной колонне, состоящей из двух коаксиальных цилиндров с зазором между ними 0,25–0,5 мм. Разделяемую смесь помещают в пространство между цилиндрами, один из которых нагревают до 120–130 °C, а другой охлаждают до 10–15 °C. При этом молекулы одних компонентов перемещаются к холодному цилиндру и в результате конвекции опускаются вниз; молекулы др. компонентов движутся к горячему цилиндру и концентрируются в верх. части колонны. Осн. закономерности процесса (установлены опытным путем), напр., для горячего цилиндра: 1) к нему переносится компонент с меньшими числом атомов С и температурой кипения; 2) при одинаковых температурах кипения к этому цилиндру перемещается компонент с большим молярным объемом; 3) при одинаковых молярных объемах и температурах кипения к данному цилиндру движется компонент с большей поверхностью молекул.

Разделению подвергают, как правило, сравнительно узкокипящие (20–50 °C) фракции. При термодиффузии, напр., смеси углеводородов после достижения в системе динамич. равновесия компоненты распределяются по высоте колонны след. образом: вверху концентрируются алканы, в средней части-моно- и бициклоалканы, внизу-полициклоалканы. Этот способ успешно используют преим. для препаративного разделения сложных смесей: близкокипящих компонентов (напр., 2,4-диметилпентана и циклогексана, температуры кипения которых различаются всего на 0,24 °C); циклоалканов по числу циклов с получением концентратов моно-, би- и циклоалканов; изомеров (напр., цис- и транс-декалинов) и т. д. Т.р. применяют также для др. целей, напр. для изотопов разделения. Невысокая производительность по сырью термодиффузионных колонн ограничивает возможности применения данного способа в промышленности.

^{Лит.: Грю К. Э., Иббс Т. Л., Термическая диффузия в газах, пер. с англ., М., 1956; Труды ВНИИ НП, в. 19. М., 1976, с. 32–43; Полякова А. А., Молекулярный масс-спектральный анализ органических соединений, М., 1983; Химия нефти и газа, под ред. В. И. Проскурякова, А. Е. Драбкиной, Л., 1989, с. 89–90. См. также лит. при статьях диффузия, изотопов разделение.}

_{А. А. Полякова}