Răcirea fluidelor vapori în scopul de condensare poate fi necesară în timpul distilării și distilarea solventului, în timpul reacției în solvenți cu punct de fierbere și altele asemenea. P., și folosind o varietate de frigidere cu apă de răcire. Unele dintre ele sunt prezentate în Fig. 43. Răcitoarele de apă au cavități (cămăși), în care este furnizată apă curgătoare.
Fig. 43. Frigidere cu răcire cu apă: un frigider Liebig cu un tub interior drept; b, c - răcitoare cu bile; г, д - frigidere cu răcire cu bobină; un frigider în formă de deget.
Vaporii care intră în frigider, care intră în contact cu suprafața rece, sunt răciți și condensați. Dacă se răcește într-o pereche frigider vine de sus, iar condensul curge în celălalt vas (receptor), de exemplu, în dispozitive pentru distilarea lichidelor (vezi. Fig. 67), frigiderul se numește în aval. Dacă vaporii vin de jos și condensul curge în același balon, unde se produce fierberea, frigiderul este numit unul din cele două. În principiu, oricare dintre frigidere poate fi utilizat, dacă este necesar, atât ca o coborâre cât și ca inversă. Cu toate acestea, în acest sens, nu toate construcțiile sunt echivalente. Frigiderele necesită de obicei o deschidere de fund mai largă; În cazul unei deschideri înguste cu fierbere intensă a lichidului, se observă adesea o "inundare".
Dacă există un pericol de fierbere bruscă a lichidului de spumare, care poate duce la eliberarea acestuia, este preferat un frigider cu răcire în bobină, deoarece acesta asigură cel mai mare volum de rezervă.
Atunci când se folosesc frigidere descendente, trebuie avut grijă ca condensul să curgă neîngrădit în vasul de recepție. Dacă, de exemplu, un răcitor de castron este instalat la un unghi mic față de orizont, o cantitate de lichid se acumulează în bile, ceea ce afectează fracționarea acestuia. Pentru a împiedica acest lucru, frigiderul este instalat vertical (vezi Figura 69) sau utilizați un frigider cu bile în formă de con (Figura 43, c).
Cu orice metodă de instalare a frigiderului, apa trebuie furnizată dinspre partea inferioară și curge de sus, adică, astfel încât tricoul este întotdeauna umplut. Atunci când alegeți un frigider, trebuie să țineți cont și de performanța sa - cantitatea de vapori pe care o va condensa pe unitatea de timp. Productivitatea frigiderului este mai mare, cu atât suprafața schimbătoarelor de căldură este mai mare și timpul de contact al vaporilor cu suprafața rece (adică, cu cât este mai mică viteza vaporilor). Productivitatea crește odată cu creșterea diferenței dintre temperatura de condensare a vaporilor răciți și temperatura apei de răcire și, de asemenea, la o anumită limită, cu o creștere a vitezei mișcării apei.
Din cele de mai sus rezultă că frigiderele Liebig au cea mai mică capacitate cu dimensiuni egale (figura 43, a). Ele sunt utilizate în principal pentru condensarea vaporilor lichizi cu punct de fierbere ridicat la debite mici. Diametrul interior al tubului de vapori trebuie să fie de cel puțin 7-8 mm; Designul cu o frunte mai îngustă ar trebui considerat nereușit - în acest caz este necesar să folosiți frigidere cu o lungime prea lungă.
Foarte eficiente sunt frigiderele cu răcire serpentină (Figura 43, d, d): viteza vaporilor din ele este foarte mică, iar suprafața de răcire este semnificativă. La dimensiuni relativ mici, ele se confruntă cu condensarea unui număr mare de vapori de solvenți foarte volatili, de exemplu eter. Pentru a crește productivitatea, astfel de frigidere sunt uneori furnizate și cu un jachet de răcire.
Fig. 41. Instalații de fierbere a lichidelor, echipate cu bile (o) și degete (b
Fig. 45. Răcitoare de aer.
Frigiderele în formă de frig (Figura 43, f) sunt atractive pentru compactitatea lor. În Fig. 44 prezintă instalații pentru prepararea lichidelor în stare de fierbere, echipate cu frigidere de tip minge și deget.
Frigiderele în formă de frig sunt uneori scufundate în masa de reacție dacă răcirea externă este insuficientă, de exemplu, în procese cu un efect exotermic mare. Frigiderele în formă de frig sunt de asemenea utilizate pe scară largă în dispozitivele pentru sublimarea substanțelor (vezi Figura 82).
Pentru condensarea vaporilor cu o temperatură mai mare de 150 ° C, răcirea cu apă nu poate fi utilizată - datorită unei căderi puternice a temperaturii, sticla poate exploda. 13 astfel de cazuri utilizează un răcitor de aer (pnc 45), care este un tub de sticlă de o lungime suficientă, cu două secțiuni la capete. Este, de asemenea, posibil să recomandăm frigiderele cu o jachetă, numai pentru răcire nu este apă, ci aer, care este permisă prin cămașa cu o pompă cu jet de apă.
Flacoanele cu lichide sunt răcite convenabil printr-un curent de apă peste o pâlnie chimică convențională (Figura 46). Lichidele din vase diferite sunt de obicei răcite în băi de apă rece.
Pentru o schimbare constantă a băii de apă sunt furnizate dispozitive de reaprindere. Puteți face fără circulația apei în baie - în acest caz, când apa este încălzită, se adaugă bucăți de gheață. Dacă este necesar să se răcească soluții apoase și suspensii, uneori gheața pură este injectată direct în masă, aceasta este permisă numai în cazul în care o diluție mică nu afectează rezultatul final. Dacă acest lucru este anticipat în avans, se adaugă mai puțină apă la masa de reacție, respectiv.
Pentru a obține temperaturi sub 0 ° C, se folosesc diferite amestecuri de răcire pe bază de gheață sau zăpadă. Un amestec de 3% h. gheață și 1 greutate. h. de sare, cu condiția ca gheața să fie măcinată în prealabil și componentele sunt bine amestecate, dă o temperatură de aproximativ -20 ° C. Temperatura până la -55 ° C poate fi obținută prin amestecarea a 3% în greutate. h de clorură de calciu cristalină (dar nu anhidră) cu 2% în greutate. h. gheață. Compoziția amestecurilor cu alte săruri și temperaturile obținute la utilizarea lor pot fi găsite în tabele speciale.
Convenabil și un amestec de acid și zăpadă. Astfel, un amestec de cantități egale de zăpadă și prerăcit la 0 ° C cu acid clorhidric concentrat dă răcire la -37 O C. Pentru temperaturi scăzute folosesc bioxid de carbon solid ( „gheata uscata“).
Fig. 46. Răcirea balonului cu un curent de apă.
Fig. 47. Condensatorul răcit cu dioxid de carbon solid.
Baia de răcire este umplut nu mai mult de 1/3 din volumul bucăților de „gheață uscată“, și se adaugă cu atenție încetul cu solvent organic puțin, de exemplu, cloroform sau acetonă, astfel încât „gheata uscata“ a fost complet sub stratul de lichid. Astfel de băi permit răcirea la -77 ° C. Ca și consumul de "gheață uscată", acesta trebuie adăugat la baie în bucăți mici. Astfel de amestecuri sunt utile pentru echiparea condensatoarelor cu lichide cu punct de fierbere scăzut (figura 47). Frigiderele pot fi atât în jos, cât și înapoi. Dioxidul de carbon solid este indispensabil în capcanele pentru uscarea și purificarea gazelor (a se vedea figura 18), instalate, de exemplu, în fața pompelor de ulei.
"Gheața uscată" în bucăți este depozitată într-o pungă de țesut plasată într-un vas mare Dewar. Uneori, în acest scop folosesc sertare speciale, cu grosimea peretelui de spumă de cel puțin 10 cm. „Zăpadă“ de dioxid de carbon este ușor de obținut prin eliberarea rapidă a gazului din cilindru la panza sau geanta panza este ferm atașat la priză. Supapa balonului, întoarsă cu capul în jos de gât, trebuie deschisă cât mai mult posibil. Pentru a evita înfundarea porilor țesăturii cu cristale formate peste pungă, se recomandă o lovire puternică. "Zăpada uscată" nu este supusă depozitării, este primită prin mijloace de necesitate și utilizată imediat.
Pentru unele lucrări în laboratoarele chimice este necesară o răcire mai profundă, obținută cu ajutorul azotului lichid. Cu toate acestea, manipularea necesită precauții speciale, descrise în manuale speciale.
Când răcirea este același principiu ca atunci când este încălzit: pentru a schimba uniform temperatura temperaturii masei de reacție, ar trebui să fie agitată mai intens, cu atât mai mare este diferența de temperatură dintre pereții interiori și exteriori ai vasului. Cu toate acestea, ar trebui evitată în orice caz stingerea. Vasul fierbinte este mai întâi răcit în aer, apoi cu apă de la robinet și apoi cu amestecuri de răcire. Pentru a preveni fluxul neproductiv al amestecului de răcire, băile trebuie izolate cu atenție cu capace de pâslă, vată de bumbac, așchii de plută etc.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: