Кіріспе

Зеотроптық қоспа немесе азеотроптық емес қоспа – әр түрлі қайнау нүктесі бар сұйық компоненттерден тұратын қоспа. Мысалы, азот, метан, этан, пропан және изобутан зеотроптық қоспаны құрайды. Қоспадағы жекелеген заттар бір зат сияқты бірдей температурада буланбайды немесе конденсацияланбайды. Басқаша айтқанда, қоспа температуралық градиентке ие, себебі фазалық өзгеріс тұрақты температурада емес, шамамен төрт-жеті градус Цельсий диапазонында жүзеге асады. Зеотроптық қоспалар үшін «көпіршік» (қайнау) қисығындағы температуралар жеке компоненттердің қайнау температуралары аралығында болады. Зеотроптық қоспа қайнатылғанда немесе конденсацияланғанда, сұйық және будың құрамы қоспаның температуралық құрамы диаграммасына сәйкес өзгереді. Заттар қоспасында көпіршік нүктесі – қаныққан сұйықтықтың температурасы, ал қаныққан будың температурасы – шөл нүктесі деп аталады. Зеотроптық қоспаның температуралық құрамы диаграммасының көпіршік және шөл сызықтары қиылыспағандықтан, оның сұйық фазасындағы компоненттердің мөлшері газ фазасындағыдан өзгеше болады. Азеотроптық және зеотроптық қоспалар температуралық құрамы графигінде әр түрлі шөл және көпіршік қисықтарына ие. Бұл азеотроптық қоспаның тұрақты қайнау температурасымен байланысты.

Ядролық бассейннің қайнау

Сеотроптық қоспалардың бассейнде қайнау сипаттамалары таза қоспалардан өзгеше. Зеотроптық қоспалар мен таза сұйықтықтардың критикалық жылу ағындары да әртүрлі болады.

Дестилляция

Дистилляцияның ең тиімді түрі – цеотроптық қоспаларды қолдану. Әрбір дистилляция бағанасында, бастапқы сұйықтық (қоректік құрам деп аталады) бағананың ортасына жіберілген кезде, таза компоненттер бағананың жоғарғы бөлігінде (түзеткіш бөлімінде) және төменгі бөлігінде (алып тастау бөлімінде) түзіледі. Жүйенің бір бөлігіндегі температураны бақылау Pinch технологиясы арқылы жүзеге асырылады. Бұл энергияны үнемдеуге бағытталған әдістер цеотроптық қоспаларды өнеркәсіптік дистилляцияда кеңінен қолданады: шикі мұнайды тазарту үшін қосымша бағаналар пайдаланылады, ал негізгі және қосымша бағаналарды біріктіру тәжірибесі жиі кездеседі. Зерттеулер галогендік тоңазытқыштардың орнына цеотроптық қоспаларды қолдануды ұсынады, себебі гидрохлорофторкарбондар (ХКФК) мен хлорофторкарбондар (ХФК) озон қабатына және жаһандық жылынуға зиянды әсер етеді. Дегенмен, цеотроптық қоспаларды қолдануда кейбір техникалық қиындықтар бар. Жоғары қайнау температураларына байланысты, цеотроптық жұмыс сұйықтықтары Ранкин циклының төмен температурасында таза заттарға қарағанда энергияның жоғары мөлшерін береді. Цеотроптық қоспаларды қолданатын тазалау процестеріне косольвенттік және бисольвенттік процестер жатады. Бірінші сұйықтық – сольватор, ол тазалау процесінде топырақты ерітеді. Бұл сұйықтық – төмен қайнау температурасы және жүйедегі жұмыс температурасынан жоғары тұтану температурасы бар органикалық еріткіш. Еріткіш маймен араласқаннан кейін, екінші сұйықтық – гидрофторэфирлі (HFE) шаю құралы, сольваторды шайып тастайды. Сольватор тұтанатын болуы мүмкін, себебі оның HFE-мен қоспасы тұтанатын емес. Бисольвенттік тазалау процестерінде шаю құралы сольватордан бөлінеді. Бұл сольватор мен шаю құралдарын тиімдірек етеді, өйткені олар сұйылтылмайды. Косольвенттік жүйелер ауыр майлар, балауыздар, майлар және саусақ іздері үшін қолданылады және таза немесе азеотроптық еріткіштерді қолданатын процестерге қарағанда ауыр топырақты жақсырақ жояды. Косольвенттік жүйелердің артықшылығы – әртүрлі тазалау мақсаттарына жету үшін цеотроптық қоспадағы компоненттердің әртүрлі пропорцияларын қолдану мүмкіндігі. Мысалы, қоспадағы сольватордың үлесін арттыру еріткіштік қабілетін арттырады, сондықтан ол ауыр топырақты жою үшін қолданылады. Жүйенің жұмыс температурасы қоспаның қайнау температурасына, ал ол өз кезегінде осы агенттердің цеотроптық қоспадағы құрамына байланысты. Цеотроптық қоспалардың қайнау температуралары әртүрлі болғандықтан, тазалау және шаю резервуарларында тазалау және сольватор агенттерінің әртүрлі арақатынастары болады. Төмен қайнау температурасы бар сольватор, агенттер арасындағы қайнау температурасының айырмашылығына байланысты шаю резервуарында табылмайды.

Зеотроптық еріткіштердің мысалдары

HFC 43 10mee құрамындағы қоспалар тазарту жүйелерінде CFC 113 және перфторкөміртегі (PFC) еріткіштерін алмастыра алады, себебі HFC 43 10mee CFC 113 және PFC-ден өзгеше, озон қабатына зиян келтірмейді. Әртүрлі тазалау мақсаты үшін HFC 43 10mee-нің әр түрлі қоспалары саудада қолжетімді. Тазалау процестеріндегі зеотроптық еріткіштердің мысалдары: HFC 43 10mee және гексаметилдизилоксанның зеотроптық қоспалары силиконды ерітеді және поликарбонаттармен және полиуретанмен өте үйлесімді. Оларды медициналық құрылғылардан силикон майлауын жою үшін қолдануға болады. HFC 43 10mee және изопропанолдың зеотроптық қоспалары кеуекті беттері жоқ материалдардан иондарды және суды кетіре алады. Бұл зеотроптық қоспа сіңіру арқылы кептіруге көмектеседі. HFC 43 10mee, фторлы беттік белсенді заттар және антистатикалық қоспалардың зеотроптық қоспалары энергияны тиімді пайдаланатын және экологиялық тұрғыдан қауіпсіз кептіру сұйықтықтары болып табылады, олар дақсыз кептіруді қамтамасыз етеді.