ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Равновесие в процессах экстракции из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии Издание третье" Однако на практике зависимость (13.5) довольно редко соответствует равновесию даже в первом приближении, так как коэффициент распределения г в действительности не является величиной постоянной он зависит не только от природы взаимодействующих веществ, температуры и давления, но и от концентраций. Поэтому линия равновесия в системе координат X—у имеет форму кривой Ур = Цх). Величина г з определяется для каждого конкретного случая опытным путем. [c.320] Треугольная диаграмма. При частичной взаимной растворимости фаз О и L каждая из фаз при экстракции будет представлять собой трехкомпонентный раствор, состав которого невозможно отложить на диаграмме с координатами х—у. Составы таких трехкомпонентных фаз удобно представить в треугольной системе координат — на так называемой треугольной диаграмме (рис. 13.2). [c.320] Вершины равностороннего треугольника I, О п М обозначают чистые компоненты растворитель исходного раствора Ь, экстрагент О и распределяемое вещество М. Каждая точка на сторонах ЬМ, МО и 01 соответствует составу двухкомпонентных растворов. [c.320] Каждая точка на площади внутри диаграммы соответствует составу трехкомпонентного раствора (или тройной смеси). Для отсчета содержания каждого компонента в растворе на сторонах диаграммы нанесены шкалы, причем длина каждой стороны принята за 100% (массовых, объемных или мольных) или за единицу. [c.321] Состав раствора или смеси определяется длиной отрезков, проведенных параллельно каждой из сторон треугольника до пересечения с двумя другими. Так, точка N характеризует тройную смесь, состоящую из 20% растворителя Ь, 50% растворителя О и 30% распределяемого вещества М. [c.321] Изображение процессов разбавления на треугольной диаграмме. [c.321] На треугольной диаграмме можно изобразить процессы изменения состава трехкомпонентных смесей. Если, например, к раствору, соответствующему точке N (рис. 13.3,а), прибавлять компонент М, то отношение содержаний компонентов О и Ь не изменяется. Точки, отвечающие этим растворам, находятся на прямой ЫМ и тем ближе к вершине М треугольника, чем богаче становится смесь компонентом М. [c.321] Разбавление смеси N растворителем О характеризует линия N0 (рис. 13.3, а). [c.322] Кривая равновесия на треугольной диаграмме. Треугольная диаграмма (рис. 13.4) может быть использована для изображения равновесия в тройных системах жидкость — распределяемое вещество — жидкость. Чтобы получить представление о равновесии в тройных системах, рассмотрим процесс добавления распределяемого вещества М к гетерогенной смеси двух растворителей L и О. Пусть распределяемое вещество М неограниченно растворяется в обоих растворителях Ь и О, а сами растворители I и О имеют ограниченную взаимную растворимость. [c.322] При добавлении распределяемого вещества М в смесь состава N получим тройную смесь, состав которой характеризуется точкой N1, лежащей на прямой смешения Л М. Смесь состава N1 расслаивается на две фазы с равновесными составами l (фаза растворителя Ь) и Е (фаза растворителя С) в количественном соотношении 1/ 1 R Nl. [c.323] При добавлении в смесь следующих порций М2, Мз,. .. получим ряд тройных смесей состава N2, N3,. .., которые, как и в предыдущем случае, расслаиваются на равновесные тройные составы 2 и Е2, кз и Ез я т. д. Как видно из диаграммы, меняются и массовые соотношения равновесных растворов до момента, когда одна из фаз исчезает (в нашем случае при Л б). При еще большем разбавлении распределяемым компонентом имеем только однородные тройные растворы состава Мв и др. [c.323] Соединив и Ей Я2 я Е2,. .. линиями, получим хорды равновесия ЯхЕи Я2Е2,. .., соединяющие на диаграмме равновесные составы. Хорды равновесия, уменьшаясь, сходятся в одной точке К, называемой критической. [c.323] Бинодальная кривая и линия 10 ограничивают на треугольной диаграмме область, соответствующую двухфазным смесям площадь диаграммы вне этой области соответствует однофазным растворам. Для процессов экстракции интерес представляет только область двухфазных смесей. [c.324] Наклон хорды равновесия определяется природой компонентов и составом фаз. [c.324] Рассмотрим несколько хорд равновесия, например на рис. 13.6, где приведена типовая диаграмма равновесия, построенная по опытным данным. По их наклону можно судить о характере изменения коэффициента распределения состава фаз. В общем случае наклон хорд равновесия меняется, поэтому коэффициент распределения для тройной системы не является постоянной величиной. Это же видно и из табл. 5, составленной по опытным данным. [c.324] Для тройной смеси, характеризуемой критической точкой К, где составы обеих фаз одинаковы, коэффициент распределения ф равен единице. [c.324] Нахождение хорд равновесия и критической точки. Как видно из рис. 13.7, на треугольной диаграмме нанесено, согласно экспериментальным данным, небольшое число хорд равновесия. Однако в расчетной практике возникает необходимость построить внутри гетерогенной области любую хорду равновесия, С этой целью на треугольную диаграмму наносят так называемую соединяющую линию, как это выполнено на рис. 13.7. [c.324] Для построения соединяющей линии используют точки и / , 1 и 2 и Я2 на обеих ветвях ЕК и ЯК бинодальной кривой ЕКЯ, характеризующие равновесные составы. [c.325] Через точки , 1 2. и Я, Я1, Я2. .. параллельно сторонам МО и МЬ диаграммы проводят линии построения до их пересечения в точках С, Си С , как это показано на рис. 13.7. [c.325] Проведя через точки пересечения плавную кривую, найдем соединяющую ли нию СС1С2. .. К, которая пересекает линию равновесия в критической точке смешения К. [c.325] Вернуться к основной статье