ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Глава четырнадцатая Экстракция Равновесие в процессах экстракции из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии" Расчет абсорбционных и ректР1фикационных колонн для разделения многокомпонентных смесей неизмеримо сложнее расчета колонн в случае разделения бинарных смесей. Оценка действительного числа тарелок в колонне (в дальнейшем будем рассматривать только методику расчета ректификационной тарельчатой колонны) возможна от тарелки к тарелке аналитическим путем при помощи ряда последовательных приближений. [c.346] Вводим допущение, что жидкость на тарелке полностью перемешана. Кроме того, остаются в силе предлоложения о неизменности мольных потоков пара и жидкости по колонне, а также составов пара при конденсации в дефлегматоре и составов кубовой жидкости при ее испарении в кипятильнике. [c.347] Выделим из колонны две соседние тарелки и обозначим их соответственно J и 2 (рис. 13-26). [c.347] Следовательно, при известных значениях и хп необходимо для каждой тарелки знать величину т . [c.348] Подстановка значения m,, выраженного как отношение зависимостей (13.50) и (13.51), в уравнение аддитивности фазовых сопротивлений и дальнейшая подстановка полученного выражения в равенство (13.46) позволили получить функциональную зависимость Ki от /, к1 при известных величинах Py/i, Рл7 Д я г-го компонента смеси. [c.349] Материальные потоки и концентрации на тарелке питания. [c.349] Число таких уравнений будет равно числу компонентов смеси. Если известна величина г/ х, по системе составленных уравнений можно определить состав жидкости, стекающей с тарелки. Зная концентрацию жидкости, стекающей с тарелки, можно при помощи уравнений, связывающих рабочие концентрации, определить состав пара, уходящего с ниже расположенной тарелки, и т. д. [c.349] Коэффициенты массоотдачи, очевидно, можно определять для каждого компонента смеси но уравнениям, рекомендуемым для бинарных смесей, при соответствующей подстановке физико-химических параметров для многокомпонентной смеси. [c.350] Следует отметить, что расчет очень трудоемок. Его выполнение возможно с помощью электронно-вычислительных машин. [c.350] Экстракция — извлечение одного или нескольких растворенных веществ из одной жидкой фазы другой, практически не смешивающейся с первой. [c.351] Процесс широко используется для извлечения ценных продуктов из разбавленных растворов, а также для получения концентрированных растворов. Но главное, экстракцию следует рассматривать, наряду с ректификацией, как один из основных способов разделения жидких однородных смесей. [c.351] В большинстве случаев экстракция используется в сочетании с ректификацией. Пусть в растворителе Ь растворено распределя- емое вещество М, и концентрация раствора (исходной смеси) незначительна. Можно подобрать второй растворитель С (экстрагент), которым можно экстрагировать распределяемое вещество М из исходного раствора и получить коицёптрированный раствор распределяемого вещества в раствврителе О М (экстракт) и очищенный от распределяемого вещества растворитель Ь (рафинат). [c.351] Поскольку расход тепла на ректификацию резко уменьшается с ростом концентрации исходного вещества в разделяемой смеси, предварительное экстрагирование позво.тяет значительно сократить затраты тепла на разделение исходной смеси. Принципиальная схема сочетания процессов экстракции и ректификации показана на рис. 14-1. [c.351] Для регенерации экстрагента вместо ректификации иногда используют простую перегонку с водяным паром, выпаривание, вторичную экстракцию реэкстракцию), реже — кристаллизацию и химическую очистку. [c.352] Равновесие для некоторых систем жидкость — распределяемое вещество — жидкость следует так называемому закону распределения. Согласно этому закону отношение равновесных концентраций распределенного между двумя жидкими фазами вещества при постоянной температуре есть величина постоянная, она называется коэффициентом распределения. [c.352] Ур = f (x). Величина г з определяется для каждого конкретного случая опытным путем. [c.353] Треугольная диаграмма. При частичной взаимной растворимости фаз G 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. 14-2). [c.353] Каждая точка на плош,а ди внутри диаграммы соответствует составу трехкомпо-нентного раствора (или тройной смеси). Для отсчета со держания каждого компонента в растворе на сторонах диаграммы нанесены шкалы, причем длина каждой стороны принята за 100% (весовых, объемных или мольных) или за единицу. Состав раствора или смеси определяется длиной отреаков, проведенных параллельно каждой иа сторон треугольника до пересечения с двумя другими. [c.353] Точка N характеризует тройную С всь, состоящую ив 20% растворителя L, 50% растворителя G я S0% распределяемого вещества М. Длины перпендикуляров, опущенных из точки N на стороны равностороннего треугольника, пропорциональны содержанию соответствующих компонентов в смеси. [c.353] Вернуться к основной статье