ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ступенчатая экстракция из "Основы процессов химической технологии" Растворитель С надо распределить между отдельными ступенями таким образом, чтобы получить наиболее полное извлечение. [c.519] Растворитель следует делить на равные части, чтобы получить наиболее чистый рафинат. Практически этот вывод справедлив для некоторых систем. [c.520] Отсюда следует, что Хз Хз, или что действительно лучше делить растворитель, чем использовать его целиком. [c.521] В том случае когда закон распределения недействителен, но А и С нерастворимы, состав последнего рафината или число необходимых ступеней экстракции можно определить графическим методом (описанным в разделе об одноступенчатой экстракции) путем последовательного повторения построения (рис. У1-57). С помощью этого построения определяются составы последовательных рафина-тов. [c.521] В случае частичной растворимости А и С расчет производится на треугольной диаграмме (рис. У1-58) также путем повторения построения для одноступенчатой экстракции. После смешения начального раствора 5 с растворителем С в зависимости от пропорции по правилам прямой линии и рычага получается смесь М. Хорда равновесия, проходящая через эту точку, определяет составы экстракта Е и рафината Яь По правилу рычага можно определить количества этих продуктов. Затем, смешивая уже известное количество рафината с таким же как прежде количеством растворителя С, найдем точку смеси Мг, составы экстракта и рафината Такие операции нужно повторять до тех пор, пока не будет получен рафинат заданной степени чистоты, причем п будет числом ступеней экстракции. [c.521] С помощью равновесной многоступенчатой экстракции можно добиться любой степени чистоты рафината, но при этом получается ряд неиспользуемых продуктов (слабых экстрактов). Однако такие продукты можно направить на предыдущие ступени н организовать противоточный процесс с нормальным материальным балансом (рис. У1-59). [c.521] В системе координат X — У это уравнение представляет прямая с наклоном AI (рис. VI-60). На диаграмму наносится также изотерма равновесия. Как и при ректификацйи, ступени между рабочей линией и кривой равновесия представляют ступени экстракции. Это — теоретические ступени, соответствующие теоретическим тарелкам. Практически же ступени лишь приближаются к теоретическим. [c.523] Согласно правилам прямой линии и рычага уравнение общего—баланса на диаграмме представляет линия 5С, соответствующая смеси исходного раствора и растворителя. По правилу рычага в зависимости от количеств 5 и С можно получить расположение точки М, соответствующей мнимой смеси, которая разделяется на рафинат Я и экстракт Е (рис. У1-61). Требования к чистоте рафината или крепости экстракта устанавливаются заранее. Нетрудно найти одну из точек, Я или Е, на пограничной кривой. Положение второй точки определяется по правилу прямой линии (точки М, Я н Е лежат на одной прямой). [c.523] Можно графически представить условное деление процесса на два этапа. Если 5 распадается на О и , то точки 8, О п Е должны лежать на одной прямой. Соединив точки О и С, найдем Я, следовательно, точки О, С и Я тоже лежат на одной прямой. Таким образом, положение точки О определяется пересечением продояже-ния прямых Е8 и СЯ. [c.524] Уравнение, описывающее образование раствора, идентично уравнению для всей батареи, следовательно, точка условного раствора О должна быть одна и та же (рабочая точка, или полюс). [c.524] Из уравнения 0 + Е2 = Я1 следует, что на продолжении луча 0Я лежит точка 2, соответствующая составу экстракта на второй ступени (рис. У1-62). Проведя через точку 2 хорду равновесия, получим состав рафината Я2- На продолжении луча ОЯ2 найдем точку 3 и т. д. до тех пор, пока не подойдем к / — требуемому составу последнего рафината. Таким образом определяется число ступеней при противотоке. [c.524] Любой луч, проведенный из рабочей точки О до пересечения с ветвями пограничной кривой, определяет составы обеих фаз между ступенями экстракции экстракта и рафината Яп-ь следовательно, дает координаты рабочей линии (как при ректификации). [c.524] Эти координаты можно перенести на прямоугольную диаграмму X —У (рис. У1-63). Здесь X и У — содержание экстрагируемого компонента в рафинате и экстракте соответственно. На диаг[ амму наносится также кривая равновесия и вычерчиваются теоретические ступени экстракции. [c.525] Если точка О отодвинута в бесконечность, то проведенные из нее лучи будут параллельными. [c.525] В процессе противоточной эк- С стракции обычно пользуются для А В регенерации растворителя ректификационными колоннами. Схема процесса изображена на рис. [c.527] С увеличением числа ступеней возрастает степень чистоты рафината, в то время как состав экстракта связан равновесием с составом начальной жидкости. Здесь наблюдается аналогия с нижней частью ректификационной колонны, где состав пара, покидающего тарелку питания, связан равновесием с составом начального раствора. Чтобы получить более обогащенный экстракт, надо установить дополнительную батарею экстракторов, аналогичную верхней части ректификационной колонны, как это показано на рис. У1-69. Питание этой части осуществляется с помощью возвращаемой в батарею доли очищенного экстракта (аналогично частичной дефлегмации и возврату флегмы при ректификации). [c.528] Здесь точка 2 обозначает состав чистого экстракта (Е, Яо, Е), точка 1 — состав Е + С. Зная возврат Яо Е, можно найти положение точки 1. [c.528] Минимальный возврат будет иметь место, когда какой-либо луч из точки 1 совпадет с хордой равновесия. В этом состоянии положение точки 7 — предельное и находится по тому же методу, что и предельное значение С/5 в батарее без возврата. [c.529] Уравнению (У1-153) соответствует прямая линия (рис. У1-73) с наклоном W 0 (численно равным отношению введенной промывной воды к растворителю), пересекающая ось У в точке /. [c.530] Этому уравнению соответствует прямая с наклоном 10, пересекающая ось X в точке 4. [c.531] Вернуться к основной статье