ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические основы процесса экстракции из "Процессы и аппараты химической технологии Издание 3" В процессе экстракции растворенное в жидкой фазе вещество распределяется между этой и другой жидкой фазой (экстрагентом) до достижения динамического равновесия. Состояние равновесия фаз при экстракции характеризуется законом равновесного распределения, который выражают через коэффициент распределения Кр, представляющий собой отношение равновесных концентраций распределяемого вещества в экстракте У и рафинате X при данной температуре. [c.632] В данном случае линия равновесия в координатах У — X является прямой ОС (рис. 18-1). [c.632] Однако выражение (18-1) справедлР во только при том условии, если исходный растворитель и экстрагент взаимно совершенно нерастворимы и не происходит ассоциации или диссоциации молекул распределяемого вещества. Кроме того, данный закон распределения применим при отсутствии химического взаимодействия между фазами. [c.633] ОС и ОС —линии равновесия ЛВ — рабочая линия. [c.633] Кр часто является величиной переменной, значения коэффициента распределения определяют опытным путем. [c.633] Если экстрагент частично растворим в исходном растворителе, то экстракт и рафинат представляют собой взаимно насыщенные растворы, состоящие из трех компонентов. Такие системы называются тройными. Кроме экстрагента и извлеченного компонента (распределяемого вещества), экстракт содержит также некоторое количество исходного растворителя. Рафинат состоит нз исходного растворителя и небольших количеств распределяемого вещества и экстрагента. [c.633] Равновесие в тройных системах наглядно выражается при помощи треугольной диаграммы (рис. 18-2). В этой диаграмме компоненты системы А, В и С представлены точками, лежащими в вершинах равностороннего треугольника (при этом длина каждой стороны треугольника принята за 100%), а состав тройной смеси определяется точкой, лежащей внутри треугольника (например, точкой М). Точки, лежащие на сторонах треугольника, выражают составы бинарных смесей. Состав тройной смеси определяется длиной отрезков, проведенных параллельно сторонам треугольника до пересечения с последними, Так, точка М характеризует тройную смесь, состоящую из 35% компонента А, 25% компонента В и 40% компонента С. [c.633] Перпендикуляры, опущенные на стороны треугольника из точки М, также могут служить мерой содернсания соответствующих компонентов в смеси. [c.633] В этом выражении G— количества компонентов. 4, В. С в смеси, а СМ MS — длины отрезков прямой S. [c.635] Полученная смесь расслаивается на две фазы на экстракт Е — раствор, обогащенный распределяемым компонентом В, и на рафинат / — раствор, обедненный компонентом В, причем составы экстракта и рафината находятся в равновесии друг с другом. Линия, соединяюшая точки равновесных соста ВОВ экстракта и рафината, называется хордой равновесия, или конодой. [c.635] Наклон хорд равновесия определяется величиной коэффициента распределения Кр, причем для процесса, показанного на рис. 18-2, /( р 1. При Kf 1 хорды равновесия наклонены в обратном направлении, а при = I хорды будут параллельны стороне АС треугольника. [c.635] Если содержание компонента В в смеси будет изменяться, то равновесные составы рафината и экстракта будут лежать на концах других хорд равновесия. Так, при добавлении компонента В к смеси, изображенной точкой М, составы рафината и экстракта будут перемещаться на концы хорд R Eu R2E2 и т. д. При добавлении некоторой новой порции компонента В поверхность раздела между фазами исчезает и система становится однофазной (гомогенной). При этом хорда равновесия превращается в точку К, которая называется критической. [c.635] Положение хорд равновесия определяют опытным путем. Концы хорд равновесия соединяют так называемой бииодальной кривой. Область, ограниченная этой кривой, соответствует двухфазным (расслаивающимся) системам и является рабочей частью треугольной диаграммы. Область диаграммы, лежащая вне этой кривой, соответствует гомогенной системе и поэтому для расчета процессов экстракции неприменима. [c.635] Из уравнения материального баланса определяют удельный расход экстрагента I = L/G. [c.635] Процессы экстракции проводятся чаще всего без подвода или отвода тепла, при обычных (комнатных) температурах. Поэтому для расчета этих процессов не требуется составления теплового баланса. [c.636] Вернуться к основной статье