Равновесие экстракционное

Данная книга построена таким образом, что ее могут использовать химики-органики в практической работе. С этой целью приводятся типичные экспериментальные методики наиболее часто применяемых МФК-реакций, а для менее важных реакций по возможности также приводятся имеющиеся данные об условиях их проведения. Поскольку эту новую область химии активно изучают в различных аспектах и поскольку многие плоды этой работы еще не собраны, то все последующее изложение представляет читателю не последнюю стадию развития данного метода, а скорее введение в него. Основные понятия МФК приводятся во введении к гл. 1. Затем излагаются общие фундаментальные данные об ионных парах и факторах, влияющих на экстракционные равновесия в системе водная фаза/органическая фаза. В гл. 2 обсуждаются различные варианты механизма МФК, включая оценку роли катализаторов и отличие межфазного катализа от мицеллярного. Основное содержание книги —гл. 3 — представляет собой изложение данных о практическом использовании МФК. Весь материал сгруппирован по типам реакций, даны обзорные таблицы и подробные методики проведения типичных, практически важных реакций. [c.10]

При моделировании экстракционных процессов основная задача сводится к математическому расчету концентрации компонентов, перешедших в экстрактную фазу, и последующему расчету коэффициента распределения. Построив кривую равновесия, можно рассчитать основные показатели разделения при одноступенчатой или многоступенчатой экстракции. Уравнение параметра растворимости Гильдебранда характеризует относительную растворяющую способность растворителя. В уравнении не учитывается второй компонент, с которым при образовании раствора взаимодействует первый. Природа растворяемого компонента может быть самой различной, и поэтому энергия взаимодействия должна меняться в широких пределах. [c.217]

Влияние рециркуляции. Одним из эффективных способов повышения четкости разделения масляных компонентов является возбуждение или ввод рециркулята в экстракционную колонЕту, В результате нарушения при этом межфазного равновесия усиливаются массообменные переходы из одной фазы в другую из экстрактного раствора выделяЕотся высокоиндексные компоненты как наименее растворимые в данном растворителе, увеличивая выход рафината из рафинатного раствора переходят в экстрактный ком — гоненты с более низким индексом вязкости, что приводит к повы — [c.242]

Следует отметить, что EQx не тождественна более известной константе распределения. Так как знаменатель этого выражения включает концентрацию продуктов реакции, то экстракционное равновесие зависит от концентрации как катионов, так и анионов в водной фазе. Для точного определения константы экстракции в не слишком разбавленных растворах необходимо вместо концентраций использовать активности. В связи с тем что на экстракционную систему обычно кроме равновесия, представленного в уравнении (г), влияет еще ряд факторов, ситуация еще более усложняется. Среди этих факторов следующие [c.21]

Оценку эффективности различных растворителей для экстракционной перегонки можно произвести различнымт способами. Предварительный отбор может быть выполнен путем измерения температур кипения смесей углеводородов и растворителя. Хороший растворитель должен обладать значительно более низкой экспериментально измеренной температурой кипения смеси, чем температура, рассчитанная на основе линейной зависимости между составом и температурой кипения. Это иллюстрируется графиком (рис. 5), выражающим зависимость температуры кипения смеси метил-циклогексана с анилином от состава [11]. Экспериментальная кривая, выражающая зависимость температуры кипения от состава смеси, расположена значительно ниже пунктирной линии, соответствующей линейной зависимости между температурой кипения и составом. Это показывает, что образуются неидеальные растворы, для которых отклонения от закона Рауля имеют положительное значение. Экспериментальные данные по равновесию пар—жидкость показали, что в качестве растворителей для [c.100]

При проектировании экстракционной установки прежде всего следует определить число ступеней, исходя из кривой равновесия и количества растворителя по отношению к исходному раствору. Затем уточняют требования, предъявляемые к изготовлению и эксплуатации установки, и дают оценку в баллах, в состав которой во всех случаях должны входить оценки по позициям 1, 2 и 15—18. а остальные—по мере надобности. Если у принятого аппарата одна из оценок окажется нулем, то этот аппарат надо отбросить. Окончательный выбор стоит в зависимости от суммы баллов, однако на окончательное решение могут повлиять при близком числе баллов и факторы иного рода, например испытания, проведенные перед проектированием. [c.377]

Применение регрессионного анализа в математическом описании равновесия экстракционных систем позволяет построить универсальный метод поиска поверхности отклика [2], легко реализуемый на ЭВМ. [c.73]

Термин ступень , примененный выше, относится к одной законченной операции смешения и разделения, при которой масло и растворитель достигают фазового равновесия. При противоточной экстракции эффективность экстрактора измеряется эквивалентным числом ступеней. Как правило, чем больше число ступеней в экстракционной системе, тем более избирателен процесс экстракции. Однако существенной разницы между пятью и восемью ступенями при очистке смазочных масел не наблюдается. Промышленные экстракционные колонны обычно эквивалентны трем или большему числу ступеней экстракции. [c.194]

Однако в большинстве случаев МФК достаточно качественного представления о возможности экстракции. Практически происходит конкурентная экстракция двух или более анионов. В случае реакции замещения (а), необходимо рассматривать экстракционное равновесие (в). Используя основное уравнение [c.22]

Поскольку характер потоков по высоте колонны меняется, запишем уравнение баланса для участка колонны — эквивалентной теоретической ступени разделения высотой Н . На этом участке линию равновесия можно считать прямой, а скорость массопередачи пропорциональной разности средних для участка реальной (С) и равновесной (С ) концентраций. Таким образом, экстракционная колонна рассматривается как каскад элементов идеального перемешивания, причем число элементов М = ЫН (где Ь — общая высота колонны, а Яс — высота ступени разделения). Для оценки величины Я предложен ряд расчетных соотношений. По Кафарову [22], для режимов, близких к захлебыванию, справедливо соотношение [c.90]

Предложенный метод расчета фазового равновесия по узким фракциям сырья позволяет определять истинную нагрузку па жидкости экстракционной колонны с учетом внутренней циркуляции потоков. [c.241]

В первом случае массообмен происходит ступенчато. При продолжительном контакте и хорошем перемешивании система в каждой ступени приближается к состоянию равновесия. Во втором случае массообмен в экстракционной колонне происходит непрерывно, но в менее выгодных условиях, чем в аппарате с мешалкой, благодаря ограниченной интенсивности перемешивания и сравнительно короткому времени контакта фаз. Применение того или иного метода экстрагирования зависит от физико-химических [c.91]

Применительно к преимущественно рассматриваемым в настоящей работе системам с нейтральными или координационными экстрагентами (лигандами) L, типичным примером которых являются соединения классов R,iXO (ТБФ, окиси аминов, фосфиноксиды, сульфоксиды и др.) и RnX (триалкил-фосфины, диалкилсульфиды и др.), задача исследования экстракционных равновесий, описывающих распределение соли МеЛ между водной и органической фазами, сводится к определению стехиометрии процессов типа [c.58]

Уксусный альдегид (В), содержащийся в количестве 10 вес. % в толуоле (Л), экстрагируется водою (С) в восьмиступенчатой экстракционной системе. Количество исходного раствора 100 кг. Конечная концентрация уксусного альдегида составляет 0,0025 кг на 1 кг толуола. Кривая равновесия по примеру 4. [c.143]

На рис. 2-41 представлены две экстракционные системы с минимальным расходом растворителя. Первая система представлена полюсом и точками исходного раствора 5, сырого экстракта сырого рафината и растворителя С5. Три первые точки лежат на прямой, которая одновременно является первым лучом и хордой равновесия. Количество растворителя, определяемое положением точки на прямой 5С , минимально. Увеличение количества растворителя сверх минимального (при постоянном составе сырого рафината передвигает точку экстракта, например, до точки Еу,а полюс—до точки О в этих условиях вычерчивание ступеней становится возможным. Вторая система представлена точками 5, 1, О ин, Сз и последние точки лежат на луче, который сливается с хордой равновесия. На выходе сырого рафината имеет место состояние равновесия. Количество растворителя опре- [c.146]

Разработанный метод моделирования позволил провести-эффективное исследование многокомпонентных экстракционных систем сольватного механизма Zr(NOз)4 — НМОз — НаО — ТБФ, Н (Н0з)4 - НМОз - НаО - ТБФ, 2г(М0з)4 — Н (М0з)4 — Н] Юз — НаО — ТБФ в широких интервалах изменения копцентрации компонентов [5. Иллюстрацией надежности полученных результатов может служить совпадение найденных оценок констант равновесия [5] большинства из введенных в модель реакций комплексообразования (с точностью до ошибок этих оценок) с литературными значениями констант этих же реакций, но протекающих в существенно различных растворах. [c.19]

Когда комплексное соединение отличается малой прочностью, для сдвига равновесия в сторону более полного образования комплексного соединения применяют достаточный избыток реагента, а также используют органические растворители (спирт, ацетон) или (если это возможно) экстракцию органическим растворителем, не смешивающимся с водой (экстракционно-фотометрический метоц). При этом следует учитывать также поглощение реагента, перешедшего в органическую фазу. [c.481]

Эти случаи также наглядны и на прямоугольной диаграмме л , у (рис. 2-42). Рабочая линия а представляет вторую экстракционную систему треугольной диаграммы 2-41. Конечная точка 1 этой линии, представляющая состояние жидкостей на выходе сырого рафината, лежит на кривой равновесия. Рабочая линия Ь относится к первой экстракционной системе. Точка 2, соответствующая состоянию жидкостей на выходе экстракта, лежит на кривой равновесия. Наконец, рабочая линия с, состоящая из двух ветвей, пересекается с кривой равновесия в средней точке 3. [c.147]

НОЙ фазе, подтверждает высказанное предположение о протекании реакции либо в органической фазе, либо (что также возможно) в мицеллярной фазе. Правильность этих выводов была показана в ходе дальнейших исследований. Предположение о быстром установлении экстракционного равновесия (см. схему 2.1) подтверждено при изучении обмена анионов с помощью ион-селективных электродов. Из этих данных следует, что стадия, определяющая скорость, должна проходить в органической фазе. Константы скорости второго порядка для алкилирования нитрофенолята тетрапентиламмония были почти одинаковы для гомогенной реакции в дихлорметане и для реакции в системе СНаСУНаО [72]. Влияние различных катализаторов на ход реакции 1-бромоктана с ионом тиофенолята изучено в системе бензол/вода [3, 4]. [c.46]

Оба метода учитывают гидродинамические условия процесса экстракции и влияние этих условий на массопередачу. С их помощью можно определить высоту экстракционной колонны. Расчет третьим методом ведется в два этапа в первом определяется число теоретических ступеней, которое потребовалось бы для проведения экстракции в многоступенчатой аппаратуре, а во втором—высота колонны, соответствующая одной ступени. Умножая ее на число ступеней, получим общую высоту колонны. Этот метод имеет некоторые преимущества, так как дает возможность не только определить размеры многоступенчатой системы, но и проанализировать в условиях состояния равновесия влияние на процесс некоторых параметров (количество растворителя, концентрация). Однако он не дает ясного представления о механизме массопередачи. Хотя этот метод применяется при расчетах диффузионных аппаратов и описан в технической литературе с использованием высоты эквивалентной теоретической ступени , в настоящей работе он не рассматривается. [c.239]

Если в качестве оптимизирующих переменных выбирают начальную концентрацию экстрагируемого компонента хо в исходной смеси и тип экстрагента , то вычислительные процедуры намного упрощаются. По диаграммам равновесия для некоторого значения хо определяют концентрацию экстрагируемого компонента Уо в экстракте, а затем по уравнению материального баланса для экстрагируемого компонента находят массовый расход экстрагента Изменение направления ветвей, отвечающих ИП, в структуре информационных потоков экстракционной подсистемы (рис. П-13, б) обеспечило декомпозицию системы уравнений математической модели на два строго соподчиненных уравнения, которые решают последовательно одно за другим. [c.77]

Хоуген и Уотсон, принимая во внимание экстракционное равновесие между фазами для каждого компонента, получили выражения скорости реакций в отдельных фазах. [c.319]

О МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМАХ ИЗУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННЫХ РАВНОВЕСИЙ [c.58]

Вместе с тем математическое моделирование химических равновесий не всегда правильно рассматривать в отрыве от решения других задач, связанных с равновесиями. Например, в жидкостной экстракции построение математической модели равновесия в экстракционной системе является необходимым [c.72]

Совместное решение задач по расчету экстракционных равновесий и разделений позволило исключить необходимость изу чения сложных связей внутри системы и заменить многочисленные константы коэффициентами регрессии. [c.73]

О методологических и математических проблемах изучения экстракционных равновесий. Михайлов В. А.— В кн. Математика в химической термодинамике. Новосибирск, Наука, 1980, с. 58—72. [c.190]

Различие в температурных условиях экстракции предопределяется плотностью применяемости растворителя. При фенольной очистке из-за низкой разности плотностей растворителя и исходного сырья градиент экстракции снижают до минимума, так как при смешении вторичных потоков с близкими удельными массами сепарация фаз происходит гораздо медленнее и даже при сравнительно невысоких скоростях в экстракционных колоннах приходится принимать конкретные меры к снижению степени внутренней циркуляции промежуточных масляных фракций. ПовышеЕтие градиента экстракции приводит к заметному повышению относительных скоростей контактирующихся фаз, в результате на отдельных участках по высоте экстракционной колонны не достигает фазовое равновесие. Крометого, эмульгируемость системы фенол —углеводороды еще более ухудшает фазовое равновесие в потоках. Более высокая плотность фурфурола позволяет вести процесс очистки с высоким градиентом экстракции. [c.242]

На основе регрессионного моделирования равновесий в многокомпонентных экстракционных системах предложена многошаговая вычислительна процедура для расчета равновесного состава и разделения компонентов. Сходимость метода определяется способностью модели отражать истинный закон фазового равновесия системы. Это свойство положено в основу последовательного планирования эксперимента, с помощью которого достигается необходимая точность моделирования. [c.190]

Процесс получения 12,6-10" кмоль/сек вещества Я из чистого вещества Л (с концентрацией 16 кмоль/м при стоимости I руб/кмоль) можно проводить в одиночном проточном реакторе идеального смешения или в системе, состоящей из проточного реактора идеального смешения и расположенной после него экстракционной колонны. Эта колонна предназначена- для отделения непрореагировавшего вещества А от продукта Я. Вследствие благоприятных условий фазового равновесия выходящие потоки почти целиком состоят из чистых веществ А а Я. Стоимость разделения составляет 8 руб/сек плюс дополнительные затраты 0,1 руб/м смеси, поступающей на фракционирование. Амортизация проточного реактора идеального смешения составляет 8 руб/сек плюс дополнительные затраты 0,01 руб/сек на 1 объема реактора. Примем плотность смеси при любых соотношениях веществ А и Я постоянной. [c.161]

Одним из подходов к созданию математических моделей, универсальных по классам аппаратов (ректификация, абсорбция, экстракция, азеотропно-экстрактивная ректификация), является метод декомпозиции, заключающийся в представлении общей модели как совокупности элементарных частей [88, 101]. Декомпозиция технологической схемы, включающей различные массообменные аппараты, состоит в разделении ее на массообменные секции и вспомогательное оборудование и выделении из общей системы уравнений математического описания отдельных частей, соответствующих этим секциям с учетом взаимосвязей между ними. Под массообменной секцией понимается физическая последовательность отдельных массообменных элементов, взаимосвязанных друг с другом и не имеющих промежуточных входов и выходов массы и тепла — все входы и выходы сосредоточены на ее концах. При таком определении количество секций зависит от количества и расположения вводов питания и боковых отборов потоков, а различия между ними заключаются, во-первых, в моделях фазового равновесия и массопередачи на ступенях разделения и, во-вторых, в подсоединяемом к секциям вспомогательном оборудовании для ректификационных колонн это кипятильник и дефлегматор, для экстракционных колонн — декантаторь и т. д. [c.398]

Простейшая экстракционная система состоит из двух несмешиваю-щихся жидкостей Л и С и вещества В, растворяющегося в обеих жидкостях. Одна из несмешивающихся жидкостей А называется рафинатом (первоначальным растворителем), а вторая С—растворителем (экстрагентом, вторичным растворителем). Растворенное вещество В, называемое экстрактом, может быть жидкостью или твердым телом. В начальном состоянии рафинат А и экстракт В образуют исходный раствор (первоначальный раствор). Часть экстракта Б остается растворенной (экстрагированной) в растворителе С после контакта с ним исходного раствора, причем количество и состав фаз подвержены изменениям в пределах, обусловленных состоянием физического равновесия. Контакт фаз может быть проведен многократно, каждый раз вызывая изменение системы. [c.10]

Факторы 3 и 4 достаточно распространены и там, где это необходимо, должны приниматься во внимание. При определенных условиях важность одного или нескольких побочных процессов может повышаться. В принципе можно измерить все процессы этого типа и рассчитать их влияние. Брендстрём [11, 112] приводит все уравнения, необходимые для таких расчетов с использованием логарифмических экстракционных диаграмм, включающих многие очень сложные равновесия. Результаты этих расчетов помогают ответить как на аналитические, так и на практические вопросы типа [c.22]

В случае метиленхлорида можно показать, что Bu4N+0H-может экстрагироваться в некоторой степени из свежеприготовленного водного раствора. Однако титр раствора быстро уменьшается вследствие реакции с растворителем [67]. Если раствор бисульфата тетрабутиламмония находится в равновесии с концентрированным гидроксидом натрия, то этим растворителем экстрагируется заметное, но быстро уменьшающееся количество Ви4Н+0Н . Это согласуется с порядком экстракционной способности 0Н >8042 . Уже через 10 мин из гидроксида аммония получается 67% хлорида в результате взаимодействия с растворителем [67] [c.35]

Нам представляется, что способы независимого подтверждения Математических моделей применительно к экстракционным системам (а возможно, и в более общем случае) можно разбить на две группы. Модель, как правило, позволяет без привлечем ния дополнительных данных рассчитать многие важные харяк- теристики исследуемой системы, например концентрации дельных экстрагируемых форм средние молекулярные масЬы растворенных веществ, теплоты экстракции (посредством изучения равновесий при нескольких температурах) и т. п. Резуль- таты таких расчетов могут быть непосредственно сопоставлены с данными спектроскопических, криоскопических, осмометрн-ческих, калориметрических и других измерений. Так, результаты расчета средней молекулярной массы в рассмотренных выше системах с Н СЬ и AgNOз находятся в хорошем соответствии с данными криоскопических измерений [2—41. [c.69]

Гудрон и жидкий пропан подвергаются противоточному контактированию в экстракционной зоне колонны 1. Масляные углеводороды образуют пропано-масляную фазу (деасфальтизат) и поднимаются в верхнюю часть аппарата, а асфальтено-смолистые соединения и полициклические ароматические углеводороды в асфальтовой фазе опускаются в нижнюю часть колонны. Для удаления остатков нежелательных компонентов пропаномасляная фаза в верхней части колонны дополнительно нагревается подачей пара. За счет сдвига фазового равновесия из раствора выпадает концентрат ароматических углеводородов и смол. Выпавший концентрат опускается в низ колонны. [c.219]

Количественное изучение закономерностей поведения экстракционных систем требует, таким образом, привлечения широкого круга представлений координационной химии, термодинамики химических и фазовых равновесий, теории растворов электролитов и неэлектролитов и построения на этой основе в общем случае весьма сложных математических моделей, а изучение экстракционных равновесий, в свою очередь, может существенно способствовать прогпессу многих областей химии. [c.71]

Большинство существующих методов математического 01ш-сания экстракционных равновесий связано с необходймостью установления механизма экстракции и определения большого числа констант. Это сложная и трудоемкая работа. [c.72]

При смешивании и разделении жидкостей в канедой ступени устанавливается в идеальном случае состояние межфазного равновесия, обеспечнваюш,ее достижение наивысшей степени возможного экстрагирования. Такая ступень, в которой достигаются равновесные составы жидкостей, называется теоретической ступенью. Вследствие несовершенства процессов перемешивания и отстаивания, а TaKHie конечного времени контакта фаз состояние равновесия в действительности не достигается, поэтому число ступеней, из которых состоит экстракционная система, всегда несколько больше теоретически рассчитанного числа. Также и количество экстрагированного вещества всегда меньше количества, которое растворилось бы, если бы было достигнуто равновесие. [c.256]

Аналитическая химия. Т.1 (2001) -- [ c.243 ]

Химический энциклопедический словарь (1983) -- [ c.694 ]

Основы процессов химической технологии (1967) -- [ c.459 ]

Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) -- [ c.694 ]

Органические реагенты в неорганическом анализе (1979) -- [ c.164 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология