химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

растворителем ту жидкость, которая является носителем экстрагируемого вещества в исходном растворе (в которой экстрагируемое вещество первоначально растворено). При

568

569

этом будем оперировать относительными массовыми концентрациями экстрагируемого вещества, выражая их в долях килограмма этого вещества, приходящихся на 1 кг растворителя (х кг/кг) и на 1 кг экстрагента (у кг/кг).

Как уже отмечалось выше, одним из важнейших требований техники жидкостной экстракции является полная взаимная

В

Рис. XI1-7. К расчету одноступенчатой экстракции.

нерастворимость или, по крайней мере, ограниченная взаимная растворимость экстрагента и растворителя. В действительности все жидкости в некоторой степени растворяются друг в друге, однако, при очень незначительной растворимости ею можно практически пренебречь. В связи с этим будем в дальнейшем рассматривать два случая — экстракцию при полной взаимной нерастворимости экстрагента и растворителя и при их частичной взаимной растворимости.

Полная взаимная нерастворимость экстрагента и растворителя. Допустим, что в одноступенчатый экстрактор поступают D кг чистого экстрагента и исходная смесь, содержащая W кг растворителя с относительной концентрацией целевого компонента (экстрагируемого вещества) хн кг/кг. В результате достаточно продолжительного и интенсивного перемешивания обеих жидкостей мы получим после расслоения гетерогенной смеси две равновесные жидкие фазы: экстракт с концентрацией ук и рафинат с концентрацией хк. Напишем уравнение материального баланса по целевому компоненту:

Wx„^WxK + DyK (а)

Если коэффициент распределения целевого компонента между фазами является постоянным в рабочем диапазоне концентраций, т. е. R = у/х = const, то (/„ = Rx„, и из уравнения (а) получим:

хк = WxJ (W + RD) = х„! [1 + R (D/W)] (XII.1)

Из выражения (ХИЛ) следует, что конечная концентрация в рафинате хк падает по мере увеличения коэффициента распределения R и удельного расхода экстрагента D/W; хк = 0 возможно только при R = оо или DIW = оо.

570

Степень извлечения целевого компонента, или степень экстракции, выразится так:

11 = (*н — JCK)]/WxH = I -*к/*н= 1-1/И + R(DJW)) (XII.2)

Из выражения (XII.2) видно, что полное извлечение целевого компонента практически невозможно, так как г| = 1 только при Л = со или D/W = со.

Если же R Ф const и линия равновесия представляет собой кривую (рис. XI1-7, а), то для определения величин хк и г\ воспользуемся уравнением (а) в следующей форме: ук = (WID) (х„ — — хк). Отложив на диаграмме равновесия у —х (рис. XI1-7, а) на оси абсцисс известное значение хи и проведя из этой точки прямую под углом а = arctg (WID), мы получим в ее пересечении с кривой равновесия точку, ордината которой равна ук, а абсцисса — искомой конечной концентрации хк. Зная последнюю, можно определить ц.

Частичная взаимная растворимость экстрагента и растворителя. В рассматриваемом случае после перемешивания экстрагента и исходной смеси и последующего расслоения образовавшейся гетерогенной смеси мы получим две равновесные жидкие фазы, представляющие собой не бинарные, а трехкомпонентные растворы: растворитель (A) -f- целевой компонент (В) -+ экстра-гент (С). Условия равновесия таких систем, как показано было ранее (см. главу IX), изображаются в плоскости равностороннего треугольника (рис. XI1-7, б), вершины которого соответствуют индивидуальным веществам (А, В, С), а стороны—их бинарным смесям (А -+ В, В -+ С, А + С). Точки внутри треугольника изображают трехкомпонентные растворы, гетерогенные в области под бинодальной кривой abc и гомогенные — за ее пределами. Любая гетерогенная смесь (например, изображаемая точкой N) расслаивается на два равновесных трехкомпонент-ных раствора, изображаемых точками пересечения бинодальной кривой^/9! и Э2) с конодой, проходящей через точку N. В гетерогенной области коноды укорачиваются по мере подъема вверх (с ростом концентрации компонента В), сливаясь в точке К, носящей название критической точки (последняя не обязательно соответствует экстремуму кривой abc). Точка К делит бинодальную кривую на две ветви (аК и сК) —левую и правую. Так как коноды являются наклонными прямыми, то, очевидно, точки левой ветви соответствуют растворам с более низкой концентрацией экстрагируемого компонента В (рафинаты), чем точки правой ветви (экстракты). Итак, гетерогенная смесь N, содержащая исходный раствор и экстрагент, образует после расслоения рафинат состава Р2 и экстракт состава 3V Напомним, что концентрации компонентов тройных смесей, изображаемых точками в плоскости треугольника, измеряются длинами перпендикуляров, опущенных из этих точек на противолежащие стороны треугольника.

571

Допустим.теперь, что на экстракцию поступает исходный бинарный раствор (А + В), изображаемый точкой М на стороне АВ, т. е. содержащий компоненты А и В в количественном соотношении [Д]/[В] = МА1МВ. После добавления к этой смеси известного количества экстрагента С мы получим трехкомпонентную гетерогенную смесь, изображаемую точкой

страница 77
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
shinglas цена
наклейка 50 электромагнитное поле
медецинская справка № 989н
прямоугольный канальный вентилятор 500*600*250

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.08.2017)