химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

1„ не смешивающихся между собой и с растворителем. При этом распределение каждого компонента не зависит от концентрации другого, а коэффициенты их распределения в экстрагентах постоянны: RB = Ув)хв ~ cons': Rc = Ус/хс = const.

583

Если RB > Rc и экстрагент Аг селективно экстрагирует В, а экстрагент Аг селективно экстрагирует С, то селективность данной пары экстрагентов выразится так: р sc= (RBIRc) > 1.

При заданных условиях (независимое распределение компонентов, RB — const и R0 = const) каждый целевой компонент экстрагируется независимо от второго. Поэтому можно использовать соотношения, полученные выше для раствора, содержащего один целевой компонент (см. ранее). Если начальные концентрации компонентов В и С в исходной смеси равны хкБ и хис, то после одноступенчатой экстракции их концентрации в рафинате будут:

\в = \в'0 + rbd'w) = *„?/(> + 'в): \а = WO + *cO/W) = = *нС/(1+вс)

Здесь ев = RbDIW, ес = RCDIW — ф а к т о р ы- экстракции компонентов В я С. Степени извлечения этих компонентов составляют:

Чв = w Kb ~ x«bVw\b = «в/ (' + efl): 10 = »" Ко - x*c)lWx „о =

= 8с/(1+ес) (а)

Доли компонентов В и С, оставшиеся в рафинате, равны:

Фв=|-Чв=1/(1+8в); Из написанных выражений следует:

Vie = (' + I/ec)/(I + 1 /8а) = (1 + Г/Яс0)/(1 +

откуда находим удельный расход каждого экстрагента, обеспечивающий достижение заданного отношения цв/г]с:

D/r = (l/Kc-V4c*s)/(Wn0-l) (XI 1.6)

Перекрестная экстракция. При перекрестной экстракции, как известно, фаза растворителя проходит последовательно через ряд ступеней, в каждую из которых выгодно подавать одинаковое количество экстрагента D. Допустим, что в исходном растворе, содержащем W кг растворителя, концентрации растворенных целевых компонентов Л, В, С и т. д. соответственно равны хав, хЬт xcw причем коэффициенты распределения Ra, Rb, Rc, ... независимы и постоянны. Степень извлечения любого целевого компонента в я-ступенчатом аппарате можно, следовательно, определить по формуле (ХП.З):

Л = 1 - (RD/W + I)-" = [(1+е)" - 1]/(1 + е)"

где е = RDl W — фактор экстракции каждого компонента.

Доля каждого компонента (от первоначального его количества), уносимая рафинатом послеп-ой ступени: q> = 1 —j] = 1/(1 -f-e)",

584

Степень разделения любых двух компонентов (например, А и В) в объединенном экстракте после п ступеней выразится так:

Ул. - J]"6 = <Ряп - т=тгт^р - ТГТ^г = Лп

1 1

Приравняв нулю производную d ^\ находим число ступеней, при котором достигается максимальная степень разделения компонентов А и В при заданном удельном расходе экстрагента DIWi

П= 1П [It! (8а + l)/ln (86 + 1)]/1п[(8в + 1)/(E(, + 1)1 (XI1.7)

Заметим, что оптимальные значения п, соответствующие максимальным степеням разделения компонентов А и В, А и С, В и С и т. д. могут не совпадать, поскольку они зависят от коэффициентов распределения Ra, Rb, Rc и т. д.

Принимая 2щщ = 0, найдем удельный расход экстрагента D/W, соответствующий наибольшей степени разделения компонентов Л и В (и других пар) в л-ступенчатом аппарате:

Ea=яaD/r=pa,6(8^l,_1-l)/(^6-pГ6lr,) <хи-7а>

Многоступенчатая противоточная экстракция одним экстра-тентом. В случае независимого распределения целевых компонентов, когда на равновесные концентрации отдельных компонентов в растворителе и экстрагенте не влияет присутствие других растворенных компонентов, процесс экстракции можно рассчитать методом, изложенным выше применительно к двух компонентному раствору. На практике встречаются, однако, большей частью системы с взаимозависимым распределением целевых компонентов, и тогда необходимо располагать данными о равновесии. Так, например, если раствор содержит два целевых компонента А и В, то их коэффициенты распределения выразятся зависимостью вида: R — f {ха< хь) т. е. значения R для каждого компонента изобразятся семейством кривых. При абсолютной взаимной нерастворимости экстрагента и растворителя нужны диаграммы у—х отдельно для компонента А и компонента В. В первой из них (рис. ХП-13) можно отсчитать равновесные значения уа, которые соответствуют сопряженным концентрациям ха и хь: а во второй —значения уь, отвечающие сопряженным концентрациям хь и ха. Такие диаграммы равновесия строятся на основании экспериментальных данных.

•Допустим, что в исходном растворе, содержащем W кг растворителя, массовые концентрации компонентов А и В равны хал и хш, а в потоке исходного экстрагента (D кг) массовые концентрации тех же компонентов составляют ут и уЬа. Материальные

585

балансы для участка экстрактора, ограниченного ступенями 1 и т, и для всего экстрактора по каждому целевому компоненту можно выразить уравнениями:

W/D = (Ut — Ут)/(Хв — *Vn-i) (.Ух — — хп)

Уравнение (а) описывает рабочую прямую, которую легко построить по заданным концентрациям хат хт и тангенсу угла наклона W/D (рис. XII-13, а). Для определения требуемого числа ступеней равновесия используют уже известный графический метод, учитывая при построении ломаной линии, что концентрациям уа1, уа,п~ь У

страница 83
< 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
мебель для ванной купить
делают ли узи лимфо узлов
учебный центр по визажу
стильные кресла для гостиной

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
(07.12.2016)