ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Многоступенчатая экстракция при перекрестном токе из "Жидкостная экстракция" Метод расчета многоступенчатой экстракции при перекрестном токе с помощью треугольной диаграммы показам на рис. 110,(5. Рафинат после каждой предыдущей ступени является исходным раствором на каждой последующей ступени. Соответственно этому для расчета процесса на первой ступени многоступенчатой прямоточной экстракции применимы уравнения (VI, 6) — (VI, 16) для одноступенчатой экстракции при замене S,E,M и R соответственно на S , Ей Mi и R. Аналогично для любой (например, т-й) ступени применимы уравнения (VI, 6) —(VI, 14) при замене F на Rm-i я R, Е, М н S соответственно на Rm., Era, М.,п и Sm. Для всех ступеней экстракции, кроме первой, невозможно найти минимальное количество экстрагента, поскольку исходные растворы на этих ступенях являются насыщенными. Максимальное количество экстрагента, так же как и для процесса одноступенчатой экстракции, должно быть таким, чтобы при смешении исходного раствора с экстрагентом образовывались две жидкие фазы. Схема графического расчета для систем типа II показана на рис. 111. [c.237] В связи с тем что кривая растворимости обычно вогнута вниз, смесь Е должна иметь состав, соответствующий двухфазной области диаграммы. [c.238] Чистота продуктов. Наиболее чистый компонент А в конечном рафинате (что отвечает максимальной степени экстракции компонента С) получают тогда, когда п-я хорда равновесия, соответствующая последней ступени, при продолжении проходит через точку 5. Это условие выполнимо при бесконечно большом числе ступеней. [c.238] линии построения, которые обычно радиально расходятся из точки 5, получают вертикальное направление. [c.239] Изменение температуры. Если, согласно данным о равновесии и по другим соображениям, желательно проведение процесса экстракции в отдельных ступенях при различных температурах, при расчете в любой системе координат используют соответствующую дайной ступени кривую растворимости и строят хорды равновесия, как показано на рис. 113. На этом рисунке приведена схема двухступенчатой экстракции при различных температурах и /2 а каждой ступени. Все уравнения, указанные выше, применимы и в этом случае. [c.239] Л— треугольная диаграмма 5 —диаграмма Енеке. [c.239] Конечного рафината и общее количество экстрагента с распределением его по ступеням г) состав конечного рафината, число ступеней и распределение общего количества экстрагента по ступеням. Определить величины, указанные в двух последних пунктах, можно лишь методом последовательных приближений. При фиксированном количестве экстрагента и числе ступеней, равном бесконечности, получают тот же результат, что и для дифференциальной экстракции. [c.240] Несмешивающиеся растворители, Если принять, что жидкости А Л в совершенно не смешиваются друг с другом или по крайней мере их взаимная растворимость в условиях проведения экстракции не изменяется при изменении концентрации распределяемого компонента С в фазах, расчеты могут быть упрощены Предположим, что в исходном растворе и рафинате после каждой ступени содержится А кг компонента А и что экстракт и экстрагент после каждой ступени содержат одинаковое количество компонента В. Тогда в системе координат у = Хсв Хвв (для растворов экстракта) и х=Хса/Хаа (для растворов рафината) можно провести кривую равновесного распределения, соответствующую температуре процесса экстракции, как показано на рис. 114. [c.240] Аналогичная диаграмма и метод расчета могут быть использованы и при выражении концентраций в других единицах. Так, если раствор является разбавленным (по компоненту С) и в процессе экстракции не происходит заметного изменения плотности, величины х и у можно выразить как отношения весовых количеств компонента С к единице объема раствора. В этом случае F, S, Е и R измеряются в объемных единицах. Можно выразить также х как отношение весового количества компонента С в фазе к объему компонента А, а у —как отношение весового количества компонента С к объему компонента В. В этом случае А и В измеряются также в объемных единицах. [c.241] Удобное для расчетов графическое решение уравнений (VI, 47) —(VI, 49) приведено на рис. 115. [c.243] Из уравнения (VI, 47) следует, что для заданного общего количества экстрагента, распределяющегося по ступеням экстракции, увеличение числа ступеней приведет к увеличению общего количества экстрагированного вещества или уменьшению величины Хп. [c.243] Однако, как будет показано ниже (см. раздел Дифференциальная экстракция ), величина не достигает нуля даже при бесконечном числе ступеней и применении чистого (без распределяемого вещества) экстрагента. [c.243] Рассмотрим вопрос о распределении общего количества экстрагента по ступеням экстракции, необходимом для получения заданной степени экстракции при наименьшем расходе экстрагента. [c.243] Из уравнения (VI, 56) следует, что наилучшим является распределение экстрагента поровну между ступенями. [c.244] Следовательно, минимальный общий расход экстрагента при трех ступенях прямоточной экстракции также достигается в случае равномерного распределения экстрагента по ступеням. Этот вывод можно распространить на любое число ступеней. [c.244] Разработаны методы расчета составов рафината и экстракта, изменяющихся во времени в случае внезапного изменения концентрации экстрагируемого компо1нента в исходном растворе, поступающем на разделение. [c.244] Пример V1-2. Обрабатывают 1.1.2-трихлорэтаном (В) при перекрестном токе 100 кг 50%-ного раствора ацетона (С) в воде (Л), в результате чего концентрация ацетона в исходном растворе снижается до 10%. На каждой ступени экстракции используют 25 кг экстрагента. Рассчитать число ступеней и концентрации экстрактов. Экстракция проводится при температуре 25° С. [c.244] Решение. Равновесные данные для этой системы опубликованы в литературе [Ind. Eng. ehem.. 38. 817 (1946)]. Рассмотрим рис. 116. Имеем f=100 кг f=0,50 Xbf = Q, S = 25 кг (для каждой ступени) X s = Q-, X s=l . [c.244] С помощью полученных данных можно определить положение точки М, Л41=/ +51 = 1004-25=125 кг. Через точку М1 проводим хорду равновесия, используя корреляцию для хорд равновесия. Из диап)аммы, приведенной на рис. 116, находим координаты точки Яи AR =0-64 Хдр =0.02. [c.245] По полученным данным можно определить на диаграмме положение точки Е. [c.246] Вернуться к основной статье