ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Глава пятнадцатая Адсорбция Равновесие в процессах адсорбции из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии" В качестве примеров производственных схем экстракционных установок рассмотрим периодически и непрерывно действующие экстракционные установки. [c.382] Схема непрерывно действующей экстракционной установки приведена на рис. 14-30. Тяжелая жидкость Ь из хранилища 1 насосом 2 нагнетается в верхнюю часть экстрактора 5. Аналогично из хранилища 3 насосом 4 подается легкая лшдкость С в нижнюю часть кстрактора. После противоточного взаимодействия в экстракторе тяжелая жидкость Ь собирается в емкости 6, а легкая О — в емкости 7. [c.383] Адсорбция — поглощение гааов или паров из газовых смесей или растворенных веществ из растворов твердыми поглотителями, называемыми адсорбентами. [c.384] Особенностью ироцессов адсорбции являются избирательность и обратимость. Благодаря этой особенности процесса возможно поглощение из паро-газовых смесей или растворов одного или нескольких компонентов, а затем и других условиях, десорбирование их, т. е. выделение нужного компонента ия твердой фазы в более или меное чистом виде. [c.384] Адсорбция широко распространена в различных отраслях химической технологии как метод разделения смесей. В качестве конкретных примеров можно указать выделение бензола из паро-газовых смесей, разделение смесей газообразных углеводородов, сушку воздуха, очистку жидких нефтепродуктов от растворенных в них примесей п т. д. [c.384] Природа сил, вызывающих адсорбцию, может быть различной. При адсорбции происходит концентрация молекул поглощаемого вещества па поверхности адсорб( нта под действием ван-дер-ваальсо-вых сил. Этот процесс часто сопровождается конденсацией паров поглощаемого вещества в капиллярных порах адсорбента, присоединением молекул поглощаемого вещества по месту ненасыщенных валентностей элементов, составляют,их кристаллическую решетку адсорбента, и другими процессами. Независимо от природы адсорбционных сил на величину адсо])бции влияют следующие факторы природа поглощаемого вещества, температура, давление и примеси в фазе, из которой поглощается вещество. [c.384] На равновесные соотношения при адсорбции оказывают влияние различные факторы. [c.385] Природа поглощаемого вещества весьма существенно влияет на равновесие при адсорбции. Кривые типа X = f ( ) при постоянной температуре, или изотермы адсорбции, для азота, двуокиси углерода и паров бензола показаны на рис. 15-1. Считается правилом, что равновесная концентрация X тем выше, чем больше молекулярный вес поглощаемого газа, а в случае растворов — чем меньше растворимость поглощаемого вещества в жидкости. [c.385] Температура и давление также относятся к весьма существенным факторам, влияющим на равновесие при адсорбции. На рис. 15-2 показана равновесная зависимость типа X = f (V) для системы окись углерода — активированный уголь при различных температурах. Из графика следует, что с повышением температуры при прочих равных условиях равновесная концентрация уменьшается. Из рис. [c.385] Примеси в фазе, из которой поглощается вещество. Обнаружено, что при наличии в фазе, из которой адсорбент поглощает вещество А, конкурирующего (вытесняющего) вещества В, т. е. вещества, также способного поглощаться этим адсорбентом, уменьшается, равновесная концентрация X вещества А. В этом случае вещество В либо частично, либо полностью вытесняет или замещает вещество А в адсорбенте. [c.385] Адсорбенты характеризуются статической и динамической активностью. После некоторого периода работы адсорбент перестает полностью поглощать извлекаемый компонент и наблюдается проскок компонента через слой адсорбента. С этого момента концентрация компонента в отходящей паро-газовой смеси возрастает вплоть до наступления равновесия. [c.386] Активность адсорбента зависит от температуры газа и концентрации в пом поглощенного компонента. Динамическая активность всегда меньше статической, поэтому расход адсорбента определяется но его динамической активности. [c.386] Условия десорбции. Адсорбция используется для разделения смесей и практически всегда сочетается с процессом десорбции. [c.386] Из рассмотрения факторов, влияющих на равновесие при адсорбции, следует, что десорбции будут способствовать повышение температуры адсорбента, понижение давления над адсорбентом и наличие в фазе над адсорбентом конкурирующего (вытесняющего) вещества. [c.387] Наиболее распространенными адсорбентами являются силикагель — гель кремневой кислоты, активированные угли (древесные, костяные и каменные), активированные серной кислотой гли1гы п др. Поверхность 1 г активированного угля составляет 200 — 1000 силикагеля — 500 и более. [c.387] Указанные адсорбенты изготовляются зернистыми в виде частиц неправильной или почти правильной сферической формы размерами 2—8 мм и пылевидными, в том числе правильной сферической форйы, состоящими из частиц размерами 50—200 мкм. [c.387] За последние годы были разработаны специальные адсорбенты — синтетические цеолиты, получившие название молекулярных сит, с тонкими порами, сечепие которых соизмеримо с размерами молекул. Отличительной особенностью этих адсорбентов является однородность пор по и.х размерам, поэтому они адсорбируют молекуль[, которые могут проникнуть в эти поры, например адсорбируют fi-бутан и пе поглощают изобутан. [c.387] Молену./ярные сита производятся нескольких классов — диаметром пор около 4,5 и 12 A. Для молекулярных сит характерны высокая адсорбционная емкость нри повышенных температурах и низких концентрация.х извлекаемых компонентов. Молекулярные сита применяются для разделения смесей газов или ншдкостей по размерам молекул (например, для отделения нормальных парафиновых углеводородов от углеводородов изо-строения) для осушки газов и жидкостей для очистки газов и жидкостей от примесей при низкой их концентрации и др. [c.387] Вернуться к основной статье