Эффективность фракционной кристаллизации

Разделение циркония и гафния фракционной кристаллизацией и осаждением. Для разделения циркония и гафния дробная кристаллизация может быть применена даже в том случае, когда различия в растворимости их соединений невелики. Наиболее эффективной оказалась дробная кристаллизация гексафторидов циркония и гафния [417]. Этот метод был применен Хевеши [512] для получения достаточно чистого гафния с целью определения его атомного веса. [c.93]

Для анализа эффективности разделения методами фракционной кристаллизации удобно применять энтропийный критерий разделения Es [62] [c.61]

Эффективность фракционной кристаллизации из раствора, как и из расплава, существенно зависит от коэффициента распределения, т. е. от отношения концентрации примеси в кристаллической и жидкой фазах. Как и в случае кристаллизации из расплавов, различают [4, 70] равновесный а. и эффективный аэф коэффициенты распределения. [c.79]

Теперь можно сравнить эффективность повторных зонных проходов с экспериментами повторной направленной кристаллизации. Конечно, при направленной кристаллизации последняя часть образца должна быть отделена до того, как она закристаллизуется, оставшаяся же часть вновь расплавляется с последующей кристаллизацией. Предположим, что последняя десятая доля образца отделяется. Теперь использование уравнений показывает, что при направленной кристаллизации эффективность второй и последующей кристаллизации точно такая же, как эффективность первой. Известно, что каждый последующий проход расплавленной зоны является, однако, менее эффективным, чем предыдущий. Поэтому любое число зонных проходов является менее эффективным, чем такое же число последовательных направленных кристаллизаций. У читателя может возникнуть вопрос, почему же зонная плавка применяется чаще, чем более эффективная фракционная кристаллизация (или направленная кристаллизация). Широкое применение зонной плавки обусловлено следующими причинами. [c.170]

Второй эффект, который может менять закономерности фракционной кристаллизации,— переменный захват жидкости осадком — требует более детального разбора. Глубину протекания разделения твердой и жидкой фаз назовем эффективностью фракционной кристаллизации Е. Она может быть определена соотношением [c.219]

Оси. достоинство процесса - возможность сочетания преимуществ фракционной кристаллизации и плавления, высокая производительность недостаток-невозможность эффективного разделения смесей, образующих твердые р-ры. Примеры применения отделение парафина от нефтяных масел, очистка сырого бензола от примесей (в частности, серосодержащих), очистка восков, выделение нафталина из его фракций и др. [c.526]

Для повышения эффективности процесса используют многократное (или многоступенчатое) фракционное плавление. Схемы многоступенчатого разделения на основе однократного фракционного плавления аналогичны схемам многоступенчатой фракционной кристаллизации (см. рис. 23-5 и 23-6). Так же аналогичен и расчет процесса фракционного плавления (см. разд. 23.4). [c.310]

Выделение из расплавов. Эффективность процесса фракционной кристаллизации при очистке и разделении смесей весьма высока. Во многом это объясняется природой самих веществ (см. 17.1.1), поскольку большинство смесей в твердом состоянии имеют ограниченную растворимость друг в друге. В результате во фронте кристаллизации образующаяся твердая фаза одного вещества интенсивно оттесняет в исходный расплав другое вещество. Подобный метод кристаллизации из расплава используется, например, в технологии очистки кварца в производстве полупроводников. [c.29]

Высокой эффективности процесса фракционной кристаллизации способствует также формирующаяся физическая поверхность раздела фаз, снижающая эффект межфазного проникновения. [c.29]

В целом способы разделения веществ на основе разности температур кристаллизации дают возможность для достижения чистоты разделения, которая труднодостижима в системах газ— жидкость или жидкость— жидкость. В частности, при организации противотока между фазами высокая эффективность процесса фракционной кристаллизации может быть достигнута в узком фронте, составляющем доли от его поперечного размера (см. 17.1.1). Колонные противоточные кристаллизаторы нашли широкое применение в химической промышленности (см. 17.1.3). [c.29]

Повышению эффективности процесса очистки и разделения веществ при фракционной кристаллизации из расплава способствует его сочетание с процессом фракционного плавления. Дополнительный эффект очистки достигается за счет повышения температуры образовавшейся твердой фазы. При этом часть кристаллической фазы с повышенным содержанием примеси плавится и вытекает из кристаллического слоя или из массы образовавшихся кристаллов под действием внешних сил (тяжести, центробежной, перепада давления) (см. 17.1.1). При этом зачастую не требуется дополнительных энергетических затрат, поскольку твердую фазу для дальнейшего использования необходимо расплавить. [c.30]

Плотный слой дисперсных частиц. Наибольшая эффективность разделения при фракционной кристаллизации достигается при протнвоточном движении фаз, когда обеспечивается максимальная движущая сила процесса. Поэтому фракционные кристаллизаторы выполняются в виде колонных аппаратов. Факто- [c.92]

Для анализа эффективности разделения методами фракционного плавления удобно использовать (как и при фракционной кристаллизации) энтропийный критерий разделения, рассчитанный по выражению (2.27). [c.242]

На эффективность процесса фракционной кристаллизации сильное влияние оказывает захват маточной жидкости кристаллической фазой. При этом механизм захвата может быть разным. Маточник может удерживаться на поверхности кристаллов адсорбционными силами в виде тонкого слоя, удаление которого при фильтрации практически не происходит. Этот слой можно удалить с поверхности кристаллов только при их тщательной промывке. Следует отметить, что с увеличением размеров кристаллов уменьшается их удельная поверхность и соответственно снижается количество адсорбированного маточника. [c.46]

Эффективность разделения смесей и очистка веществ от примесей в процессах фракционной кристаллизации, как уже отмечалось выше, очень сильно зависит от полноты отделения маточника от кристаллической фазы г.а стадии разделения полученных суспензий [2, 4, 13, 51]. В реальных условиях количество остающейся маточной жидкости мол ст составлять от 3 до 50 7о массы кристаллического продукта. Исследованию влияния различных параметров на полноту отделения маточной жидкости от кристаллической фазы посвящено довольно большое число теоретических и экспериментальных работ [2, 4, 13, 34, 51—54]. Установлено, что количество захватываемого маточника уменьшается с увеличением размеров кристаллов и понижением вязкости и поверхностного натяжения маточной жидкости. [c.57]

Для характеристики реальных процессов фракционной кристаллизации часто [1, 59—61] используют также коэффициент эффективности разделения [c.61]

При однократной фракционной кристаллизации расплавов и растворов содержание кристаллической фазы (рк = К1Р в получаемой суспензии обычно составляет 25—30% —в редких случаях фк = 35—40% [1, 13, 34]. Это объясняется тем, что при значительном фк резко снижается интенсивность перемешивания кристаллизующейся суспензии (в силу увеличения эффективной вязкости суспензии), а также затрудняется выгрузка суспензии ИЗ кристаллизатора и ее дальнейшая транспортировка на стадию фильтрации или центрифугирования. [c.68]

Эффективность процесса фракционной кристаллизации на поверхности вращающегося барабана можно значительно увеличить путем отжатая захваченного маточника от кристаллической фазы прямо на поверхности барабана с помощью специальных прессующих валов [194, 195]. [c.159]

Исследования фракционной кристаллизации из стекающей жидкой пленки [50, 205—209, 212] показали, что эффективность разделения существенно зависит от структуры образующегося кристаллического слоя. Для достижения высокой эффективности процесса недопустимо возникновение концентрационного переохлаждения на границе раздела фаз. Показано [50, 206, 212], что определяющими факторами, влияющими на возникновение концентрационного переохлаждения, являются скорость роста кристаллического слоя, степень перегрева расплава, его концентрация, а также условия тепло- и массообмена на границе раздела фаз. [c.174]

Значения эффективного коэффициента распределения существенно зависят от исходной концентрации разделяемой смеси с уменьшением содержания примесей в ней аэф приближается к равновесному коэффициенту распределения. Следовательно, данный процесс наиболее целесообразно использовать для разделения концентрированных смесей. Отметим, что это справедливо практически для всех методов фракционной кристаллизации на охлаждаемых поверхностях. [c.175]

Рис. 5.18. Эффективность разделения при фракционной кристаллизации в тонком слое для системы бензол — толуол

Эффективность фракционного плавления можно значительно повысить, применяя аппараты с локальными зонами нагрева (а.с. № 919694). Внутри таких аппаратов между вертикальными охлаждающими элементами размещены нагревающие элементы, с помощью которых на стадии кристаллизации создаются локальные зоны нагрева. [c.253]

Прп разделении высоковязких и труднокристаллизующихся веществ методом фракционного п.. авления, как и при пх фракционной кристаллизации, часто эффективность разделения довольно низка. Охлаждение расплавов таких веществ на стадии кристаллизации, как правило, приводит к образованию мелкокристаллической структуры, состоящей из кристаллов пластинчатой или хлопьевидной формы. При последующем нагреве на стадии плавления образуется мелкопористый кристаллический слой, который задерживает значительное количество жидкой фазы, обо- [c.260]

Известно множество работ по созданию математических моделей описания эффективности процесса фракционной кристаллизации на охлаждаемых поверхностях. [c.317]

На коммерческий уровень поставлено ферментативное разделение рацемических смесей аминокислот и эфиров терпенов. Такие смеси аминокислот образуются при химическом синтезе, и разделение их по оптическим свойствам составляющих имеет важное практическое значение. Известно, что для этого можно использовать соответствующие физико-химические методы (механическое разделение, избирательная кристаллизация, хроматографическое разделение) и химические подходы (фракционная кристаллизация солей диастереомеров), но гораздо, более эффективными и удобными оказываются процессы, основанные на стереоспецифичности ферментов. Укажем некоторые из используемых здесь приемов. [c.169]

Дробная (фракционная) кристаллизация. В этом методе предложено использовать много различных соединений. Однако многие из них в связи с малой эффективностью и использованием в ряде случаев дорогостоящих реагентов потеряли практическое значение. Наиболее эффективной для отделения лантана, получения концентратов празеодима, разделения неодима и празеодима [54] считалась дробная кристаллизация двойных нитратов РЗЭ с аммонием и магнием. Применение двойных нитратов с аммонием для отделения лантана было предложено еще Д. И. Менделеевым [53]. Для разделения РЗЭ на подгруппы иттриевую и цериевую можно применять дробную кристаллизацию двойных нитратов с магнием, используя довольно большую разницу в растворимости в ряду РЗЭ, возрастающей от Ьа к Ьи (рис. 27). [c.107]

Рафинирование фракционной кристаллизацией применяют в произ-ве полупроводниковых материалов, гл. обр. для глубокой очистки Ge, Si, Sb, Sn, Bi, In, Ga (этот способ применяют также для глубокой очистки А1, Zn, u, Mo, W, Nb, Ta, Re идр. металлов). Эффективность очистки металла от к.-л. примеси определяется коэфф. распределения, т. е. соотношением концентраций примеси в твердом и жидком металле в условиях равновесия. Она тем выше, чем больше отличается этот коэфф. от единицы. В пром-сти применяют два метода очистки — зонную плавку и вытягивание монокристалла из расплава. При фракционной кристаллизации металлов содержание отдельных примесей может быть снижено до 10 -10-8%. [c.270]

Процессы очистки расплава можно производить при направленной или при фракционной кристаллизации. Оба этих метода тесно связаны с выращиванием монокристалла. В эту главу будут включены некоторые методы расчета для органических веществ. Трудно рассмотреть все методы, а также аппаратуру, применяемую для этой очистки, но о некоторых из них, особенно о тех, которые сочетают простоту с эффективностью, будет упомянуто. [c.163]

Процесс, совмещающий обезмасливание с фракционной кристаллизацией парафина, перспективен, так как позволяет интенсифицировать производство дефицитных глубокообезмасленных парафинов. Известны работы [78] по двухступенчатой депарафинизации дистиллятных рафинатов комбинированным методом низкотемпературной и карбамидной депарафинизации. По эффективности такая схема может быть сравнима с трехступенчатой схемой, разработанной в БашНИИ НП. [c.162]

Сравнение относительных теоретических эффективностей зонной очистки, направленной и фракционной кристаллизации [c.168]

Часто классические методы очистки сырых продуктов синтеза являются неудовлетворительными, если их приходится применять к небольшрш количествам радиоактивных препаратов. В связи с этим следует указать на предложенный Рапортом и Лернером [43] критерий эффективности фракционной кристаллизации перекристаллизацию загрязненного соединения, часто приводящую к большим потерям, обычно проводят до тех пор, пока некоторые физические константы основной фракции не перестанут измеряться. Указанные авторы рекомендуют проводить фракционную кристаллизацию так, чтобы только 1—5% вещества оставалось в маточном растворе. Путем сравнения результатов анализа остатка с результатами анализа основной (фракции получают более полное представление в отношении успеха операции очистки по сравнению с до сих пор использованными критериями. [c.71]

Для того чтобы организовать процесс разделения веществ, кроме знания фазовой диаграммы, необходимо оценить его эффективность. В качестве критерия эффективности фракционной кристаллизации из расплава часто используется величина эффек швного коэффициента разделения (распределения) А эф [c.301]

В ГрозНИИ разработан процесс, совмещающий обезмасливание парафинового дистиллята с фракционной кристаллизацией парафина, предусматривающий полный противоток растворителя по отношению к сырью и позволяющий получать широкий ассортимент парафинов с температурой плавления от 45 до 68 °С [75, 76]. Этот процесс включает три ступени фильтрования, предназначенные для получения глубокообезмасленного парафина с температурой плавления 52—54 °С, который затем подвергают фракционной кристаллизации на четвертой и пятой ступенях фильтрования. Такой процесс позволяет получить высокоплавкий парафин с температурой плавления до 58°С и низкоплавкий — с температурой плавления 50—52 °С. Одним из условий эффективности этого процесса является ограниченное содержание масла в растворителе. Достоинством его является не только гибкость, но и повышенное содержание нормальных парафиновых углеводородов как в высокоплавком (95,8% масс.), так и в низкоплавком (92,1% масс.) парафинах. Это объясняется раздельной кристаллизацией твердых углеводородов, при которой изопарафины с длинными прямыми участками цепи и нафтены с длинными боковыми цепями кристаллизуются в последнюю очередь. Разработке процесса обезмас-ливания с последующей фракционной кристаллизацией парафина предшествовали теоретические исследования [7, 64], в результате которых предложены уравнения, позволяющие с учетом требуемой глубины обезмасливаиия парафина и содержания масла в исходном сырье определять среднюю концентрацию масла в жидкой фазе и затем оценить коэффициент концентрирования на каждой стадии вакуумного фильтрования (образование осадка, его холодная промывка и подсушка), а следовательно, и общий концентрирующий эффект вакуумного фильтра. [c.160]

Осн. достоинство - большая эффективность разделения (как правило, для систем твердое тело - газ она всегда выше, чем для систем твердое тело - жидкость) недостаток - значительно большие по сравнению с фракционными кристаллизацией и плавлением затраты энергии. Примеры применения очистка от примесей промежут. продуктов в произ-вах красителей (антрахинона, бензантрона, 2-метилантрахинона и др.), очистка терефталевой н бензойной к-т (фракционная десублимация). По аналогии с противоточной Кристаллизацией (см. ниже) пep neкtнв O использование Противоточной сублимации с непрерывным массообменом между кристаллами и паровой фазой (напр., разделение систем 2г—НГ, антрацен-карбазол, очистка А1С1з). [c.527]

Па производительность барабанного крысталлннатира н эффективность процесса разделения большое влияние оказывает захват маточной жидкости кристаллической фазой. Закономерности этого явления в условиях фракционной кристаллизации на охлаждаемой поверхности вращающегося барабана исследованы недостаточно. Отмечается [190—193], что с увеличением скорости вращения барабана, шероховатости слоя и уменьшением размеров пор количество захватываемого маточника возрастает. [c.154]

Для рассматриваемого процесса характерно то, что кристаллизация происходит в тонком слое, движущемся по вертикальным или наклонным теплопередающим стенкам, по длине которых с помощью подвижных или неподвижных нагревателей создается определенный градиент температуры (а. с. № 185844). По эффективности этот метод приближается к зонной плавке. Он позволяет сравнительно просто получать небольшие количества вещества весьма высокой степени чистоты. Так, для эвтектикообразующих смесей степень очистки достигает 99,9995%, а для смесей, образующих твердые растворы — 99,99% [216—219]. Эффективность лабораторных кристаллизационных колонн, работающих по методу фракционной кристаллизации в тонком слое, составляет от 20 до 30 теоретических ступеней. При этом высота, эквивалентная одной ступени, равна 2—5 см [217, 218]. [c.176]

Для оценки эффективности разделения методом фракционной кристаллизации в тонком слое предложено [219, 220] использовать число единиц переноса гпх и высоту слоя, эквивалентную одной единице переноса, км = 11тх, где I — длина слоя, на которой достигается разделение, соответствующее числу единиц переноса тх. [c.180]

Получаемые в результате этих процессов хлориды, оксиды и сульфаты являются исходным материалом для получения индивидуальных редкоземельных металлов. С этой целью используют методы металлокерамического восстановления безводных хлоридов, бромидов, фторидов с помощью металлического кальция, магния, калия, лантана, электролиз безводных хлоридов, расплавленных галоидов, восстановление водородом и т. д. Для разделения редкоземельных металлов используют 1) реакции, связанные с изменением валентности РЗМ, 2) реакции осаждения, 3) фракционную кристаллизацию, 4) ионный обмен. 5) жидкостную экстракцию. Эффективная очистка редкоземельных металлов (лаитаиоидов) от примесей достигается дистилляцией н вакуумным переплавом. [c.550]

Процесс получения высокочистых продуктов методом противоточной фракционной кристаллизации изучен в [27-34]. В работах показано, что при температурах, близких к температуре плавления кристалла, нельзя не учитывать диффузию примеси в твердой фазе. Диффузия твердой фазы является тем фактором, который определяет скорость протекания процесса очистки твердой фазы в колонном аппарате. В процессе очистки наблюдается рост кристаллов [31, 32]. Укрупнение кристаллов снижает эффективность процесса глубокой очистки веществ. Положительное влияние перекристаллизации в данном случае невелико, поэтому в [27, 31] пpeдJЮжeнo проводить процесс в условиях, препятствующих росту кристаллов. Для борьбы с этим негативным явлением предложено проводить дробление кристаллов при помощи ультразвука [27, 29]. В то же время и продольное перемешивание [27, 30] приводит к снижению разделительной способности колонны. При этом отрицательное влияние обратного перемешивания будет сказываться тем сильнее, чем меньше размер кристаллов. Результаты данных исследований используются для колонных аппаратов небольших размеров при получении продуктов повьшден-ной химической чистоты. [c.311]

Наиболее подробно процесс, который протекает в колонных ашшратах б0JUJШ0Й производительности, описан в [8, 10]. К сожалению, проблемы масштабного перехода не позволяют просто перенести полученные теоретические результаты на промышленные аппараты. В крупнотоннажном производстве процесс противоточной фракционной кристаллизации используют, как правило, для систем эвтектического вида. Колонна работает как промывочный аппарат. Процесс организуют таким образом, чтобы эффект очистки достигался за счет отмывки твердой фазы, образовавшейся на предыдущей стадии кристаллизации. Отмывку кристаллов проводят от следов маточной жидкости. В процессе противоточного движения фаз кристаллы омываются расплавом, обогащенным тугоплавким веществом, в результате чего происходит удаление примеси не только с поверхности кристаллов, но и за счет диффузии примеси из полостей, возникающих на границе раздела зерен кристалла. Для более высокой эффективности [c.311]

Достоинством фракционной кристаллизации на охлаждаемых 1юверхностях является отсутствие необходимости в установке специального оборудования для отделения маточной жидкости от кристаллов. Такой способ фракционной кристаллизации легко сочетается с процессом фракционного плавления, что повышает эффективность процесса в целом. Дополнительный эффект разделения можно получить также за счет организации стадии нромывки поверхности слоя бо-тее чистым (по сравнению с маточной жидкостью) расплавом. Процессы данной 1руппы не имеют проблем масштабного перехода — экспериментальные данные, получаемые в лаборатории на аш1аратах небольшой высоты, легко воспроизводятся в условиях производства. [c.316]

Разделение фракционной кристаллизацией, эффективное, например, в случае изомерных метилцимантренкарбоновых кислот [47], обычно редко приводит к цели . Не всегда возможно выделить в чистом виде каждый изомер, и разделение изомеров часто является узким местом при изучении стереохимии металлоценов. [c.57]