Процесс разделения в насадочной колонке

ТЕОРИЯ насадочной РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОНКИ 4.81 Процесс разделения в насадочной колонке [c.138]

Из этих данных вытекает, что ректификация в насадочной колонке является настолько сложным процессом, что часто онреде-ление влияния отдельных факторов на процесс разделения связано с большими экспериментальными трудностями. Б этом, возможно, заключается причина того, почему в литературе по некоторым вопросам имеются часто противоречивые сведения. [c.141]

В отличие от насадочных колонок, широко применяемых г. лабораториях, тарельчатые колонки используют пока лишь для специальных процессов разделения, что обусловлено их относительно высокой стоимостью. Так, например, тарельчатые колонки применяют при однотипных работах в случаях необходимости получать дистиллат высокой чистоты, а также при сравнительной ректификации, воспроизводящей процесс в производственной тарельчатой колонне. Колонки с ситчатыми тарелками хорошо зарекомендовали себя также при аналитических работах при атмосферном давлении. [c.379]

В капиллярных колонках подобно насадочным зависимость Н от и проходит через минимум, однако в этом случае член А отсутствует и продолжение правой прямолинейной ветви кривой в область малых скоростей должно приводить в начало координат, что подтверждается экспериментально. Отмечается, что уравнение Голея дает удовлетворительное полуколичественное совпадение с экспериментом. Вообще, процессы в капиллярных колонках с гладкими стенками значительно проще, чем в насадочных, вывод уравнения Голея более строг, оно не содержит эмпирических коэффициентов вроде у и Я и в отличие от уравнения Ван-Деемтера и его многочисленных модификаций может применяться при расчетах. Оно позволяет также сделать некоторые выводы о влиянии УСЛОВИЙ разделения на ВЭТТ [24]. [c.73]

Теория процесса хроматографического разделения первоначально была разработана для насадочных колонок [5], поскольку капиллярные колонки привлекли внимание исследователей значительно позднее. В ра-ботах Голея [16, 17], изучавшего поведение разделяемых веществ в капиллярной колонке, рассматривается размывание зоны вследствие диффузии в потоке газа-носителя. При этом автор предполагал, что в данном-случае реализуется ламинарное течение газа-носителя по колонке и что неподвижная фаза фиксирована на внутренней стенке капилляра в виде гомогенной жидкой пленки. [c.19]

В книге дается, где это возможно, общепринятая теоретическая трактовка излагаемого материала. Едва ли нужно напоминать читателю о том, что в области газовой хроматографии имеются явления, которые не только не получили еще надлежащей теоретической интерпретации, но и не охарактеризованы еще с достаточной определенностью экспериментально. Это относится, например, к различным факторам, рассматриваемым при разработке теории скорости процесса хроматографирования для насадочных колонок. В гл. V особое внимание уделяется уравнению Ван-Деем-тера — Джонса, дающему наиболее быстрое решение. Теоретическая трактовка рассматриваемых вопросов дается также в главах, посвященных распределению, удерживанию и разделению, детекторам, капиллярным колонкам и неаналитическим применениям газохроматографического метода. [c.9]

Газовая хроматография представляет собой процесс, в котором разделение смеси производится с помощью подвижной газовой фазы, проходящей над сорбентом. Метод подобен широко применяемой жидкостной распределительной колоночной хроматографии, за исключением того, что подвижная жидкая фаза заменена движущейся газовой фазой. Газовая хроматография (ГХ) подразделяется на газо-адсорбционную хроматографию (ГАХ), где сорбентом является твердое тело с большой поверхностью, и газожидкостную хроматографию (ГЖХ), где сорбент — нелетучая жидкость, нанесенная на инертный твердый носитель. Подвижная фаза, или газ-носитель, представляет собой инертный газ, который пропускается с постоянной скоростью через насадочную колонку — трубку небольшого диаметра, содержащую сорбент. Аналитическая к олонка длиной около 1,5 ле и внутренним диаметром 4 мм может иметь эквивалент от 700 до 4000 теоретических тарелок (смотри ниже) в зависимости от типа и равномерности заполнения насадки. То, что говорится о газо-жидкостной хроматографии, об ее аппаратуре, детекторах, взятии пробы газа и т. д., в основном применимо к газо-адсорбционной хроматографии, которая является исторически более ранним методом и применяется преимущественно в случае анализа газов или относительно неполярных веществ с высокой летучестью. Область применения газо-жидкостной хроматографии значительно шире, так как этот метод применим к более широкому многообразию веществ и вместе с тем допускает применение не только насадочных, но и капиллярных колонок. В этой главе рассматривается только газо-жидкостная хроматография. [c.43]

В газожидкостных хроматографах с насадочными колонками исследуемые смеси разделяются на заполняющей колонку насадке, состоящей из твердого пористого материала, пропитанного неподвижной жидкой фазой, на которой, собственно, и происходит процесс разделения. Чтобы разделение проходило в оптимальных условиях, неподвижная жидкая фаза и ее носитель должны обладать некоторыми определенными свойствами. Значительное влияние оказывают также форма и материал колонки, а также методы заполнения колонки и нанесения жидкой фазы на носитель (процесс пропитки). [c.170]

ТОЧНО равного ее объему газа-носителя (что представляется весьма сомнительным предположением), то для перенесения всего содержимого камеры в колонку потребуется 3—5 мин. Зона пробы в начале колонки будет иметь ширину 3—5 мин, и каждое вещество, вступающее в процесс хроматографического разделения сразу после ввода в колонку, даст хроматографический пик шириной самое меньшее 3—5 мин. Встретившись с подобным явлением, не один исследователь откажется от использования колонок типа НС и вернется к работе с насадочными колонками. Есть два способа преодоления этого затруднения. [c.60]

Ранее был запроектирован процесс извлечения изобутилена из бутан-бутиленовой фракции 65 %-ной серной кислотой в обычных реакторах типа Келлога . Эта схема требовала включения полимеризатора для разложения получаемой изобутилсерной кислоты и образования полимеров, отстойника для разделения углеводородной фракции и подачи ее на ректификацию в насадочную колонку, а второй жидкой фракции — серной кислоты для производственного использования. Разложение изобутилсерной кислоты намечалось осуществлять при помощи тепла, подаваемого с парами перегретого бутана. [c.327]

Ректификационная стационарная лабораторная установка РУТ предназначена для разделения различных веществ в непрерывном или периодическом процессе. На установке можно производить ректификацию как при уменьшенном, так и при атмосферном давлении. Установки выпускаются с колонками тарельчатого типа трех типоразмеров РУТ-20, РУТ-25 и РУТ-55. Для разделения больших объемов органических веществ при атмосферном и пониженном давлении выпускается стационарная лабораторная установка с насадочной колонкой УПФ. Для разделения нефтяных фракций углеводородных смесей [c.279]

Достаточно тщательное разделение триацетата целлюлозы на фракции (на 15—17) можно провести фракционным растворением полимера в смеси гептан (осадитель) — метиленхлорид (растворитель) при непрерывном увеличении в смеси содержания растворителя. Раствор полимера непрерывно пропускают через насадочную колонку (насадка — кварцевый песок) создания градиента температуры — в верхней части колон нагревают (электрообогрев), в нижней — охлаждают через рубашку водой. Продолжительность процесса разделения около 4 суток. После фракционирования из раствора испаряют растворитель и измеряют вискозиметрическим методом молекулярный вес каждой фракции. [c.68]

При движении полос веществ по слою сорбента в хроматографической колонне происходят два основных процесса разделение и размывание. Размывание полос в насадочных хроматографических колонках происходит под действием различных диффузионных причин Один из самых больших вкладов в размывание вносит молекулярная диффузия. Поставив опыт таким образом, чтобы по возможности исключить другие виды диффузионных размываний, по ширине полос можно определить величины коэффициентов молекулярной диффузии. Наиболее точные результаты получаются при измерении ширины размывания полос в ненаполненных колоннах. Сам по себе такой метод измерения по существу не связан с методом хроматографии. Однако измерения удобно проводить на хроматографической [c.235]

Изменение степени насыщенности молекул приводит к значительному изменению времени удерживания соединения на полярных неподвижных фазах. Для проведения реакций гидрирования и дегидрирования предложены платиновые, палладиевые и никелевые катализаторы, которые в небольшом количестве (1-3% (по массе)) наносятся на диатомитовые или иные твердые носители. Длина слоя катализатора при разделении продуктов на насадочных колонках обычно составляет от 1 до 3 см (иногда больше) в реакторе диаметром 2-6 мм. Процесс ведут в токе водорода, гелия или водорода и гелия, используемых в качестве газов-носителей. [c.293]

Важнейшими методами разделения жидких природных, синтетических и искусственных топлив являются перегонка и ректификация. Эти процессы иначе называют фракционированием и применяют как в лабораторных исследованиях, так и для промышленного разделения смесей жидких соединений на различные продукты. Перегонку с ректификацией проводят на лабораторных колонках насадочного типа. Эффективность лабораторных колонок принято оценивать числом [c.77]

Когда стеклянные капиллярные трубки стали легкодоступными, некоторые исследователи пытались применять их в качестве более инертного материала— твердого носителя в незаполненных хроматографических колонках. Эти ранние попытки не принесли большого успеха, и в подавляющем числе случаев наблюдался сильный разброс результатов анализа и их невоспроизводимость. Большинство прежних колонок были низкого качества и имели небольшой срок службы, но те из пионеров этой области, которые достигли желаемых результатов, пробудили большой интерес к стеклянным колонкам [6, 7]. Хроматограммы, полученные некоторыми первыми исследователями, показали, что на стеклянных незаполненных колонках можно добиться разделений, которые ранее были неосуществимы. Кроме того, на этих инертных колонках можно было вести разделение некоторых соединений, которые были слишком активны для насадочных или металлических открытых колонок. Эта многообещающая перспектива стимулировала интенсивные поиски, которые продолжаются и по сей день, когда исследователи пытаются лучше постичь взаимосвязь факторов, влияющих на процесс нанесения жидкой фазы на внутреннюю поверхность капиллярной колонки. [c.33]

Показано, что на коротких колонках за более короткое время и при более низкой т-ре достигается относительно лучшее разделение, чем на длинных колонках. Приведено ур-ние для определения т-ры, необходимой для стандартизации времени на насадочных и капиллярных колонках. Новый метод позволяет найти оптимальные условия анализа с учетом как наилучшего разделения, так и наименьшей продолжительности процесса, а также проводить сравнения эффективности различных сорбентов. [c.56]

Отбор проб должен производиться очень тщательно. Описаны полуавтоматические и автоматические устройства для периодического и постоянного отбора. Процесс разделения проводят следующим образом. Сначала при помощи жидкого азота (—195,8°) отделяют несконденсировавшуюся часть и анализируют ее на аппарате Орса с последовательно соединенными бюретками. Конденсирующуюся часть освобождают от СО , HaS и NHgB промывном сосуде и затем конденсируют. Для ректификации применяют насадочную колонку с посеребренной высоковакуумной рубашкой, имеющую удлиняющуюся спираль для компенсации температурных натяжений. Дефлегматор с конической трубкой припаивают (рис. 183) или устанавливают на шлифе. Он представляет собой сосуд, куда помещают охлаждающий агент, и также изолирован вакуумной рубашкой. Колонка и дефлегматор заполнены насадкой из стальных спиралек (V2A) размером 2 х 2 х 0,2 мм. Установка автоматизирована с применением таких регулирующих уст-])ойств, как манометр с автоматической регулировкой давления п приспособлением для поддержания постоянной температуры в холодильнике. Шток и Гауптшейн [62] предложили очень удобное устройство для постоянного охлаждения головки колонки. Молекулярный вес газа можно определять на весах Штока (рис. 184) [63]. Измерения давления паров (см. главу 4.41) служат для определения содержания н- и изобутана. [c.282]

Таким образом, продуктивность процесса разделения определяется тремя параметрами колонки селективностью, эффективностью и емкостью, Во-первьЕх, капиллярные колонки по эффективности в 3-5 раз превосходят насадочные благодаря их большой длине различие в общей эффективности достигает 25-100 тысяч теоретических тарелок. Селективность разделения также вьппе у капиллярных колонок. [c.63]

Эти уравнения содержат восемь параметров вязкость газа-носителя 1], удельная проницаемость колонки ко, давление газа-носителя на выходе из колонки ро, коэффициенты уравнения для высоты тарелки А, В и С, которые определяются решением уравнения (43) (идентичного уравнению (30)) с уравнением (17) (полые капиллярные колонки) или (18) (насадочные колонки), относительное удерживание а двух веществ (в действительности, как и коэффициент распределения, оно является функцией температуры) и требуемая степень разделения Я. Ради простоты мы пренебрегли в уравнении для высоты тарелки поправкой на сжимаемость газа-носителя. Эти уравнения содержат одпннадцать неизвестных, которые являются или промежуточными переменными, такими, как число тарелок или коэффициент емкости колонки, значение которых будет определено процессом оптимизации, нлн независимыми оптимизируемыми параметрами. Этими неизвестными являются время удерживания tn, время задержки газа /т, коэффициент емкости колонки к, коэффициент распределения К (или, скорее, температура колонки), фазовое отношение Уг/У ту срсдний раз-мер частиц насадки й (или внутренний диаметр колонки для полых капиллярных колонок), длина колонки Ь, число тарелок Л, ВЭТТ Я, линейная скорость газа-носителя на выходе из колонки Мо, давление газа-носителя на входе в колонку р/. [c.149]

В случае разделения двух веществ, когда самая трудная для разделения пара элюируется последней, процесс оптимизации приводит к значению /е жЗ для насадочных колонок и к 2 для полых капиллярных колонок, для которых ВЭТТ сильно увеличивается с повышением коэффициента емкости колонки. Для более сложных смесей, когда последний компонент элюи- [c.149]

Помимо производства тяжелой воды дистилляция служит в основном для обогащения В . На установке в Кейпенхёрсте (Великобритания) производительностью 26,5 кг в год бора 95%-ного по В ° и на небольшой установке по производству В ° в Лейпциге (ГДР) разделение изотонов основано на низкотемнературной дистилляции ВРз. На британском заводе применен каскад из двух насадочных колонок, работающих при —100° С и снабженных вакуумированной рубашкой. Коэффициент одноступенчатого разделения равен 1,0075. В этом процессе легкий изотоп В ° концентрируется в жидкости. Интересно отметить, что, хотя в большинстве дистил-ляционных процессов тяжелые изотопы концентрируются в жидкости, эта закономерность не соблюдается для случая разделения изотопов бора. Так же необычно ведет себя при дистилляции не только ВРз, но и ВСЬ, дистилляция которого осуществляется редко из-за низкого коэффициента разделения. То же самое можно сказать и о процессе обменной дистилляции ВРз-(СНз)20. [c.349]

На основании первичных хроматографических данных можно провести более точный анализ профилей пиков. В конечном итоге знание формы пиков является необходимым условием для компьютерного разделения в случае их сильного взаимного наложения (см., например, [54]). Однако используемые при этом расчетные методы настолько трудоемки, что ни один из математических подходов к обработке перекрывающихся пиков пе может быть рекомендован в качестве стандартной рутинной процедуры. Анализ формы пиков в рамках статистических моментов и значимость его с точки зрения хроматографических процессов, на что указывали еще Грубнер и Кучера [55], в настоящее время получили изящное математическое и техническое решение. Так, в работе [56] была изучена зависимость между кинетикой массопереноса и центральными моментами элюируемых ников при работе с насадочными колонками. [c.469]

Основная задача препаративной хроматографии — поднять производительность аналитических методов до желаемого уровня, и можно считать, что рассмотренные выше теоретические исследования показали — хотя и в полуколичественном смысле — роль основных параметров, влияющих на этот процесс. Было показано, что при увеличении производительности колонки путем увеличения значений одного или нескольких параметров, например диаметра колонки, скорости потока и объема вводимого в колонку образца, всегда требуется увеличить длину колонки. Было показано, в частности, существование оптимума, связанного с одновременным увеличением скорости потока газа в колонке и объема вводимой в колонку пробы. При увеличении длины колонки и скорости потока газа в ней требуется увеличивать перепад давлений на колонке, причем на практике, возможно, удается найти удобный компромисс между длиной колонки и перепадом давлений на ней с помощью выбора подходящего диаметра частиц насадки (для насадочных колонок). Обычные капиллярные колонки, характеризующиеся малойемкостью, будут, по-видимому использоваться в препаративной хроматографии лишь для сложных разделений дорогих веществ. Следует, однако, ожидать, что будут созданы. материалы насадки нового типа, которые позволят объединить высокую проницаемость капиллярных колонок с высокой емкостью колонок с зернистой твердой насадкой. В этой связи особенно многообещающими представляются насадки из твердых пеноматериалов ввиду их относительной дешевизны и возможности точного контроля их пористости. Такие насадки значительно помогли бы преодолеть трудности, связанные с увеличением диаметра колонок. Но даже и теперь с этими трудностями можно эффективно бороться, применяя радиальные смесители. Благодаря этому оптимальные диаметры колонок будут, возможно, определять, исходя из соотношения между капитальными и эксплуатационными затратами. [c.51]

В рассмотренных выше способах ввода пробы анализируемая проба поступает в нагретую камеру, где она испаряется, в виде пара поступает в колонку и вновь конденсируется. Дести [11] считает, что целесообразнее всего проводить испарение пробы в возможно более мягких условиях, т. е. в условиях собственно хроматографического процесса. Методы непосредственного ввода пробы в колонку уже давно применяются в тех случаях, когда разделение проводится на насадочных колонках, однако осуществить непосредственный ввод пробы в капиллярную колонку довольно сложно. Шомбург и др. [12] предложили вводить пробу в капиллярную пипетку, которая помещается в устройство ввода с помощью специальной системы пипетка вдвигается внутрь и через нее направляется поток газа-носителя, уносящий пробу в колонку. Это устройство, однако, не получило широкого распространения. К. Гроб и К. Гроб [4а, 8] предложили вводить пробу Б капилляр диаметром 0,32 мм микрошприцем, снабженным иглой 32-го калибра (внешний диаметр около 0,23 мм). Поскольку такая игла слишком гибка, чтобы ею можно было пользоваться для ввода пробы через большинство обычных уплотнений, они сконструировали специальный впускной клапан. Авторы ра- [c.20]

Иногда выгодно регенерировать исходное соедини ние после процесса разделения, однако регенераций может и мещать анализу. Силильные производные некоторых соединений, например аминокислот, можно хроматографировать на насадочных колонках. Повт0-рение анализа с использованием более эффективной стеклянной капиллярной хроматографической системы показало, что не все компоненты выдерживают [c.155]

Применение прямого ввода с делением потока при работе с насадочными колонками связано со значительным снижением чувствительности из-за потерь вещества. По этой причине в большинстве конструкций хромато-масс-спектрометров предусмотрено устройство, отделяющее большую часть газа-носителя, но пропускающее анализируемые вещества в источник ионов — молекулярный сепаратор. Известно несколько типов сепараторов, основанных на различных принципах разделения веществ [1—3, И—14]. В струйных сепараторах (типа Рихаге — Беккера) разделение веществ осуществляется на основе различий в их коэффициентах диффузии и неодинаковой подвижности молекул с различными массами в газовой фазе. Подобные сепараторы способны эффективно отделять только легкие газы, такие, как гелий или водород, причем потери анализируемых соединений также зависят от их молекулярной массы. Принцип работы сепараторов с пористыми стеклянными, металлическими (стальными или серебряными) либо тефлоновыми капиллярами основан на эффекте эффузии газообразных веЩеств через микроотверстия, сравнимые с длиной свободного пробега молекул (несколько микрометров). Скорость этого процесса также выше для веществ с малой молекулярной массой. Механизм действия мембранных сепараторов (типа Ллюэллина) основывается на различной растворимости и скорости диффузии органических соединений и неорганических газов (гелий, аргон, азот и др.) в мембранах из полимерных материалов. [c.80]

Ускорение процесса хроматографического разделения при работе с водяным паром обнаружено и в режиме капиллярной хроматографии [39] для к-парафинов и серусодержащих соединений. Р1сследования проводили на стеклянных и металлических колонках с аниезоном Ь и силиконом 8Е-30 как в изотермическом режиме, так и при программировании температуры. Эффективность колонки, выраженная величиной ВЭТТ, составляла 0,9—1,6 мм. Для насадочных колонок эффективность при работе с паровым элюентом также достаточно высока. По данным Нонаки [23], ВЭТТ может составлять 1—2 мм, причем оптимальные скорости подвижной фазы практически такие же, как и в случае обычных элюентов. [c.91]

В тех случаях, когда насадочным материалом служит предложенный Холлисом [2] пористый полимерный материал, нельзя с уверенностью сказать, к какому типу относится процесс разделения — к газо-твердофазному, к газо-жидкостному или одновременно реализуются оба принципа хроматографии. Судя по тому, что разделение протекает при высоких температурах, преобладает, по-видимому, адсорбция. Такие сорбенты пригодны для разделения сравнительно низкокипящих углеводородов и обладают тем преимуществом, что они позволяют на той же самой колонке разделить и сопутствующие газы, такие, как кислород, азот и углекислый газ [3]. [c.374]

От реальной тарелки в тарельчатой колонне мы подошли к понятию теоретической тарелки. Какие же условия имеют место в насадочных ректификационных колонках, содержащих упорядоченную или неупорядоченную насадку При наличии противотока жидкой флегмы и паров между кубом и конденсатором в результате одновременно протекающих процессов установления равновесия благодаря диффузии в горизонтальном направлении и смещения равновесия вследствие извне созданного противоточного движения фаз достигается разделение компонентов и обогащение паров нижекипящим компонентом [1]. На рис. 85 схемати- [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология