Определение коэффициента массопередачи в процессе экстракции

Экспериментальное определение кинетических характеристик процесса экстракции элементарной серы. Для определения области протекания процесса экстракции серы из активных углей и выявления связи коэффициента массопередачи с определяющими параметрами процесса (тип растворителя и его расход, структура активных углей и т. п.) проведена серия опытов в лабораторных условиях и на опытно-промышленной установке с промышленными углями типа APT, АГ и СКТ. [c.144]

Основные трудности применения этого уравнения в исследовании процесса экстракции и определения коэффициента массопередачи состоят в установлении действительной поверхности массообмена [1, 2, 3]. [c.203]

Для экстракции, которая проводится ступенчато, в 24 приведены зависимости, связывающие к. п. д. [уравнение (2-386)], время экстракции, число ступеней и величины, определяющие кинетику процесса (коэффициент массопередачи). и зависимости выведены при упрощающем предположении, что обе фазы в аппарате идеально перемешаны и разделение эмульсии после размешивания— полное. Следовательно, к. п. д. Для процессов перемешивания и отстаивания принимается равным единице, и, таким образом, определение к. п. д. экстракции сводится к определению к. п. д. массопередачи. [c.257]

Последним доказательством применимости уравнений химической кинетики должно являться в нашем случае более сильное влияние температуры на величины коэффициентов массопередачи, по сравнению с соответствующей зависимостью Для диффузионной кинетики. Поставленные опыты по определению коэффициентов массопередачи при различных температурах показали, что значение энергии активации колеблется в пределах 0,7—8,0 ккал. Такие значения очень малы, и это, казалось, противоречит представлению о том, что катионообменная экстракция определяется медленной химической реакцией. Однако не следует забывать, что в гетерогенных процессах действующие вещества разобщены. Поэтому химическая реакция протекает в очень небольшой области, расположенной вблизи границы раздела фаз, и реализация удачных столкновений молекул осуществляется только в одном направлении — в сторону другой фазы. В гомогенных же процессах активные молекулы могут гораздо быстрее вступить во взаимодействие по всему объему фазы, двигаясь в любом направлении. Таким образом, медленность химических реакций определяется не природой действующих веществ, а условиями, в которых она протекает. [c.95]

Из изложенного выше видно, что на процесс экстракции в распылительной колонне значительно влияет скорость движения диспергированной фазы. Скорость движения капель необходимо знать для расчета колонны. С одной стороны, ее величина требуется для определения времени контакта фаз и коэффициента массопередачи. С другой стороны, она определяет производительность колонны, так как точка захлебывания колонны является функцией относительной скорости движения фаз [7, 55]. При определении удерживающей способности колонны также исходят из величины относительной скорости движения капель как в случае неподвижной сплошной фазы [56—58], так и в случае работы распылительной колонны [59, 60]. [c.193]

Константы скорости реакции димеризации карбоновых кислот для бензойной кислоты [56] составляют 1,6-10 л/(моль-с), для уксусной [57] 10 л/(моль-с). Следовательно, можно предположить, что экстракция подобных кислот, в том числе и пропионовой, протекает в диффузионном режиме, особенно при малой удельной поверхности. В дальнейшем покажем, что данное предположение подтверждено экспериментально. Однако это пример массопередачи с переменным коэффициентом распределения (экстракции с химической реакцией), поэтому на его основе можно рассмотреть некоторые проблемы, связанные с описанием соответствующих процессов. Если предположить, что при переменном коэффициенте распределения коэффициенты массопередачи будут переменными, то определенный интерес представляет сравнение коэффициентов массопередачи, вычисленных по различ- [c.42]

Уравнение (1) для описания скорости массопередачи с химической реакцией с переменным коэффициентом распределения без определения режима в общем Случае служит только как эмпирическое описание процесса, не позволяющее сделать какие-либо выводы о причинах изменения скорости, ее зависимости от концентрации компонентов, зависимости коэффициентов массопередачи от условий эксперимента. Например, Трейбал [27] отмечает, что химическая реакция может влиять на движущую силу процесса массопередачи, увеличивая или уменьшая скорость экстракции. К сожалению, в работе не приведены способы определения этого влияния. [c.31]

С целью проверки соответствующих уравнений для вычисления коэффициентов массопередачи следует выбирать системы с постоянными коэффициентами распределения. В системах с реакциями эти уравнения применяют к тому соединению (той молекулярной форме), которая реально переходит из одной фазы в другую. Таким образом, описать скорость массопередачи с химической реакцией (экстракции) сложно. В книге [31 рассмотрена массопередача с химической реакцией применительно к адсорбции газов, что несколько упрощает проблему. Для некоторых экстракционных систем можно предложить более простое решение, но во всех случаях исследование скорости экстракции следует начинать с установления режима, что имеет большое самостоятельное значение, так как позволяет определить пути повышения скорости экстракции. Без установления режима в определенной области концентрации и интенсивности перемешивания нельзя сделать вывод о механизме процессов, определяющих ее скорость. [c.44]

Рассмотрены практическое и теоретическое значения исследования скорости экстракции. Разобраны различные характеристики скорости экстракции — изменение концентрации коэффициента распределения, степени извлечения со временем. Подробно рассмотрен простейший случай исследования кинетики реакции при экстракции — исследование в кинетической области для достаточно медленных реакций равновесные и неравновесные отношения концентраций в системе для процесса в кинетической области, определение фазы, в которой происходит реакция, уравнения для скорости экстракции. Проанализирован процесс межфазной молекулярной диффузии, в том числе проблемы поверхностных реакций (поверхностное сопротивление) и реакций в объеме одной из фаз при молекулярной диффузии. Рассмотрены условия исследования в смешанной области, уравнения массопередачи для смешанной и промежуточной (нестационарной) областей. [c.282]

Таким образом, аналитические коэффициенты массопередачи при использовании аналитических коэффициентов распределения можно применять для некоторого анализа зависимости скорости экстракции от условий определения области, в которой эти коэффициенты постоянные величины, но не позволяют выяснить механизм процесса. Для объяснения зависимости аналитических коэффициентов распределения от концентрации компонентов необходимо определить состав всех соединений, существующих в системе, и констант из устойчивости. [c.76]

Основные принципы и методы расчета аппаратуры, предназначенной для проведения процессов разделения, представлены для равновесных ступеней и аппаратов, в которых осуществляется непрерывное изменение концентраций. Важнейщие понятия проиллюстрированы на примере процесса абсорбции газа в тарельчатых колоннах и насадочных башнях. Рассмотрение ограничено бинарными системами при постоянной их температуре и давлении. Кратко изложены начала расчета многокомпонентной абсорбции углеводородов и методы учета неизотермических эффектов. Освещены также общие вопросы, касающиеся применения теории к процессам дистилляции, экстракции и отгонки легких фракций. Описаны ускоренные методы предварительного расчета тарельчатых и насадочных абсорберов и процессов в концентрированных газах. Развита приближенная теория многокомпонентной массопередачи при абсорбции. Приведена общая расчетная схема для строгого описания работы изотермических абсорберов. Интерпретированы известные определения эффективности тарелок и коэффициентов массопередачи. Авторы надеются, что данное в этой главе обсуждение в совокупности с фундаментальными понятиями, введенными в других главах книги, поможет читателю анализировать или рассчитывать более сложные абсорбционные процессы и иные операции. Подробное изложение общей теории расчета процессов и аппаратов химической технологии выходит далеко за рамки настоящей книги. Поэтому в главу включена довольно полная библиография по рассматриваемой проблеме. Предполагается, что заранее известны рабочие характеристики оборудования, методы экспериментального определения и расчета которых освещены в главе П. [c.426]

Правильнее всего было бы характеризовать эффективность процесса экстракции величиной коэффициента массопередачи К, отнесенного к единице поверхности раздела фаз. Однако в подавляющем большинстве случаев поверхность контакта фаз не известна и коэффициент массопередачи К не может быть определен. В связи с этим для оценки эффективности противоточных абсорбционных и экстракционных колонн в литературе используются следующие величины степень извлечения, соответствующая заданной высоте колонны высота колонны, соответствующая заданной степени извлечения коэффициент массопередачи Ка, отнесенный к единице объема колонны (ст — поверхность контакта фаз в единице объема колоипк) высота едт 111щт.1 порепоса (ВЕП) высота, эквивалентная теоретической тарелке (БЭТТ) коэффициент полезного действия тарелки и введенный нами [1 ] приведенный коэффициент массопередачи КРп = (и — линейная [c.53]

При определении скорости химических реакций в процессе экстракции необходимо исключить или правильно оценить влияние скорости массопередачи. Поэтому пока достаточно надежно исследуются только относительно медленные реакции, скорость которых много меньше скорости массопередачи, когда процесс протекает в кинетической области, а влиянием концевых эффектов можно пренебречь. В этой области для всех веществ, распределяющихся между фазами, быстро устанавливается равновесие, и отношение концентраций каждого их них в обеих фазах для любого момента времени практически равно равновесному коэффициенту распределения. Расход каждого вещества в результате химической реакции мгновенно (в сравнении со скоростью реакции) восполняется массопередачей. В такой системе нет равновесия между реагирующими веществами в реакционной фазе. [c.103]

Часто такой же массообмен осуществляется в других аппаратах, главным образом в колонных, в процессах абсорбции, ректификации п экстракции. В настоящее время для колонных аппаратов выполнено очень большое количество экспериментальных исследований, целью которых было определение коэффициентов массоотдачи и массопередачи, а также получение корреляционных уравнений для вычисления этих коэффициентов. К сожалению, полученные уравнения нельзя использовать для аппаратов с мешалками, так как они действуют иначе, чем полочные аппараты. На полке колонны перемешивание жидкости происходит благодаря кинетической энергии движущегося потока, например газа, в то время как в аппарате с мешалкой перемешивание обусловлено подводом механической энергии извне с помощью мешалки. Диспергирование одной из фаз в аппарате с мешалкой также протекает иначе. В колонне это обычно происходит на соответствующим образом перфорированной перегородке (полке), тогда как в аппарате с мешалкой — в основном благодаря работе мешалки. Дополнительную трудность представляет определение скорости фаз в аппарате с мешалкой. Поле скорости жидкости здесь очень сложное, и единственной величиной для сравнения в этом случае может служить окружная скорость конца лопаток (лопастей) мешалки. Дополнительную трудность в обобщении экспериментального материала для аппарата с мешалкой вызывает также большое количество конструктивных вариантов этих аппаратов. [c.308]

Наибольшее число экспериментальных данных по изучению. кинетики экстракции накоплено с использованием методики осаждения или всплывания единичных капель. На основании анализа большого массива эиапериментальных данных и с привлечением модельных представлений О механизме массопередачи при обтекании капли сплошной фазой различными авторами (получены (полуэмпирические соотношения для определения коэффициентов массопередачи по сплошной и дисперсной кд фазам для капель, ведущих себя как твердые шары (молекулярная диффузия в капле) и для капель с внутренней циркуляцией (турбулентная диффузия в капле). Эти выражения общеизвестны, подробно (проанализированы в литературе [142, 260] и широко используются в практике расчетов процесса экстракции [274—277]. Наименее изученным остается вопрос [c.157]

В упомянутой выше работе [1] Розен предпринял весьма интересную попытку выяснения механизма массопередачи в пульсационной колонне. Розен в своей работе пытается доказать, исходя из общих теоретических соображений и расчетов, что коэффициент массопередачи с ростом интенсивности пульсаций убывает или, по крайней мере, не увеличивается и возрастание эффективности процесса экстракции достигается, в основном, за счет дробления капель и увеличения поверхности контакта фаз. При определении среднего диаметра капель, устанавливающегося в пульсационной колонне в процессе дробления, Розен исходил из предположения, что изменение среднего диаметра капель с ростом интенсивности / определяется из соотношений [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология