Зависимость результатов разделения от параметров процесса

По результатам расчетов составлены зависимости между термодинамическими параметрами узла ректифи-фикации, которые используются при проектировании установок с извлечением аргона (см. гл. V). Исключение итерационных методов как при расчете равновесных и рабочих концентраций, так и при корректировке составов продуктов разделения позволило за приемлемое время ( 15 ч) иа ЭЦВМ М-20 провести оптимизацию и получить указанные зависимости для столь сложного узла ректификации. Если бы методика расчета процесса ректификации включала итерационные методы, то машинное время увеличилось бы в десятки раз и такую работу было бы практически трудно выполнить. [c.103]

Теоретически, как будет показано ниже, фактор разделения достигает своего предельного значения через бесконечно большое время. Однако в реальных случаях уже через некоторое конечное время, отсчитываемое с момента начала работы колонны, фактор разделения становится практически близким к своему предельному значению. Это время называется пусковым периодом колонны или временем достижения стационарного состояния. Пусковой период зависит от высоты колонны, скоростей потоков фаз, коэффициента разделения для данной смеси и других параметров процесса ректификации. Необходимость оценки величин пускового периода колонн появилась по существу только в 1940-х годах в связи с применением ректификации и примыкающего к ней метода противоточного химического изотопного обмена для разделения изотопных смесей [325, 326]. Ввиду близости свойств изотопов для их разделения потребовались колонны с большим ЧТТ. При этом оказалось, что пусковой период таких колонн исчисляется не минутами или часами, как для применявшихся до этого малоэффективных колонн, а сутками и даже неделями. С целью оценки пускового периода и возможности его сокращения начались исследования влияния параметров процесса ректификации на время достижения стационарного состояния [327—335]. В результате были предложены уравнения, позволяющие достаточно точно вычислять величину пускового периода пли зависимость фактора разделения от времени работы колонны. [c.103]

Параметры межмолекулярного взаимодействия, в частности для модели Леннард-Джонса, могут быть найдены также из значений постоянной термодиффузии [107—109], которые нетрудно определить из результатов тех же опытов в термодиффузионной колонне с помош,ью соответствующих выражений вида (5.59) или (5.70), описывающих стационарный и нестационарный процессы в колонне. Такие косвенные определения постоянной термодиффузии представляют интерес и с точки зрения выбора оптимальных условий проведения процесса разделения, конструирования разделительной аппаратуры. Из соответствующих известных методик, по-видимому, наиболее надежной является методика, в основе которой лежит определение экспериментальной зависимости фактора разделения термодиффузионной колонны от давления находящейся в ней смеси газов [107—109]. Поскольку эта зависимость в общем виде характеризуется соотношением (5.61), то будем иметь [c.307]

Пусковой период зависит от длины колонны, скоростей потоков фаз, коэффициента разделения для данной смеси и других параметров процесса ректификации. Необходимость оценки величин пускового периода колонн появилась по существу только в 40-х годах текущего столетия в связи с применением ректификации и примыкающего к ней метода противоточного химического изотопного обмена для разделения изотопных смесей. Ввиду близости свойств изотопов для разделения их потребовались колонны с большим ЧТТ. При этом оказалось, что пусковой период таких колонн исчисляется не минутами или часами, как для применявшихся до этого малоэффективных колонн, а сутками и даже неделями. С целью оценки пускового периода и возможности его сокращения начались исследования влияния параметров процесса ректификации на время достижения стационарного состояния. В результате были предложены уравнения, позволяющие достаточно точно вычислить величину пускового периода или зависимость фактора разделения от времени работы колонны. [c.65]

Таким образом, на основе предложенной модели процесса-селективной проницаемости мембран с учетом представлений а-гидратации в растворах электролитов удается не только объяснить основные зависимости, характерные для разделения водных растворов солей обратным осмосом, но и получить количественный подход к расчету ряда параметров процесса разделения. Полученные результаты нашли подтверждение в работе [116]. [c.117]

Для широко распространенных в промышленности процессов разделения, таких, как абсорбция, ректификация, экстракция, т. е. для процессов с так называемой свободной поверхностью, существенно изменяющейся от взаимодействия двухфазных потоков, использование зависимостей, характеризующих детерминированные параметры, не приводит к желаемым результатам чтобы учесть стохастические составляющие процесса необходимо прибегать к математическому моделированию. [c.265]

Сепарационной характеристикой разделительного процесса, в частности флотации, называется зависимость извлечения материала в один из продуктов обогащения от значения критерия разделения. Сепарационные характеристики (кривые распределения) щироко используют для анализа процессов и аппаратов гравитационного обогащения, где критерием разделения является плотность минеральных фракций. Во флотационном процессе невозможно выделить единственный экспериментально определяемый физический параметр, определяющий показатели разделения. В связи с этим за меру флотируемости принимают параметр, определяемый по результатам флотационного опыта, а не физическую величину (плотность, крупность, магнитную восприимчивость или диэлектрическую проницаемость), которая не зависит от вида процесса. Поскольку флотируемость вычисляется по результатам опыта, ее значение может изменяться в зависимости от типоразмера аппарата н параметров процесса (реагентного режима, уровня пульпы, аэрации и др.). Следовательно, при масштабном переходе изменяется не только сепарационная характеристика, но и распределение материала по флотируемости (фракционный состав). Увеличение времени флотации, как правило, обусловливает ухудшение качества продуктов вследствие уменьшения крутизны сепарационной характеристики, тогда как в большинстве других методов с увеличением времени процесса повышается точность разделения. [c.184]

Алгоритмы для этих задач также будут обладать своей спецификой. Так, например, при расчете процесса ректификации в зависимости от постановки задачи могут накладываться соответствующие ограничения. В частности, при проверочном расчете обычно задаются конструктивные и технологические параметры (диаметр колонны, тип тарелок, их число, флегмовое число, характеристики тепло- и хладагентов и т д.), в то время как при проектном расчете последние необходимо рассчитывать. Таким образом, расчет является задачей оптимизации с ограничениями, причем часть из них связана с требованиями на качество продукта и обеспечением максимальной эффективности разделения, а другая направлена на обеспечение экономичности процесса разделения. Несмотря на возможность такого деления, ограничения взаимосвязаны между собой. Например, максимальная разделительная способность может быть обеспечена в результате отыскания оптимального технологического режима работы, а также подбором высокоэффективного аппарата. [c.80]

На рис. 4.20 приведены результаты расчета зависимости к. п. д. тарелки от периода Т (при С = 2) и амплитуды колебаний Асо. Максимум эффективности разделения соответствует минимуму расхода пара в куб кипятильника при оптимальных параметрах цикла. Это позволяет заключить, что математическая модель адекватна реальному процессу разделения и ее можно использовать при проектировании. [c.227]

Рабочую высоту слоев насадки обычно выбирают в интервале от 500 до 1000 мм, чтобы легко было сравнивать результаты испытаний насадок различных типов. В зависимости от цели перегонки и необходимого числа теоретических ступеней разделения применяют колонны, составленные из отдельных царг, что особенно выгодно при аналитической дистилляции, так как можно без особых трудностей собрать колонну требуемой высоты. Кроме того, подобные колонны удобны при сравнительной ректификации, моделирующей промышленный процесс, когда рабочая высота насадки точно определена по числу теоретических ступеней разделения, а также по параметрам гидродинамического режима процесса. В этом случае может оказаться, что необходимая высота колонны не совпадает с высотами стандартизованных колонн. [c.345]

Основным исходным материалом для оптимизации процесса являются результаты машинных расчетов, в ходе которых были определены технологические характеристики ректификационной колонны зависимости флегмового потока и тепловых нагрузок, на куб и дефлегматор от числа теоретических тарелок для требуемых условий разделения. В запоминающее устройство машины вводят указанную зависимость V=f(N), физико-химические константы разделяемой смеси (ух, Уу, Я и др.), параметры греющего пара и хладоагента, а также основные экономические показатели (стоимость колонны, теплообменников и теплоносителей, коэффициенты, учитывающие нестандартность оборудования) и т. д. [c.134]

В книге приведены данные о равновесии жидкость—пар в системе кислород—аргон—азот. Описаны методы расчета процесса ректификации воздуха. Освещены методы и результаты термодинамического и технико-экономического расчета и анализа воздухоразделительных установок. Приведены зависимости между основны.ми параметрами схем разделения воздуха. [c.2]

Найденная зависимость позволяет сделать вывод о необходимой исчерпывающей информации о процессе. Такую предельную информацию можно получить, в принципе из одного опыта. Из результатов ситового анализа продуктов разделения опыта можно, восстановить весь график и по нему определить оптимальные и любые другие параметры классификации для произвольной граничной крупности разделения, рассчитать эффективность класси- [c.159]

Последовательность выбора оптимального режима разделения должна быть следующей. Первоначально в результате анализа диаграмм равновесия, данных о исходной концентрации смеси, а также данных о требуемых концентрациях продуктов устанавливаются возможные варианты сочетания процессов разделения. Далее для каждого из возможных вариантов производится анализ энергетических, капитальных, эксплуатационных и других затрат на проведение процесса. При разделении той или иной смеси структуры затрат на осуществление процессов кристаллизации и ректификации существенно различаются, поэтому важно определение оптимальных переходных параметров комбинированного процесса (концентрация дистиллята, кубового остатка, промежуточных маточных жидкостей и кристаллических фаз). При решении данной задачи для каждого йз возможных вариантов должны быть составлены функциональные зависимости, связывающие общие затраты на процесс со значениями переходных параметров. [c.333]

Используя результаты экспериментов, можно получить численные значения для всех безразмерных критериев. Считая основной характеристикой процесса время разделения (очистки) t, можно показать зависимость этого параметра от всех действующих факторов через их безразмерные параметры (показано на рис. 6.2). [c.170]

В Токийском технологическом институте наряду с детальным изучением процесса разделения изотопов были проведены измерения параметров газоразрядной плазмы плотности заряженных частиц щ и температуры электронов Те- Измерялось время установления разделительного эффекта, его зависимость от величины разрядного тока, давления газа, длины и сечения сужения разрядной трубки. Полученные результаты согласуются с данными экспериментов, выполненных в РНЦ Курчатовский институт . Измеренные в Токийском технологическом институте зависимости Ne и Кг от давления показаны, соответственно, на рис. 7.4.14 и 7.4.15. Следует заметить, что полученный в работе [17 [c.348]

Периодический процесс разделения белков осуществляют путем их адсорбции и последующего элюирования. Условия проведения такой процедуры следует установить в ходе контрольных опытов с каждой партией адсорбента и обычно с каждым препаратом белка (фермента или антитела), предназначенным для разделения. На рис. 16.6 представлены результаты проведения циклов адсорбции и элюирования, полученные в контрольных опытах. На рис. 16.6, Л показаны три процесса адсорбции, различающиеся в зависимости от природы очищаемого материала, примесей и других параметров, например pH и ионной силы. Интересующий нас белок может адсорбироваться лучще, чем белки-примеси (слева), так же, как они (в центре), или хуже (справа). В первом случае к раствору добавляют такое количество адсорбента, какое необходимо для извлечения основной части нужного вещества, при этом большинство других белков остается в растворе (положительная адсорбция). Если нужный белок адсорбируется хуже примесей, то адсорбент добавляют, а затем удаляют до тех пор, пока не начнется адсорбция нужного белка (количество адсорбированного белка должно составлять около 10%). В этом случае вначале удаляются белки-при-меси (отрицательная адсорбция), после чего нужный частично очищенный материал можно адсорбировать или очистить каким-либо иным способом. Если примесный и основной белки адсорбируются с одинаковой скоростью, адсорбция может привести лишь к небольшой степени очистки. Тем не менее можно добиться положительных результатов, подвергнув очищаемый белок последовательным циклам адсорбции и элюции. [c.203]

На основе количественных результатов, полученных из трех серий хроматографических анализов оргаиохлорпестицидов на капиллярных колонках, для которых изменялись только условия ввода пробы, автор работы [38] пришел к выводу, что реал не может служить характеристикой качества разделительной колонки, а качество ввода пробы нельзя рассматривать как составляющую разделительной способности, проявляющуюся в процессе разделения. Кайзер [39] возразил на это, что полученные данные недостаточно надежны с точки зрения математической статистики и коэффициент в уравнении линейной регрессии значительно отличается от 1. Кроме того, уравнение (97) предполагает приближенную линейную зависимость измеренных значений параметра в соответствии с уравнением (95), а следовательно, достоверные результаты могут быть получены лишь в области высоких значений качества ввода пробы (Qs>0,8), Это ограничение ясно указывает на довольно узкие пределы применения теории АВТ. [c.89]

Рис. 1. Кривые зависимостей результатов препаративного разделения ароматических соединений и спиртов на порохроме в сочетании с жидкой фазой ПЭГА от параметров процесса

Поскольку уменьшение роста среднего размера кристаллов в колонне должно приводить к увеличению, а снижение доли твердой фазы — к уменьшению эффекта разделения, представляет интерес оценка влияния совокупности протекающих в колонне явлений на ее разделительную способность. С этой целью определялась зависимость фактора разделения колонны от скорости вращения рыхлителя кристаллов [245]. Соответствующие экспериментальные данные совместно с результатами определения указанных выше параметров процесса приведены в табл. 3, из которой видно, что искомая зависимость проходит через максимум [245, 266] для большей наглядности она в виде графика представлена на рис. 65. Наблюдаемое на рисунке повышение разделительной способностп колонны в интервале скоростей 6— 30 об/мин вызвано значительным уменьшением в этом интервале среднего по колонне размера кристаллов, хотя при этом и наблюдается уменьшение величины доли твердой фазы (см. рис. 62, 63). При изменении скорости вращения рыхлителя от 30 до 75 об/мин средний размер кристаллов по колонне практически [c.244]

На практике считается, что относительные коэффициенты чувствительности к площадям пиков мало зависят от параметров процесса хроматографического разделения, поэтому в литературе приводятся обширные таблицы значений коэффициентов, полученные различными авторами [8, с. 137 12, с. 348 13, с. 248 61]. Однако следует учитывать зависимость сигнала детектора от его конструкции и режима работы, вследствие чего использование приведенных в литературе значений коэффициентов чувствительности приводит к погрешностям в результатах анализа. Так, по данным работы Динса [62], относительные коэффициенты чувствительности для углеводородов при использовании хроматографов различных фирм изменяются в пределах 20—39%. Необходимо также отметить, что при наложении хроматографической зоны воды на пик анализируемого компонента реакция детектора ионизации в пламени не пропорциональна количеству компонента (обычно уменьшается) [62—65]. Таким образом, литературные значения Кв и Км для детекторов ионизации в пламени следует рассматривать только как ориентировочные. [c.35]

Если учесть также конвективный перенос, то в правой части (20) появится линейный относительно Т член, и уравнение еще допускает разделения переменных. Интегрирование можно пронести в замкнутой форме, но это приводит к громоздким выражениям. При слабом конвективном переносе его можно учесть согласно урав- 1ению (19) и соответственно модифицировать и Если конвекция является доминирующим процессом, необходимо ввести Для практических целей нетрудно в результате численного интегрирования получить в табличном виде зависимость I от Т с параметрами р и к [c.513]

В результате исследований процесса выпарной кристаллизации были разработаны основные варианты принципиальных схем процесса с использованием различных тепловых насосов открытого и закрытого типа, а также получены теоретические зависимости, описывающие основные стадии разделения На основе полученных зависимостей был проведен анализ влияния на показатели процесса (выход кристаллической фазы, коэффициент извлечения, удельные затраты энергии, коэффициент преобразования энергии и др ) следующих параметров концентрации и температуры исходного раствора, давления в кристаллизаторе, степени сжатия вторичных паров, концетрации отбираемых маточников, а также геплофизических свойств разделяемой смеси. Проведено сопоставление различных вариантов выпарной кристаллизации и выявлены области их наиболее рационального использования [c.25]

В качестве НСО используются также и чистые газы. Первый пример — это построение градуировочных характеристик с помощью доз чистого газа определяемого компонента в хроматографических методах. В этом случае в поток газа-носителя вводят различные количества чистого газа и строят градуировочную характеристику, отражающую зависимость того или иного параметра хроматографического пика от количества чистого газа в дозах. При этом предполагается идентичность условий поступления определяемого компонента в хроматографическую колонку, условий разделения и формирования аналитического сигнала в процессе аналитических измерений и при построении градуировочных характеристик. Такое предположение обычно базируется на результатах специальных исследований, проводимых на этапе разработки методик и определяющих диапазон условий, в котором это предположение оказывается состоятельным. Этот прием может бьггь использован и в других комбинированных методах, основанных на физикохимическом выделении определяемого компонента. [c.944]

Осложнения возникают, если один или несколько параметров уравнения (10) или (12) систематически изменяются в процессе хроматографического разделения. Часто причиной является перегрузка колонки веществом или изменение набивки и степени смачивания по длине колонки, изменения температуры, расслоение комбинированной жидкой фазы, изменения скорости протекания, неравномерность распределения вещества по сечению и зависимость поглотительной способности неподвижной фазы от концентрации. При тщательном проведении зксперимента и соответствующем выборе условий опыта можно исключить все упомянутые источники ошибок, кроме последнего. Постоянство же козффициентов распределения и адсорбции К ) является идеальным случаем, который часто имеет место (особенно при адсорбции) лишь в области малых и очень малых концентраций. Для большинства веществ сродство к твердой неподвижной фазе уменьшается с ростом концентрации уже задолго до достижения состояния насыщения изотермы адсорбции при этом обычно изогнуты в сторону оси концентрации. В случае распределительных изотерм возможно искривление в сторону как одной, так и другой оси. Это явление объясняется, как правило, процессами ассоциации. Так как константа распределения вещества в хроматографической колонке охватывает все значения между О и некоторым максимумом, искривление изотермы неизбежно. Если, например, ПК уменьшается с ростом концентрацйн, то максимум зоны имеет тенденцию перегонять фронт зоны, в результате чего образуется асимметричное распределение с резким фронтом и более или менее вытянутым хвостом. Последний возникает из-за того, что скорость перемещения в заднем конце зоны уменьшается с уменьшением концентрации в той же мере, что и К. Хвост кончается в том месте, где К становится постоянным. Это, часто обременительное, явление имеет место в принципе только при изменении условий хроматографического разделения. Соответствующий градиент концентрации в подвижной фазе может, например, это все возрастающее влияние усилить до такой степени, что зтот эффект будет в точности компенсировать уменьшение кривизны изотермы. Такая специальная методика носит название градиентного злюирования [32]. [c.101]

Как известно, классический метод разделения — дробная кристаллизация — проводится с насыщенными растворами хорошо растворимых солей р. 3. э. Поскольку используются лишь соли кислородсодержащих кислот (нитраты, броматы, сульфаты и пр.), вполне оправдано предположение, что процесс разделения обусловлен комплексообразованием и связан с возможностью образования в насыщенных растворах даже комплексов малой прочности. Основной недостаток метода кристаллизации — его продолжительность. Однако вполне вероятно, что это связано с непргшильным его техническим выполнением, обусловленным недостаточно эффективным контролем за течением процесса и незнанием параметров, по которым можно было бы регулировать распределение материала между жидкой и твердой фазами. Правдоподобность этого предположения может быть проиллюстрирована результатами, полученными при кристаллизации концентрата элементов цериевой группы [15], которые показывают, что при соблюдении определенного, заранее намеченного распределения материала по фракциям этим методом может быть достигнуто эффективное разделение даже таких близких по свойствам элементов, как неодим и празеодим. Действительно, за восемь серий кристаллизации было достигнуто обогащение неодимом с 55% в исходном материале до 92% в одной из фракций. Обычно подобное обогащение достигается только при проведении значительно большего числа серий, требующего длительного времени. Методика, использованная в цитируемой работе, не может быть рекомендована для практического разделения, но полученные с ее помощью результаты свидетельствуют, что возможности дробной кристаллизации при обычном ее произвольном выполнении реализуются далеко не полностью. Имеющиеся в литературе данные о зависимости между температурой кристаллизующегося раствора и количеством вещества, переходящего в твердую фазу, позволяют надеяться на нахождение [c.278]

Фильтрацией называется процесс разделения аэродисиерсных систем при их движении через пористые среды (фильтры), способные задерживать взвешенные частицы (дисперсную фазу) и пропускать газ (дисперсионную сре- гг ду). Улавливание аэрозольных частиц в зависимости от их размеров, параметров фильтрующих материалов, скорости и нанравления газового потока может происходить по одному или одновременно нескольким механизмам (зацеплением, инерционным столкновением, гравитационным и электростатическим осаждением, а также в результате броуновского движения). [c.157]

В результате исследований последнн.х лет было показано, что разрешение и скорость разделения в жидкостных хроматографических колонках могут быть существенно увеличены за счет оптимизации геометрических параметров колонки и сорбента и условий хроматографического опыта, таких как скорость потока растворителя, давление, размер частиц, величина пробы, в некоторых случаях температура. Увеличение скорости разделения и эффективности хроматографических колонок достигается главным образом за счет проведения процесса разделения при высо-ко.м давлении и уменьшении размера частиц используемого сорбента. Разница в степени разрешения, форме пиков и времени разделения, достигнутых на колонках при нормальном и повышенном давлении иллюстрируется рис. 154. Современное состояние теории хроматографии позволяет в общих чертах определить характер изменения разрешения и скорости разделения в зависимости от длины и диаметра колонки, скорости потока расгво- [c.335]

Как уже отмечалось при рассмотрении прямоточного процесса, разделение технологических параметров на независимые и зависимые, т. е. отнесение того или иного параметра к третьей или четвертой группе, не является безусловным, а определяется постановкой задачи. В случае противоточного процесса наиболее естественно считать заданнымц объем готового раствора, т. е. верхнего слива первого сгустителя (/ 1), и остаточную концентрацию активного реагента в этом растворе (С ). При такой постановке задачи результатом расчета явятся, в частности, объем / +1 и концентрация исходного раствора. [c.156]

Результаты этого вывода весьма интересны. Онп показывают, что между новым критерием и кривыми фракционного разделения имеется жесткая функциональная связь, близкая той связи, которая была выявлена между кривыми разделеиия и критерием Ханкока. Однако здесь имеется и принципиальное различие. Для определения истинных оптимальных параметров с помощью нового критерия корректировка его производится в зависимости от граничной крупности разделения. Этот параметр является более. стабильным, чем параметр исходного состава, или вообще неизменным, поэтому новым критерием можно надежно оптимизировать процессы классификации. [c.148]

Параметры количествепной оценки результатов хроматографического разделения на топком слое сорбента тесно связаны с результатами детектирования, которое чаще всего осуществляют оптическими, ядерпо-физическими или электрохимическими методами. Многие параметры количественной ТСХ аналогичны параметрам КЖХ, поскольку в основе обоих процессов лежат одни и те же физико-хилш-ческие зависимости. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология