Многоступенчатое равновесие жидкость-жидкость

МНОГОСТУПЕНЧАТОЕ РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТЬ - ЖИДКОСТЬ [c.128]

При нагревании исходной смеси состава x до температуры кипения получим пар, находящийся в равновесии с жидкостью. При конденсации этого пара образуется жидкость (конденсат) состава у = Х2, которая обогащена НК. Нагрев эту жидкость до 2 и сконденсировав образующиеся пары, получим конденсат состава yf = = Хз, причем х > Х2, т. е. жидкость еще больше обогатилась НК. Таким образом можно получить жидкость, практически состоящую из НК. Аналогично можно провести процесс обогащения разделяемой жидкости высококи-пящим компонентом. Описанный процесс в принципе можно осуществить в многоступенчатой установке, каждая ступень которой является аппаратом простой перегонки. Однако так организуют процесс ректификации крайне редко из-за громоздкости и неэкономичности подобной установки. [c.113]

Ректификация состоит в многократном чередовании и повторении процессов испарения и конденсации в противотоке пара и жидкости при температуре кипения. Ректификация относится к многоступенчатым противоточным процессам разделения (протекает по схеме каскада с постоянным потоком) и принципиально может обеспечить любую заданную степень разделения . Противоток пара и жидкости создается благодаря наличию в схеме ректификационной установки испарителя (куба), связанного с нижним концом, и конденсатора (дефлегматора), связанного с верхним концом колонны. Тепло, подводимое к кубу, благодаря теплообмену между паром и жидкостью в адиабатических условиях передается последовательно от ступени к ступени и отводится хладоагентом в конденсаторе. Благодаря массообмену между потоками пара и жидкости более летучий компонент переносится потоком пара в направлении снизу вверх, а менее летучий компонент — потоком жидкости сверху вниз. Таким образом, в основе ректификации лежит тепло- и массообмен между потоками пара и жидкости. При этом движущая сила массообмена определяется фазовым равновесием жидкость — пар и материальным балансом. Соотношения между основными параметрами ректификации, определяемые законами фазового равновесия жидкость — пар и материальным балансом, составляют статику ректификации. [c.42]

Аппаратурное оформление процессов экстракции в системах жидкость — жидкость, где требуется значительное число ступеней равновесия и минимальное время процесса, имеет актуальное, значение. Характерным примером может служить производство пенициллина и других антибиотиков, где применяются сильно разбавленные растворы веществ, чрезвычайно чувствительных к нагреванию и продолжительному пребыванию в растворах нормальной температуры. Некоторые лекарственные вещества (например, стероидные гормоны) характеризуются малыми коэффициентами распределения в экстракционных системах и, следовательно, требуют для полного своего извлечения из реакционных растворов значительного чис.та ступеней равновесия. В этих случаях необходимо оборудование, в котором процесс экстрагирования протекает в кратчайшее время и высокоэффективно. С целью оснащения медицинской промышленности высокоэффективным экстракционным оборудованием в СССР был создан горизонтальный противоточный многоступенчатый экстрактор ТФ. Экстрагирование веществ в нем происходит в условиях действия нолей центробежных сил, которые [c.309]

Экстракторы со ступенчатым контактом фактически являются многоступенчатыми экстракционными установками. Каждая ступень по эффективности близка к теоретической ступени. При периодическом режиме работы одна ступень представляет собой аппарат с мешалкой, в котором жидкости перемешиваются до достижения состояния, близкого к состоянию равновесия. После чего в этом же аппарате проводится расслаивание образовавшейся эмульсии. В непрерывном процессе каждая ступень состоит из двух аппаратов смесителя и отстойника. Поэтому эти аппараты называются смесительно-отстойными. Отдельные ступени объединяются в виде каскада, чаще с противоточным движением фаз. Основной недостаток экстракторов подобного типа — большая занимаемая площадь. Значительные габариты оборудования определяются не скоростью массопереноса, а достаточно низкой скоростью разделения эмульсий в отстойниках. Поэтому их используют в тех случаях, когда для разделения не требуется большого числа теоретических ступеней. С целью уменьшения занимаемых производственных площадей и исключения из схемы многочисленных насосов и трубопроводов смеситель и отстойник могут объединяться в ячейку, а ячейки размещаться в едином корпусе (так называемый ящичный экстрактор). [c.36]

Аппаратурно-технологическое оформление процесса многоступенчатого противоточного взаимодействия фаз для каждого конкретного процесса имеет свои особенности. Общим для всех процессов является то, что фазы не находятся в равновесии. Состояние, близкое к равновесному, достигается при достаточно большой продолжительности контакта фаз или очень большой поверхности контакта и скорости массопереноса. При последующем полном разделении фаз достигается максимально возможная эффективность процесса. В реальных условиях получается более низкая эффективность в каждой ступени каскада вследствие того, что из-за ограниченного времени контакта фаз равновесие между ними не достигается и полного разделения фаз на выходе из ступени добиться не удается — некоторое количество одной фазы попадает в другую. Особенно велика роль этого фактора в процессах, протекающих в системах твердое тело — жидкость. [c.468]

Противоточным (дробным) распределением называют многоступенчатую экстракцию, при которой обе жидкости (экстрагируемая и экстрагирующая) движутся в противоположном направлении и постоянно приводятся в состояние равновесия. Экстракт, частично обогащенный экстрагируемым веществом, смешивается со свежим раствором, а раствор, уже частично проэкстрагированный, смешивается со свежим растворителем. [c.41]

Такие расчеты производятся обычно с учетом различных отношений LIG. При уменьщении расхода жидкости, т. е. уменьшении отношения Z./G и увеличении концентрации отходящей жидкости, наклон рабочей линии уменьшается. В предельном случае, когда величина отношения L/G падает до минимума, верхний конец рабочей линии находится на кривой равновесия вследствие уменьшения до нуля расстояния между рабочей линией и кривой равновесия колонна при этом должна была бы быть бесконечно высокой. С увеличением отношения LJG будет расти расход жидкости, б) дут увеличиваться производственные расходы и уменьшаться высота колонны и капиталовложения. Так как одни расходы уменьшаются, а другие увеличиваются, то общая сумма расходов должна иметь минимум, соответствующий наиболее экономичному отношению L/G и оптимальной высоте колонны. Если высота колонны по расчетам оказывается слишком большой, то ее делят иа несколько частей и применяют многоступенчатую нротивоточную абсорбцию. [c.756]

В случае абсорбции плохо растворимых компонентов наиболее рационально применять аппараты барботажного типа, которые обеспечивают хорошее перемешивание и, следовательно, уменьшают пограничный слой жидкости, оказывающий основное сопротивление диффузии. При этом чаще всего применяется многоступенчатая противоточная абсорбция, которая осуществляется в тарельчатых колоннах. Здесь, как и в процессе дистилляции, мы можем основываться на определении теоретической тарелки, на которой пар и флегма, уходящие с нее, находятся в равновесии. [c.765]

Пример. Из водного раствора ацетона, содержащего 55% (вес.) ацетона, требуется экстрагировать ацетон с помощью хлорбензола и получить экстракт с содержанием 92% ацетона и 8% воды (считая только на ацетон и воду без хлорбензола). Предполагается проводить процесс многоступенчатым противоточным способом. Требуется определить число ступеней и количество продуктов на 100 кГ исходной жидкости. Равновесие системы ацетон — вода — хлорбензол в % (вес.) приводится в следующей таблице [c.814]

Такая же проблема возникает при разделении реакционных с.месей на отдельных стадиях синтеза витаминов А, Е, Кь а также душистых веществ с выделением целевых соединений для использования на последующих стадиях. многоступенчатого синтеза. В связи с этими обстоятельствами требуется предварительное проведение физико-химических исследований и, ггреждс всего, изучение фазовых равновесий жидкость-ггар и жидкость-жидкость с указанными смесями. [c.18]

В главе 1 рассмотрено движение однородных потоков, основывающееся главным образом на законах классической механики жидкостей, в главе II — движение неоднородных потоков, причем особое внимание уделяется новейшим экспериментальным данным. Глава III посвящена процессам, основанным на законах классической термодинамики, в частности связанным с понятием необратимости. В главе IV изложены законы теплопередачи. В главе V описаны процессы, в основе которых лежат законы межфазного многокомпонентного равновесия, т. е. законы физической химии, в главе VI — многоступенчатые процессы (ректификация, абсорбция, жидкостная экстракция), объединяемые общим расчетным методом. Процессы, сущностью которых является кинетика массопередачи, рассмотрены в главе VII, процессы одновременной тепло-и массопередачи, которые имеют место при сушке газов и твердых тел, — в главе VIII. Глава IX посвящена техническим проблемам химических реакторов. [c.8]

Противоточным (дробным) распределением называют многоступенчатую экстракцию, при которой обе жидкости (экстрагируемая и экстрагирующая) движутся в противоположном направлении и постоянно приводятся в состояние равновесия. Экстракт, частиЧ1ю обогащенный экстрагируемым веществом, смешивается со свежим [c.38]

Горизонтальный многоступенчатый трубчатый экстрактор. Известно, что эффективность экстракционных колонн находится в сильной зависимости от их удерживаюш,ей способности по диспергированной фазе, а также и от размеров частиц последней. Пределы регулирования этих двух факторов в обычных экстракционных аппаратах весьма ограничены, так как время пребывания частиц диспергированной фазы определяется в наибольшей мере разностью удельных весов жидкостей. Этим объясняется громоздкость экстракционных колонн при необходимости обесие-чения в них большого числа ступеней равновесия. Таким образом, возникает проблема такого аппаратурного оформления процесса непрерывной противоточной экстракции, которое позволило бы г. широких пределах увеличивать и регулировать время контакта жидких фаз во всех рабочих ступенях аппарата при минимальных их объемах. [c.123]