Экстракция из многокомпонентных систем

МЕТОДЫ РАСЧЕТА РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ (МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ] [c.306]

В первой части своего двухтомного труда [53] Термодинамические основы ректификации и экстракции Шуберт обсуждает принципы термодинамики многофазных систем, а также вопросы классификации и разделения бинарных смесей. Вторая часть посвящена тройным системам, экстракционному разделению двух компонентов с помощью одного или нескольких растворителей, специальным методам селективной ректификации, а также проблемам ректификации и экстракции многокомпонентных смесей. Приведенные в этой книге частные теоретические положения, справедливые для процессов ректификации, логически следуют из строгих термодинамических принципов. [c.17]

В нефтепереработке часто приходится подвергать экстракции такие многокомпонентные системы, как различные нефтяные фракции — масляные, керосиновые и др. [c.421]

Деление методов исследования на физические и физико-химические условно. К физико-химическим относят методы измерения суммарного свойства в многокомпонентной системе (спектро фотометрия, экстракция, ионный обмен, -электрическая проводимость и др.) С их помощью получают диаграммы состав — свойство для растворов комплексных соединений. Диаграммы дают сведения о составе комплексов, об их устойчивости позволяют рассчитать термодинамические и кинетические характеристики. Часть этих методов будет рассмотрена в гл, 1. [c.199]

Общая характеристика растворов. Такие распространенные процессы химической технологии, как ректификация и перегонка, экстракция, абсорбция, проводятся в условиях, когда многокомпонентная система находится в состоянии одного или нескольких растворов, способных к более или меиее заметному испарению. Количественное термодинамическое изучение свойств подобных систем имеет большое прикладное значение. [c.178]

Для упрощения расчета процессов экстракции многокомпонентных систем и использования треугольных диаграмм обычно принимают, что такие системы, в частности масляный дистиллят или другие нефтяные фракции, состоят из двух условных компонентов, т. е. из двух групп веществ, различающихся между собой значениями того или иного параметра. [c.421]

Если кристаллическое вещество нагревать, медленно перемещая зону расплава, то примеси будут концентрироваться в этой зоне и двигаться вместе с ней. При повторении этого процесса несколько раз все примеси сместятся к одному концу и в основной массе будет получено чистое вещество. Такой метод очистки твердых веществ, который мод<но рассматривать как частный случай экстракции, получил название зонной плавки. Жидкая фаза— расплав — находится в равновесии с твердой фазой и экстрагирует из нее примеси, растворимость которых в твердой фазе отличается от их растворимости в расплаве. Этот метод особенно хорош для очистки соединений, имеющих низкое давление паров или разлагающихся при перегонке. В то же время он непригоден для веществ, склонных к образованию пересыщенных растворов илн неустойчивых при плавлении. Зонной плавкой нельзя разделять многокомпонентные системы. [c.27]

Материал отдельных глав второго издания книги приведен в соответствие с современным состоянием исследований в области жидкостной экстракции. Значительно расширены главы, в которых рассматриваются вопросы регенерации растворителя (экстрагента), а также проблемы экстракции в многокомпонентных системах и экстракции с двумя растворителями. Введены новые главы, посвященные лабораторным методам исследования жидкостной экстракции и вопросам экономики экстракционных процессов. Полностью обновлены приводимые в конце книги задачи, причем все они уже [c.12]

Расчеты от ступени к ступени. Можно также определить число ступеней аналитически путем расчета от ступени к ступени. Этот метод нецелесообразно применять для трехкомпонентных систем в данном случае результаты можно получить более быстро с помощью графического расчета. Метод расчета от ступени к ступени иногда бывает необходимо использовать при расчетах экстракции в многокомпонентных системах, для кото- [c.261]

За последнее время экстракция растворителями начала широко применяться при изучении и производстве неорганических веществ. Этот новый процесс реализуется обычно в очень сложных многокомпонентных системах, так как неорганические вещества чаще всего в водных растворах находятся в виде ионов, а в органических — в виде молекул (не проводят тока). Поэтому приходится применять высаливатели, а для предотвращения гидролиза необходима определенная кислотность. Другими словами, обычно приходится иметь дело с извлекаемым веществом, водой, органическим растворителем и высаливателем при определенной кислотности. Это отвечает изоконцентрате по кислоте пятерной системы. В большинстве же наших и зарубежных работ авторы ограничиваются часто произвольными разрезами в этих сложных системах. В лучшем случае изучаются тройные системы (извлекаемое вещество— вода — экстрагент). Цель наших работ — восполнить этот пробел. [c.110]

Анализ примесей в многокомпонентных системах существенно упрощается при использовании экстракции, которую широко применяют в методе ХОП. [c.29]

Перспективным является прием, позволяющий путем ре-экстракции перевести реагент из слоя органического растворителя в водный слой. Этот прием основан на различной зависимости коэффициента распределения комплексного соединения и реагента от величины pH раствора (рис. 26). Таким образо.м, мол<но сравнительно простым приемом получить определяемое соединение в чистом виде и освободиться от необходимости применять приемы работы и расчеты, используемые при работе с многокомпонентными системами. [c.72]

Моделирование кинетики процесса экстракции. Модели кинетики межфазного перехода изучаются давно и представляют собой более других разработанную область описания процессов экстракции. Основы построения кинетических моделей даны в главе И1. Переход к макрокинетическим характеристикам осуществляется через поверхностно-объемный диаметр капель. Корреляции этого параметра с величинами, характеризующими гидродинамические режимы в различных типах экстракторов, приведены в главе V. Актуальной задачей является разработка кинетических моделей многокомпонентных систем. Однако развитие этой проблемы пока сдерживается недостаточной разработанностью моделей равновесия в многокомпонентных системах. [c.365]

Следовательно, в нелинейных системах методы параметрической коррекции, фактически игнорирующие взаимосвязь фактора нелинейности с топологическим фактором, уже не создают Должных предпосылок для надежного прогнозирования характеристик процесса экстракции. Это особенно относится к многокомпонентным системам. Именно поэтому концепция приближенного описания, ориентированная на получение упрощенных корреляционных соотношений между параметрами, справедливых лишь в рамках линейной теории, имеет ограниченные перспективы развития для моделирования и оптимизации промышленных систем экстракции. [c.387]

Получены дифференциальные уравнения для скорости массопередачи при экстракции в многокомпонентных системах для общего случая, когда приведенные коэффициенты массопередачи и равновесные концентрации являются любыми заданными функциями от концентраций компонентов в диспергированной фазе. Расчет высоты противоточной колонны может быть выполнен в результате численного решения полученных дифференциальных уравнений. [c.82]

Однако на практике смеси, подлежащие экстракции, могут содержать большое число компонентов, поэтому приходится говорить о многокомпонентных системах. Классическим примером являются смеси углеводородов, которые получаются, например, при перегонке нефти. [c.72]

Часто такую группу веществ в многокомпонентных системах нельзя указать вследствие невозможности их измерить или вследствие отсутствия четко определенных групп. Для таких систем обычно определяют физические или химические свойства (например, коэффициент преломления, плотность, йодное число и т. д.) освобожденных от растворителя продуктов, полученных из приведенных в равновесие фаз. Для изображения фазового равновесия выбирают такие свойства системы, которые достаточно хорошо отвечают конечным целям экстракции (например, йодное число, если экстракция производится для разделения насыщенных и ненасыщенных соединений). В других случаях выбирают свойства, которые достаточно различаются численно для разделяемых продуктов. [c.75]

При экстракционном разделении, как правило, приходится иметь дело с многокомпонентными системами. Как уже упоминалось в гл. II, разд. 7, при экстракции таких смесей обычно не стремятся выделить индивидуальные компоненты, а удовлетворяются разделением их на группы компонентов, например на ароматические и неароматические или на кислородные соединения и. соединения, не содержащие кислорода. [c.215]

Рост в процессе выделения в твердой фазе, или экстракции,— один из важнейших примеров роста в многокомпонентных системах. Несмотря на чрезвычайную важность фазовых выделений для свойств и структуры сплавов, проблема контроля зародышеобразования столь сложна, что до настоящего времени выращивание монокристаллов таким путем не удавалось осуществить. [c.173]

Извлечение и разделение веществ методом экстракции осуществляется в подавляющем большинстве случаев в многокомпонентных системах. Изучение фазовых диаграмм таких систем дает возможность выявить общие закономерности экстракционных процессов и использовать их в практических целях. Однако изученных многокомпонентных экстракционных систем имеется крайне ограниченное количество. Вероятно, это связано с несовершенством способов графического расчета экстракции в этих системах, трудоемкостью их исследования и трудностью изображения многокомпонентных экстракционных диаграмм. В монографиях, посвященных жидкостной экстракции, в основном рассматриваются тройные системы. [c.67]

Корректность предложенных уравнений проверялась построением расчетных кривых критических температур растворения (КТР) для бинарных и многокомпонентных систем, а затем в процессе экстракции на системе фенол — четвертая масляная фракция и обводненный фенол — третья масляная фракция. Позднее были проведены расчеты противоточной многоступен- [c.249]

В пособии рассматриваются современные представления о равновесии и диффузии в бинарных и многокомпонентных системах. Излагаются гидродинамические основы однофазных и двухфазных систем. Даны принципы математического моделирования процессов массопередачи. Впервые систематизируются математические модели и алгоритмы расчета процессов абсорбции, ректификации и экстракции. Описываются основные типы диффузионньгх аппаратов, приводится их расчет, моделирование и масштабирование. Дается сравнительная оценка различным конструкциям диффузионных аппаратов. [c.2]

Физико-химический анализ равновесий в многокомпонентных системах и расчеты процессов жидкостной экстракции приведены в монографиях [45, 46]. Поэтому ниже будут рассм отрены лишь основы технологии процессов экстракции с целью получения ароматических углеводородов. [c.51]

Вооль Редлих и Кистер и др. показали, как составляются уравнения для коэффициентов активности в системах, состоящих из четырех компонентов и более. Уравнения, предложенные Блэком обладают тем преимуществом, что эмпирические константы, входящие в них, можно определить только из данных для бинарных систем. Эти уравнения существенно упрощаются, если распределяемые вещества являются членами одного гомологического ряда. Однако все известные зависимости для коэффициентов активности в многокомпонентных системах сложны, и ни одна из них не проверялась на системах, представляющих интерес для жидкостной экстракции, т. е. на системах, образующих две жидкие фазы. Поэтому при расчете равновесия в таких системах лучше всего ограничиться определением р для систем с малой взаимной растворимостью растворителей при бесконечном разбавлении распределяемых веществ. Даже такие ограниченные данные весьма полезны. [c.123]

Методы, основанные на использовании моделей структуры потоков, в настоящее время используются в основном для расчета простых систем экстракции. Расчет йногостадийных процессов многокомпонентной экстракции пока по-прежнему базируется на представлениях о равновесной ступени, поскольку обычно существующая нелинейность сложных равновесных соотношений в многокомпонентных системах создает немало проблем расчетного характера и без учета продольного перемешивания. [c.391]

В многокомпонентной системе воздействие присутствующих в смеси компонентов может быть учтено за счет деформации изотермы равновесия основного компонента в зависимости от концентрации сопутствующих. Изменение к.п.д. смесителя в зависимости от концентрации компонентов может быть скорректировано в ходе расчета многостадийного процесса экстракции. Однако введение такого рода коррекции должно существенно усложнить итерационную процедуру расчетного алгоритма. Существующие алгоритмы расчета многокомпонентных систем строятся пока в основном по упрощенным моделям. Из известных можно отметить алгоритм расчета схемы разделения редкоземельных элементов [57], а также алгоритм расчета совместной экстракции уранилнитрата и НМОз в ТБФ [58]. Первый алгоритм строится по принципу коррекции в зависимости от состава фаз коэффициентов распределения по компонентам. В процессе поступенчатого расчета коэффициенты распределения принимаются постоянными. Второй алгоритм строится по принципу формирования блока вычислений равновесных концентраций и блока поступенчатого расчета с коррекцией по концам схемы или в точке питания. К общим недостаткам алгоритмов поступенчатого расчета следует отнести уже отмеченный малый запас по устойчивости расчетной схемы, который резко уменьшается по мере увеличения числа ступеней и усложнения равновесных моделей. [c.393]

Расчетный анализ процесса экстракции многокомпонентных смесей не может быть выполнен в системе треугольных координат. Поэтому проверка влияния кратности растворителя на выход рафинатного раствора при разделении сложных смесей методом однократной экстракции была проведена экспериментальным путем. В качестве сырья использовался легкий газойль каталитического крекинга, выкипающий в пределах 160—320°, в качестве растворителя — фурфурол. Экстракция проводилась в термостатированном градуированном цилиндре. В опытах большое внимание обращалось па тщательное термостатпрование смеси, особенно в области возрастания выходов рафинатных растворов, так как нри этом изменение температуры даже на 0,1° резко сказывается па объеме выделяемой рафинатной фазы. [c.372]

Результаты экстракции можно рассчитать графиче-. скими методами построения (см. разд. 3). Однако для использования этих методов необходимо иметь / фазовую диаграмму. Кроме того, расчет мнотокомпо-нентнои системы можно осуществить только в том случае, если разделяемую смесь рассматривать как состоящую из двух групп веществ, компоненты которых имеют близкие экстракционные свойства, т. е. сведением многокомпонентной системы к трехкомпонентной (см. гл. II, "/ разд. 7). Следует также отметить, что метод построения (см. рис. 56, а) является приближенным особенно в тех случаях, когда рабочая точка Н далеко отстоит от треугольника. [c.133]

Так как геологические образцы являются многокомпонентными системами, рекомендуется предварительно их разделять на отдельные группы [114]. Гафний выделяют в группу с цирконием, скандием и протактинием экстракцией трибутилфосфатом из 8-н. солянокислого раствора, полученного растворением остатка после отделения других компонентов пробы. Образцы облучались в течение 8 ч потоком нейтронов 7 10 нейтр1см сек. Импульсы подсчитывали через 10—30 дней с помощью системы совпадений на многоканальном спектрометре. [c.445]

Поскольку уравнения (33), (40) и (41) эмпирические, они Не лозволяют интерпретировать экспериментальные данные и не в состоянии объяснить сущность явлений, протекающих в водной и органической фазах в процессе экстракции. Тем не менее, являясь общими (фундаментальными) соотношениями, эти уравнения дают возможность кардинально решить следующие две задачи, имеющие важное значение в практике и теории экстракции 1) расчет экстракционных равновесий в любых сложных многокомпонентных системах независимо от состава водной и органической фаз это невозможно осуществить с помощью классической теории растворов 2) учитывая неидеальность водной фазы с помощью параметра (рэ )г, выявить характер и количественную сторону неидеальности органической фазы. На основе указанных уравнений обе задачи решаются быстро с минимальной затратой усилий (экспериментального и расчетного характера) для получения необходимого ответа. Найденные эмпирические закономерности получили надежное подтверждение в литературе. [c.68]

В работе 89] дано описание алгоритма проектного расчета многостадийных противоточных процессов. Метод основан на использовании понятия равновесной стадии, которой ставится в соответствие реальная ступень контакта фаз, причем конструкция контактного устройства подбирается таким образом, чтобы была обеспечена эффективность стадии, которая рассчитывается заранее. Указанный алгоритм не рассчитан на учет обратного перемешивания между стадиями, но позволяет рас-считыцать многокомпонентные системы с нелинейной равновесной зависимостью. В основу алгоритма положен метод Ньютона-Рафсона, использующий кусочно-линейную аппроксимацию нелинейных уравнений математической модели процесса, в которую входят ра вновесная зависимость, покомпонентный и общий материальные балансы на стадиях, суммирующие уравнения (сумма мольных долей всех компонентов на каждой стадии равна единице) и баланс энтальпий или энергетический баланс. Кусочно-линейная аппроксимация позволяет получить решение стандартным матричным методом в пределах интервала, в котором справедлива линеаризация. Данный алгоритм использован для решения задачи разделения смеси ацетона и этанола с помощью экстракции двум растворителями — хлороформом и водой В экстракционной колонне с 15 ступенями разделения. Расчет многокомпонентного равновесия проводился по трехчленному уравнению Маргулеса. Описанный алгоритм имеет двойной цикл итерации- внутренний итерационный цикл, который заключается в расчете профиля концентрации по обеим фазам при заданных расходах обоих растворителей, и внешний итерационный цикл, который заключается в выборе составов продуктов на выходе из колонны, удовлетворяющих регламенту, путем коррекции по расходам растворителей. Для достижения сходимости внутреннего итерационного цикла требуется от трех до семи итераций, тогда как для получения заданного состава продуктов требовалось 14 коррекций по расходам одного или обоих растворителей. [c.128]

Для расчета массопередачи в процессе жидкостной экстракции необходимы данные по фазовым равновесиям. Поэтому весьма важные с практической точки зрения фазовые равновесия в системах типа диэтиленгликоль — ароматические углеводороды — неароматические углеводороды явились объектом изучения ряда исследователей. Джонсон и Френсис [1] изучали равновесия в тройных жидких системах типа бензол— гептан—диэтиленгликоль, Устрайх [2] провел исследования в многокомпонентных системах, содержащих ароматический углеводород (бензол, толуол или о-ксилол) и парафиновый углеводород (гептан или гексан). В качестве растворителей им использовались безводный диэтиленгликоль и диэтиленгликоль, содержащий 8 вес, % воды. В первом случае опыты проводились при 20° С, а во втором при 100° С. [c.39]

Как правило, в многокомпонентных системах часть компонентов содержится в микроколичествах и не влияет на экстракцию макрокомпонентов и друг на друга. Пусть т — число экстрагируемых компонентов, п — число макрокомпонентов, причем га тге. В этом случае нецелесообразно оперировать с матрицей Q размера тхт. Предварительно имеет смысл решить уравнения, описывающие динамику экстракции макрокомпонентов (с матрицей размером пхп). Тогда коэффициент распределения -го мнкрокомпонента п с к т на г-й ступени t), и для микрокомпонентов [c.15]

Трилонометрические методы химического анализа в настоящее время получили широкое распространение при определении катионов различных металлов. Во многих случаях они позволяют, не прибегая к трудоемким операциям разделения ионов металлов осаждением, экстракцией и т. п., анализировать сложные многокомпонентные системы. Трилон Б используется не только, как титрующий агент, но в некоторых случаях и как комплек-сон, дающий прочные бесцветные комплексы с катионами многих металлов, позволяющий устранять влияние одних металлов при определении других в заданных условиях. [c.3]