Противоточная кристаллизация из раствора

В другой модели, разработанной Дж. Пауэрсом, наоборот, принимается, что скорость диффузии в твердой фазе в процессе противоточной кристаллизации, как и в других кристаллизационных процессах, по сравнению со скоростью диффузии в жидкой фазе пренебрежимо мала. Отсюда следует, что большое влияние на чистоту получаемого продукта должен оказывать эффект разделения, имеющий место в кристаллизаторе колонны при образовании твердой фазы. Например, при разделении смеси, компоненты которой образуют непрерывный ряд твердых растворов, степень очистки не должна превышать величины а. Поскольку в опытах обычно достигается более высокая степень очистки. Дж. Пауэрс пришел к выводу, что общий эффект разделения в кристаллизационной колонне, по-видимому, обусловлен многократной перекристаллизацией кристаллов, движущихся в противотоке с жидкостью. Важную роль при этом, по его мнению, играет также и экстрактивная отмывка поднимающимся расплавом движущихся кристаллов от захваченной (окклюдированной) маточной ж идкости, загрязненной примесью. [c.134]

Существуют и другие способы выделения твердой фазы из раствора, например путем добавления в раствор какого-либо специально подобранного вещества, которое снижает растворимость выделяемого вещества этот способ получил название высаливания. При проведении так называемой аддуктивной кристаллизации в исходный раствор вводится реагент, образующий с выделяемым веществом менее растворимое комплексное соединение — аддукт. Здесь мы имеем пример проведения процесса кристаллизации в сочетании с химической реакцией. Для полноты извлечения вещества из раствора процесс иногда осуществляют в противоточном варианте раствор подается в один конец колонного аппарата, а реагент вводится в другой конец этого аппарата. Кристаллы полученного аддукта отфильтровывают и подвергают разложению и очистке (термораспад с последующей перекристаллизацией выделяемого вещества из специально подобранного растворителя, перегонка с водяным паром и т. д.). Способ комплексообразования применяется и для химического связывания примесей в соединения, легко отделяемые от основного вещества образование осадка при этом не обязательно. [c.151]

Рис. 41. Сх ма каскада для противоточной кристаллизации из раствора

Выражение (III.115) аналогично выражению (11.50), характеризующему разделительную способность ректификационной тарельчатой колонны в безотборном режиме (гл. II, 6). Следовательно, в рассматриваемой схеме кристаллизационного каскада каждая его ступень эквивалентна тарелке ректификационной колонны. Отсюда следует, что уравнения, описывающие работу ректификационных колонн, будут справедливы и для работы кристаллизационного каскада. В частности, с помощью соотношения (11.85) можно оценить разделительную способность рассматриваемого кристаллизационного каскада в отборном режиме. Поскольку кристаллизация из раствора осуществляется при температуре, обычно весьма далекой от температуры плавления очищаемого вещества, следует ожидать, что эффект диффузионного массообмена между движущимися кристаллами и раствором в ходе процесса будет ничтожно мал. Поэтому достигаемая в процессе противоточной кристаллизации из раствора глубина очистки обусловлена в основном эффектом перекристаллизации и, таким образом, здесь возникает задача создания и поддержания благоприятных для его проявления условий. [c.159]

Кристаллизацию веществ в процессе их очистки проводят или из раствора, или из расплава. Первый способ широко используется как одна из начальных стадий очистки солей и щелочей и относительно малоэффективен. Способы второго типа включают в себя направленную и противоточную кристаллизацию, зонную плавку, а также вытягивание из расплава. Все они базируются на постепенной кристаллизации очищаемого вещества за счет перемещения нагревательных элементов вдоль его объема. При этом примеси, для которых коэффициент распределения меньше единицы, будут обогащать жидкую часть слитка, а примеси, для которых он больше единицы, концентрируются в его кристаллической части. Многократное повторение процессов плавления и кристаллизации (от 10 до нескольких сотен) приводит к накоплению примесей в головной и концевой частях слитка, составляющих около 30 % его объема. [c.348]

Кристаллизационное разделение смесей обычно проводят многократной перекристаллизацией, поскольку степень разделения при однократной кристаллизации невелика в результате увеличения содержания маточного раствора в трещинах кристаллов, адсорбционного поглощения примеси поверхностью кристаллов и других причин. Перекристаллизация, повторенная многократно, позволяет достичь высокой степени разделения. При многократной перекристаллизации используют методы последовательного фракционирования, противоточную кристаллизацию и ряд других. [c.301]

Основные научные исследования посвящены проблеме получения и анализа высокочистых веществ. Изучал термодинамику предельно разбавленных растворов, внес существенный вклад в теорию процессов глубокой очистки веществ методами ректификации, термодиффузии, противоточной кристаллизации из расплава. Разработал методы глубокой очистки летучих неорганических гидридов, хлоридов и металлоорганических соединений. Исследовал процесс глубокой [c.167]

Теоретическому описанию процесса противоточной кристаллизации посвящено большое количество работ, т. к. данный процесс обладает большими возможностя-.ми. Одна группа моделей опирается на допущение, что скорость диффузии в твердой фазе пренебрежимо мала по сравнению со скоростью диффузии в жидкой фазе. Такая модель впервые была предложена в [35-37] для систем, образующих твердые растворы. Принимая такое допущение, авторы в экспериментах получали эффект разделения, значительно превышающий коэффициент разделения а. Массообмен в таком случае может быть объяснен только многократной перекристаллизацией твердой фазы, движущейся в противотоке с расплавом. Для составления математической модели были приняты следующие допущения [c.311]

Рассмотрим в качестве примера процесс противоточной кристаллизации сульфата натрия из сбросных сульфатных рассолов производства хлора и каустической соды диафрагменным. методом. Этот СП0.С06 может быть с успехом применен и для разделения смесей других солей в растворах, которыми являются. сточные воды. [c.97]

Р ИС. 27. Установка для разделения растворов сульфата и хлорида натрия методом противоточной кристаллизации [c.99]

На рис. ХП-2 представлен процесс противоточной кристаллизации применительно к разделению бинарного расплава. В случае расплавов, компоненты которых образуют непрерывный ряд твердых растворов, можно при достаточном числе ступеней получить оба компонента в практически чистом виде. Бинарные расплавы эвтектического типа при достаточном числе ступеней можно разделить на практически чистый высокоплавкий (или низкоплавкий) компонент и расплав эвтектического состава Се- [c.263]

ПРОТИВОТОЧНАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ИЗ РАСТВОРА [c.267]

РИС. 69. Схема каскада для противоточной кристаллизации из раствора 1, 2, 3,. .., г-я ступени каскада п — число ступеней каскада] [c.268]

РИС. 70. Схема колонны для противоточной кристаллизации из раствора [c.269]

Явление частичной перекристаллизации движущихся по колонне кристаллов для улучшения чистоты продукта было использовано также при разделении смеси нитратов бария и свинца [482], при очистке сульфата натрия [484], карбоната натрия [485], нитрата калия [486] противоточной кристаллизацией их водных растворов. Особенно наглядные результаты были получены в работе [486], в которой были проведены сравнительные опыты по глубокой очистке нитрата калия от примеси ионов железа однократной кристаллизацией и противоточной кристаллизацией одних и тех же водных растворов указанной соли. В обоих случаях использовался насыщенный при 50° С раствор. [c.270]

Были проведены две серии опытов. В первой серии исходным веществом служил нитрат калия марки чда с содержанием ионов железа 1-10 мас.%, во второй серии — нитрат калия марки хч с содержанием ионов железа 5-10" мас.%. Однократная кристаллизация проводилась путем медленного охлаждения раствора от 50 до 25° С в течение 40 мин. Противоточная кристаллизация осуществлялась в течение такого же периода времени в центробежной колонне [154], представляющей собой стеклянную трубку [c.270]

Из изложенного следует, что противоточная кристаллизация из раствора имеет явное преимущество в эффективности по отношению к однократной кристаллизации и при искусственном усилении эффекта перекристаллизации движущейся в колонне твердой фазы может быть весьма эффективным методом глубокой очистки веществ. [c.271]

Противоточная кристаллизация из раствора [c.116]

Г. Г. Девятых, В. А. У м и л и н, А. В. Бояркин. Исследование процесса разделения смесей солей противоточной кристаллизацией из раствора. Теорет. осн. хим. технологии, 3, № 2, 225— 230, (1969). [c.157]

В случае, если перед кристаллизацией вначале необходимо упарить раствор, используется противоточное питание корпусов, при котором исходный раствор подается в последний по ходу пара корпус и по мере упаривания последовательно проходит через все аппараты. Кристаллизация раствора происходит в первом корпусе, обогреваемом свежим паром. [c.254]

Метод противоточной кристаллизации применяется и при разделении компонентов в растворе. Сюда относятся процессы с воз- [c.324]

Рис. ХУП-4. Схема каскада для противоточной кристаллизации из раствора (п — число ступеней каскада).

Выше уже рассматривались некоторые особенности противоточной кристаллизации, делающие этот метод разделения фаз эффективным как для расплавов, так и для растворов. Следует только подчеркнуть, что для целей химической технологии он представляет очень большой интерес, в связи с чем ему и уделяется все большее и большее внимание [16—19]. [c.330]

Несмотря на кажущуюся простоту противоточной кристаллизации, процесс разделения имеет довольно сложную природу. Размер кристаллов может изменяться в результате частичного подплавления, а наличие продольного перемешивания в еще большей степени усложняет рассматриваемую картину [26]. Особенности массообмена зависят от типа фазовой диаграммы разделяемой системы. Кристаллы твердых растворов, как правило, нестабильны с изменением температуры и не являются чистыми, а содержат определенное количество примесей. Состав жидкости, окружающей кристаллы, близок к составу флегмы. Кристаллы эвтектикообразующих смесей стабильны к изменению температуры, но захватываемая ими жидкость значительно отличается по составу от флегмы. [c.107]

Замети . , что подход к межфазному массообмену в процессах противоточной кристаллизации часто яяпигит пт типя диаграммы фазового равновесия. В случае образования твердых растворов кристаллы часто неустойчивы к изменению температуры. По мере их продвижения к зоне плавления они подплавляются, и в условиях адиабатического процесса образуются новые кристаллы,. Происходит так называемый процесс перекристаллизации. Часто этот процесс протекает за счет растворения мелких кристаллов и роста более крупных [254]. При перекристаллизации слои окклюдированной жидкости легко замещаются потоком флегмы, и состав внешних слоев жидкости вокруг кристаллов значительно приближается к составу потока флегмы [237, 242]. [c.196]

На рис. 8.11, г представлен один из вариантов схемы разделения бинарной азеотропной смеси, образующей при кристаллизации непрерывный ряд твердых растворов. В данном варианте однократную кристаллизацию используют в основном для перехода через азеотропную точку, окончательно же смесь разделяют ректификацией. На рис. 8.11, (Э разделение той же смеси осуществляют сочетанием ректификации с противоточной кристаллизацией. В рассматриваемом случае можно использовать и другие варианты разделения, например получение одного компонента кристаллизацией, а второго — ректификацией. На рис. 8.11, ж показан один из возможных вариантов разделения азеотропной смеси, имеющей эвтектическую точку на диаграмме фазового равновесия жидкость — кристаллическая фаза. Соче- [c.293]

На рис. 14.1.1.11, а приведено изображение противоточной колонны в которой происходит разделение продуктов А и В, образующих твердые растворы. В таком аппарате можно условно выделить пять зон. Зона 1, в которую подается исходный продукт с концентрацией примеси Ср, является секцией Щ1тания. Зоны 2 и 5, в которых ироисходит массообмен между фазами, являются зонами противоточного движения потоков. В зоне 4 происходит охлаждение движущейся массы и удаление из процесса низкоплавкого продукта Св. В зоне 5 происходит расплавление кристаллического продукта с частичным удалением высокоплавкого продукта с концентрацией Сд. Другая часть высокоплавкого продукта поступает обратно в расплав в виде флегмы. На рис. 14.1.1.11, б изображен процесс разде-ления кществ А и В, образующих твердые растворы, методом противоточной кристаллизации. Исходный состав с концентрацией Ср подается в колонну в секцию питания. Число ступеней, как видно из диаграммы, зависит от состава исходной смеси, требуемой степени разделения и эффективности работы колонны. Вид рабочей линии аов зависит от условий протекания процесса. Рабочая линия приводится в виде прямых линий. При разделении смесей, образующих непрерывный ряд твердьк растворов, в одном аппарате можно получить практически два чистых компонента. При разделении смесей эвтектического состава выделяется чистый продукт и смесь эвтектического состава. [c.310]

В наших опытах по очистке бензола от тиофена методом противоточной кристаллизации замечено, что распределение примеси по высоте колонны существенно отличается от экспоненциального, а средни размер кристаллов увеличивается при их прохождении сверху вниз по колонне. Аналотичные явления имели место и при разделении смеси стильбен — азобензол. Обе указанные системы образуют непрерывный ряд твердых растворов [13, 14] и весьма удобны в качестве модельных. Опыты прово.цили на двух колоннах типа Шилдкнех-та. Помимо небольшого различия в размерах они отличались, ввиду специфичности использованных модельных смесей в основном, лишь устройствами зон охлаждения, плавления и теп-изоляцией. Контроль процесса и эффекта разделения осуществляли с помощью газо-хроматографического анализа проб, отбираемых из различных точек по высоте колонны после достижения ею стационарного состояния. Считали, что стационарное состояние достигнуто, если содержание примесного компонента в ряде последовательно отбираемых проб из одной и той же точки не изменялось. [c.78]

Исследование условий кристаллизации хлорид-сульфатного раствора первоначально проводилось на сульфатном рассоле, содержащем 289—304 г/л N32864 и 40—37 г/л Na l. С целью определения температурного интервала процесса противоточной кристаллизации была проведена серия опытов по статической кристаллизации исходного растворз, результаты которых приведены в табл. 10 [c.101]

При очистке солей противоточной кристаллизацией из раствора в колонне, подобной кристаллизационной колонне Шилдкнехта с циркуляцией растворителя для обеспечения обращения фаз на концах колонны [1], вследствие очень малой скорости диффузии в ионных кристаллах, массообмен ограничивается вымыванием примеси из захваченной кристаллами маточной жидкости, т. е. в одной ступени возможна глубокая очистка соли только от неизоморфных примесей. Следовательно, для отделения изоморфных примесей необходим каскад из такого ряда колонн или инициирование перекристаллизации в одной колонне с помощью термического или механического воздействия на кристаллы. [c.50]

Заметим также, что подход к межфазному массообмену в процессах противоточной кристаллизации часто зависит еще от типа диаграммы фазового равновесия. В случае твердых растворов кристаллы часто неустойчивы к изменению температуры. По мере продвижения к зоне плавления они подпл авляются, и в условиях адиабатического процесса образуются новые кристаллы. При этом слой окклюдированной жидкости замещается потоком флегмы и внешние слои жидкости вокруг кристаллов по своему составу значительно приближаются к составу потока флегмы [359, 362]. [c.267]

Исследование кристаллизации хлорид-сульфатного раствора первоначально проводилось на сульфатном рассоле состава Na l 289—304 г/л, N32804 40—37 г/л С целью определения температурного интервала про цесса противоточной кристаллизации и проверки неко торых справочных данных была проведена серия опы тов по статической кристаллизации исходного раствора Результаты исследований приведены в табл. 7. [c.44]

Целы) работы являлось изучение возмохности получения низкоплавких пластичных парафинов из данного сырья и исследование их основных физико-хЕмическю. свойств. Для ввделения парафина была использована трехступенчатая противоточная схема обезмасливания (рисунок), рекомендованная ранее [6] для производства глубокообез-масленного твердого парафина. Основная часть исследований проводилась с применением в качестве растворителя смеси МЭК-тодуол в соотношении 60 40 % об., но в ряде экспериментов использован и однокомпонентный растворитель - МЭК. Обезмасливание гача в МЭК-то-луоле проводили в диапазоне температур от минус 5 до минус 25°С, характерном для процесса получения твердого парафина (-5°С) и де-парафинированного масла (-25°С) на установке Г-39-40. Разбавление суспензии перед I и II ступенями фильтрации, а также промывку осадка парафина I ступени проводили промежуточными растворами фильтратов (см. рисунок), добавляя к ним в случае необхсдимости раствори-те.чь до балансового количества. Разбавление сырья в процессе кристаллизации парафина осуществляли равными порциями растворителя при 60, 15°С и нулевой температуре в количестве 100 % мае. и ко- [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология