Общие коэффициенты и ВЭТТ

Влияние природы неподвижной фазы на размытие полос. Выше основное внимание уделялось подбору неподвижной жидкости, обеспечивающей необходимую селективность, и не учитывалось влияние природы жидкости на размытие полос. Это влияние, как видно из уравнений (1,53) и (1,54), объясняется зависимостью ВЭТТ как от сорбционных характеристик жидкости, так и от значения коэффициента диффузии в жидкой фазе. Рассмотрим. прежде всего влияние коэффициента Генри на характер размытия полос на примере разделения смеси веществ, принадлежащих к одному гомологическому ряду. В первом приближении можно считать, что величина Н практически одинакова для всех гомологов, тогда ширина полосы после элюирования пропорциональна общему коэффициенту Генри, т. е. времени удерживания. При этом, как видно из уравнения (11,3), четкость разделения одинакова для любых пар соседних гомологов. Поэтому для разделения, например, смеси пропана и бутана необходима колонка такой же длины, как и для разделения смеси нонана и декана (предполагается также постоянство Кс, что справедливо при значительной сорбции). Разумеется, допущение постоянства Н лишь грубое приближение. [c.96]

Общие коэффициенты и ВЭТТ (высота эквивалентной теоретической тарелки) [c.74]

Член С определяется недостаточной скоростью массопереноса и возникающей вследствие этого не-равновесностью хроматографического процесса. Причинами этого могут быть медленная диффузия в неподвижной жидкой фазе, медленная адсорбция или десорбция с поверхности. В случае газо-жидкостной хроматографии постоянная С зависит от толщины неподвижного слоя жидкости, коэффициента диффузии растворенного вещества в этой жидкости и объема жидкости по сравнению с объемом подвижной фазы. Наибольщее влияние, по-видимому, оказывает толщина неподвижного слоя жидкости. Заметное повышение эффективности наблюдается на колонках с очень тонкими слоями жидкой фазы. Достижению равновесия способствует высокая температура и низкая вязкость растворителя. В общем случае зависимость ВЭТТ от V для газовой и жидкостной хроматографии имеет вид, представленный Яа рис. 28.5. [c.592]

В случае обоих методов на разделение металлов большое влияние оказывают не только термодинамические факторы, например коэффициенты распределения, но и динамические факторы. Если для сравнения использовать практически получаемые величины для высоты, эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ), то эффективность обоих методов приблизительно одинакова. Однако следует помнить, что ВЭТТ зависит от химических свойств системы и потому в общем виде такое сопоставление проводить нельзя. [c.13]

Таким образом, сравнительное исследование может быть выполнено как на качественном, так и на количественном уровне в последнем случае сравниваются численные величины коэффициентов распределения и констант равновесий. Однако необходимо учитывать, что на экстракционные равновесия в динамическом экстракционно-хроматографическом процессе влияет большее число факторов по сравнению с однократной статической экстракцией. К ним относятся размер частиц носителя в колонке, плотность упаковки, скорость движения потока, диффузионные эффекты, количество вымываемого элемента, объем раствора при загрузке колонки, емкость колонки, количество экстрагента, температура хроматографирования, скорость образования экстрагируемого соединения, скорость достижения фазовых равновесий. Эти факторы, которые к тому же очень часто взаимосвязаны, влияют на ширину пиков и образование так называемых хвостов на выходных кривых элюирования и соответственно на рассчитываемые из этих данных коэффициенты распределения и величины ВЭТТ, т. е. на общую эффективность колонки. Более того, довольно трудно поддерживать постоянными хроматографические параметры Ат и и другие экспериментальные условия в течение динамического экстракционно-хроматографического процесса. Поэтому, учитывая эти особенности хроматографии, не следует рассчитывать на слишком точное соответствие результатов экстракционной хроматографии и экстракции. [c.38]

На рис. 3, а показана линейная зависимость между эффектом, вызванным продольной диффузией, и обратной скоростью газа, что подтверждает вид соответствующей функции в уравнении для ВЭТТ. Наклоны этих кривых также линейно зависят от D g для соответствующих газов-носителей (рис. 3, б), Этим подтверждается зависимость продольной диффузии от коэффициента диффузии растворенного вещества в газовой ( азе. Из наклона кривой на рис. 3, а рассчитаны значения Од для н-гептана в каждом газе-носителе. В табл. 3 представлены значения, полученные таким способом, и значения, вычисленные из сопротивления массопередаче в газовой фазе Од. Значения для Од были найдены из рис. 3, в, где отложены суммарные значения С Сд + Сг) в зависимости от Од для соответствующих газов. Как вытекает из уравнения Голея [2], эта зависимость должна выражаться прямой линией, пересекающей ось С при бесконечно большой величине коэффициента диффузии растворенного вещества в газе, равной сопротивлению массопередаче в жидкой фазе. Вычитая значение С( из общей величины С для каждого газа, можно получить величины Сд. Подставив значения г а К в уравнение Голея и использовав соответствующие значения Сд, мы рассчитали Од для каждого газа. Из табл. 3 видно, что значения, полученные из данных по влиянию про- [c.204]

Члены В ц С уравнений Голея учитывают коэффициент диффузии веществ в газе-носителе, однако величина В прямо пропорциональна Og и величина 1 обратно пропорциональна Og. Поэтому при переходе к газу-носителю, в котором коэффициент диффузии больше, член В увеличивается, а член С] уменьшается- Для всех веществ это приводит к повышению минимума кривых ВЭТТ и к смещению его в область более высоких линейных скоростей газа. Характер влияния на член С будет зависеть от относительных величин членов С] и Сг, т. е. от величин удерживания веществ- Для низкомолекулярных углеводородов, где Сг является контролирующим членом, общее значение С будет изменяться незначительно. Для хорошо удерживаемых веществ член С может существенно уменьшиться при переходе к газам с высоким коэффициентом диффузии. Влияние применения газов-носителей с различным коэффициентом диффузии показано на рис. 3 для метана, этана, пропана и н-бутана. [c.232]

Как и любые методы разделения, хроматографический процесс может быть описан двумя величинами коэффициентом однократного разделения и числом элементарных актов. Под последним в хроматографии понимается число теоретических ступеней колонны — отношение общей высоты слоя ионита к высоте, эквивалентной теоретической ступени. Точное определение ВЭТТ или числа теоретических ступеней требует большого количества равновесных и кинетических данных. Поэтому целесообразно ограничиться определением коэффициента однократного ионообменного разделения смесей РЗЭ и на этой основе определить возможность нахождения оптимальных условий проведения хроматографического процесса. [c.176]

Можно заключить, таким образом, что невозможно в настоящее время рекомендовать воспроизводимые методы заполнения, обеспечивающие эффективность широких колонн на уровне аналитических. Однако даже использование простейшего вибратора дает возможность получать систематически колонны диаметром до 50 мм, имеющие ВЭТТ- около 3 мм. Колонну заполняют порциями по /з общего объема с пятиминутной вибрацией после каждого заполнения, в конце колонну подвергают вибрации еще 10—15 м.ш. Амплитуда вибраций 2—3 мм. Профиль скорости перемещения компонента можно сделать более плоским, если в областях поперечного сечения с повышенной скоростью газа-носителя тем или иным способом увеличить коэффициент Генри. Как известно, скорость газа-носителя W г) связана со скоростью перемещения компонента и г) простым соотношением [c.194]

Новый этап в развитии КНК начался в последние годы, когда были разработаны методы получения длинных колонок с общей эффективностью 30—50 тыс. теоретических тарелок [39]. Изучены особенности процесса разделения в КНК в газо-жидкостной и газо-адсорбционной хроматографии, исследовано влияние условий разделения (природа и давление газа-носителя, зернение сорбента, диаметр колонки) на эффективность колонок, разработаны методы изготовления КНК и предложены новые области практического применения колонок этого типа [40—45]. В ходе этих исследований были получены следующие результаты. Минимальное значение ВЭТТ для колонок диаметром от 0,5 до 2 мм мало зависит от диаметра колонки и составляет 0,4—0,8 мм. Значительно более существенно изменяется коэффициент сопротивления массопередаче в уравнении Ван-Деемтера, который снижается с уменьшением диаметра колонки, причем эта зависимость справедлива для всех исследованных веществ, неподвижных фаз и газов-носителей [41]. Полу- [c.57]

Общее количество вводимой за цикл смеси, т, мл ВЭТТ фактическая. Н по циклогексану. мм Критерий разделения, К. Время разделения, т, мин Коэффициент отбора, е, Коэффициент улавливания. [c.381]

Распылительные колонны характеризуются интенсивным продольным перемешиванием [204—224]. Общее ntj)вмешивание вэттих колоннах является результатом не только диффузионного перемешивания, характеризующегося коэффициентом продольной турбулентной диффузии, но и крупномасштабного перемешивания [224 i Многие исследователи [204—211, 222] обнаружили резкое изменение профиля концентраций в месте ввода сплошной фазы в колонну— так называемый концевой эффект, который не зависит от направления массообмена. Установлено также, что в распылительных колоннах, особенно в колоннах больших диаметров, происходит интенсивное продольное перемешивание сплошной фазы, снижающее эффективность этих аппаратов. [c.201]

Для общего случая экстракции ВЭТТ в отличие от ВЕП не теряет физического смысла, но может слун ить лишь для к 1чественной оценки эффективности, так как меняется по высоте колонны (даже в том случае, когда К — onst), зависит от входных и выходных концентраций растворов и не может быть использована при выводе формулы для расчета высоты колонны. То же относится и к упомянутым выше параметрам, используемым в некоторых случаях для оценки эффективности колонны степень извлечения, соответствующая заданной высоте колонны, и высота колонны, соответствующая заданной степени извлечения. Отметим, что при извлечении, близком к 100%, оценка эффективности колонны по степени извлечения непригодна даже как качественная, так как степень извлечения моя ет изменяться на десятые доли процента при увеличении коэффициента массопередачи в несколько раз. [c.56]

Второй член уравнения Ван Деемтера отражает влияние молекулярной диффузии в газовой фазе на эффективность колонки. Влияние геометрического фактора насадки колонки во втором чжне уравнения вьфажено коэффициентом извилистости у. Чем ближе размеры частиц сорбента и их форма, тем менее извилисты траектории, по которым должны двигаться молекулы разделяемых веществ в потоке газа-носителя. В соответствии со вторым членом ВЭТТ увеличивается пропорционально увеличению коэффициента диффузии хроматографируемого вещества в газовой фазе коэффициент диффузии можно уменьшить, если проводить разделение при пониженной температуре. Фактически разделение при пониженной температуре увеличивает ВЭТТ в результ те увеличения третьего члена, так что общий эффект является комплексным. Коэффициент диффузии можно также уменьшить, если работать при повышенном общем давлении. Однако для этого недостаточно повысить давление только на входе. Чтобы поддерживать более высокое среднее да -ление в колонке, приходится также поднимать давление и на выходе из колонки для этой цепи используют специалы-ные устройства, регулирующие поток, например регуляторы давления диафрагменного типа. Если увеличивается только давление на входе в колонку, скорость и перепад давления также увеличиваются, что приводит к снижению эффективности колонки. [c.25]

Как показали опыты, увеличение температуры от начала к концу колонки давало лучшие результаты по сравнению с обратным градиентом. На рисунке представлены только кривые, соответствующие колонкам с температурным градиентом первого типа. Такие колонки характеризуются меньшими значениями ВЭТТ при разделении больших проб по сравнению с колонкой, работающей при средней температуре, постоянной по длине. Такой эффект можно объяснить увеличением сорбционной емкости, характеризуемой величиной эффективного объема тарелки Оэф = г + К г ж на начальном участке колонки, где понижение температуры приводит к повышению растворимости веществ в неподвижной фазе (увеличению коэффициента Генра К). Таким образом, создаются условия для разделения проб большого размера без значительного снижения эффективности. Следует указать также и на постепенное повышение температуры к концу колонки, позволяющее уменьшить общее время разделения, что играет важную роль при оценке производительности. [c.33]

В общем случае любого хроматографического процесса Н = = (1аУ(И. Из (111.14) следует, что Н пропорционально о и D. Все эти величины ВЭТТ — Н, дисперсия пика — и коэффициент квазидиффузии — О служат мерой размывания хроматографической зоны. [c.53]

В этом уравнении первые три члена соответствуют ВЭТТ аналитической колонки, а дополнительный четвертый член учитывает влияние радиуса препаративной колонны и коэффициента радиальной диффузии Оп (с соответствующим коэффициентом х) на общую высоту тарелки. Вклад этого члена резко растет с увеличением радиуса колонны. Этот рост необходимо по возможности компенсировать увеличением радиальной диффузии за счет более тщательного заполнения колонны частицами сорбента (с применением вибрации), установки перераспрсдслителей потока по высоте колонны и т. д. [c.376]

Из краткого рассмотрения различных факторов видно, что изменение высоты тарелки в зависимости от температуры и скорости газа-носителя является сложным. Точные экспериментальные измерения трудны, данные об изучении рассматриваемых зависимостей в сколько-нибудь широких температурных пределах отсутствуют. Чтобы проиллюстрировать ожидаемое поведение ВЭТТ, Харрис и Хэбгуд [1] использовали приведенные выше рисунки с целью рассчитать серию кривых высоты тарелки в зависимости от скорости газа при различных температурах для ряда хроматографических режимов, включающих различные относительные значения сопротивления массопередаче в жидкой и газовой фазах. Полученные кривые показаны на рис. 27, а коэффициенты, использованные в уравнении (2-15), перечислены в табл. 5. Более полное обсуждение кривых рис. 27 можно найти в работе [1]. В общем высота тарелки в области высоких скоростей, представляющих [c.62]