Описание процесса многоступенчатой экстракции

Метод решения трехдиагоналъной системы уравнений. При решении систем высокого порядка могут возникнуть трудности, связанные с размещением матрицы коэффициентов системы в памяти машины. Например, при решении дифференциального уравнения в частных производных (уравнения Лапласа) с числом узлов, равным 500, полная матрица коэффициентов имеет 250 ООО элементов и обьино не может быть размещена в ОЗУ. Однако эта матрица слабо заполнена и лишь небольшое число ее элементов отлично от нуля. Другим примером таких систем линейных уравнений специального вида с большим числом нулевых элементов в матрице коэффициентов являются системы, получаемые при описании многоступенчатых процессов (многоступенчатая экстракция, абсорбция и ректификация в тарельчатых аппаратах и т. п.). [c.255]

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ЭКСТРАКЦИИ [c.109]

Противоточная многоступенчатая экстракция с флегмой представляет собой вариант простой противоточной экстракции н является по существу аналогом процесса ректификации. В то время как в схемах экстракции, описанных ниже, наиболее обогащенный экстракт, выходящий из установки, имеет концентрацию, близкую к равновесной с исходным раствором, путем применения флегмы можно получать экстракт, концентрация которого может быть значительно больше концентрации, равновесной с питанием (исходным раствором) [c.282]

На рис. 216 показана схема противоточной экстракции с двумя экстрагентами. Приведенная схема является периодическим вариантом процесса диссоциативной экстракции, описанной в главе VII. Этот процесс применяют для разделения смеси органических кислот с разными константами диссоциации, растворенных в органическом растворителе. Исходный раствор смешивают с небольшим количеством водного раствора щелочи, после чего производят разделение (декантацию) смеси. Декантацию можно осуществлять также не в отдельном аппарате, а в верхней части колонны. Кислоты после нейтрализации экстрагируют водой в виде солей. Для лучшей очистки получаемого продукта часть кислот, не подвергшаяся нейтрализации, вымывается из водной фазы в многоступенчатом экстракторе поднимающимся по колонне экстрагентом. [c.437]

Определение числа ступеней равновесия. Теоретическое описание кинетики процесса экстракции из твердых материалов, как уже отмечалось, вызывает большие затруднения, и даже в сочетании с экспериментом может служить основой лишь для приближенных инженерных расчетов. В связи с этим на практике часто оценивают эффективность экстракторов непрерывного действия по числу достигаемых ступеней равновесия. Это позволяет в случае многоступенчатых аппаратов оперировать коэффициентами полезного действия реальных ступеней (степень приближения к равновесию), а в случае протяженных аппаратов (шнековые и др.) — длиной, эквивалентной одной ступени равновесия. [c.607]

Многоступенчатая экстракция двумя растворителями (экстрагентами). Процесс экстракции двумя несмешивающимися друг с другом экстрагентами носит название фракционной экстракции. Применение в качестве экстрагента однородной смеси из двух, а иногда и большего числа компонентов позволяет повысить его селективность, а также изменить некоторые другие свойства, влияющие на массопере-дачу, например снизить межфазное натяжение или уменьшить вязкость. Процесс фракционной экстракции отличается наибольшей разделяющей способностью по сравнению с другими методами экстрагирования, описанными выше. [c.537]

Оба метода учитывают гидродинамические условия процесса экстракции и влияние этих условий на массопередачу. С их помощью можно определить высоту экстракционной колонны. Расчет третьим методом ведется в два этапа в первом определяется число теоретических ступеней, которое потребовалось бы для проведения экстракции в многоступенчатой аппаратуре, а во втором—высота колонны, соответствующая одной ступени. Умножая ее на число ступеней, получим общую высоту колонны. Этот метод имеет некоторые преимущества, так как дает возможность не только определить размеры многоступенчатой системы, но и проанализировать в условиях состояния равновесия влияние на процесс некоторых параметров (количество растворителя, концентрация). Однако он не дает ясного представления о механизме массопередачи. Хотя этот метод применяется при расчетах диффузионных аппаратов и описан в технической литературе с использованием высоты эквивалентной теоретической ступени , в настоящей работе он не рассматривается. [c.239]

На каждую последующую ступень в качестве исходного раствора поступают все более обедненные экстрагируемым компонентом рафинаты Ri. 3. > Rn-i< поэтому концентрации экстрактов снижаются от первой (Еу) к последней (f,,) ступени. В результате для получения рафината высокой чистоты требуются большие объемные соотношения экстрагента и исходного раствора, т. е. большой суммарный расход свежего экстрагента, что связано со значительным удорожанием процесса его регенерации. Вследствие указанных недостатков описанный способ экстракции находит ограниченное применение в промышленности. Так, его используют в тех случаях, когда необходимо получить, не считаясь с потерями, в весьма чистом ( / ] ( [ виде компонент А и когда для этой цели можно применять дешевый экстр-а ент (например, воду), Рис. Х1П-11. Схема многоступенчатой противоточной причем не требуется ре- экстракции (/, 2,. . п — 1, п — ступени), генерации экстрагента. [c.533]

И рафината (рис. ХП-9, а). Контакт свежего экстрагента с уходящим рафинатом способствует лучшему извлечению целевого компонента, а контакт свежего раствора с уходящим экстрактом благоприятствует росту концентрации последнего. В результате при встречном движении раствора и экстрагента достигается высокая степень экстракции при минимальном расходе экстрагента. Процесс протекает непрерывно и осуществляется в секционированных горизонтальных аппаратах (например, в многоступенчатом ящичном экстракторе), в ранее описанных вертикальных колоннах и центробежных экстракторах. Как и в предыдущих случаях, рассмотрим два варианта процесса. [c.576]

Экстракторы, состоящие из отдельных ступеней, в которых жидкости смешиваются при этом происходит экстракция, затем жидкости разделяются и отдельно выводятся из ступени (смесительно-отстойные экстракторы). Экстракционные аппараты этого типа рассмотрены ниже. Для осуществления многоступенчатых процессов, описанных в главах VI и VII, отдельные ступени необходимо соединять в виде каскадов. [c.443]

Разрабатывая новые промышленные экстракционные процессы, не всегда можно полагаться на равновесные данные, полученные при применении тщательно очищенных веществ, так как влияние небольших количеств примесей, обычно присутствующих в технических продуктах, часто нельзя предвидеть. Смесь, предназначенная для разделения, во многих случаях не является раствором двух или трех химически чистых компонентов, а содержит по крайней мере небольшие количества веществ, поведение которых при экстракции не всегда можно предусмотреть. Более того, о наличии следов некоторых веществ в растворе иногда можно судить, лишь сконцентрировав их в одной из фаз путем многоступенчатой экстракции. Разделяемая смесь может иметь настолько сложный состав, что попытка получить детальные равновесные данные, особенно если компоненты смеси влияют на распределение друг друга, оказалась бы безуспешной или слишком дорогостоящей. Методы расчета, описанные в предыдуишх главах, к таким системам не применимы. Иногда, при очень малых концентрациях, кривая равновесного распределения может принимать неожиданную, неблагоприятную для экстракции, форму. Это приобретает важное значение, если необходимо довести остаточную концентрацию распределяемого вещества в рафинате до нескольких миллионных долей. [c.405]

В методах второй категории сложности, когда одноступенчатое разделение оказывается недостаточно селективным или неколичественным, первую фазу повторно контактируют со свежей порцией второй фазы. Такая повторная обработка применяется в тех случаях, когда один из разделяемых компонентов количественно остается в одной фазе, в то время как другой компонент распределяется между обеими фазами. Так, при реакции осаждения степень соосаждения обычно можно умень-щить путем растворения осадка в чистом растворителе и повторения процесса. Аналогичным образом если при экстракционном разделении один из компонентов количественно остается в одной из фаз, например водной, а второй распределяется между обеими фазами, то целесообразно повторение экстракционного процесса. Обычным примером тому является хорошо известный экстрактор Сокслета. Другой иллюстрацией того же принципа может служить использование в качестве катода свежей порции ртути при электролитическом разделении металлов при контролируемом потенциале и использование ионообменной колонки для количественного извлечения ионов из раствора. В разделе 25-2 при описании исчерпывающей экстракции изла-гается теория многоступенчатой экстракции с конечным числом порций свежего растворителя. Та же самая концепция применима и к другим примерам разделения этого типа, если предположить, что на каждой ступени устанавливается равновесие с постоянным значением коэффициента распределения. [c.515]

Самыми ранними и наименее подробными формами математического описания массообменных процессов являются графо-ана-литические методы расчета. Эти методы еснованы на концепции равновесной ступени. Упрощенность теоретических предпосылок, геометрически наглядная интерпретация расчетных соотношений и, главное, ориентация на возможности ручного счета предопределили общедоступность и широкое распространение этих методов. Наиболее полное изложение графо-аналитических методов расчета многоступенчатых процессов экстракции дано в известной монографии Трейбала [1]. Значительному распространению этих методов в области расчета многокомпонентных систем экстракции неорганических веществ способствовали работы академика А. В. Николаева с сотр. [2]. [c.363]