Процессы молекулярного разделения

Обратный осмос (гиперфильтрация) — непрерывный процесс молекулярного разделения растворов путем их фильтрования под давлением через полупроницаемые мембраны, задерживающие полностью или частично молекулы либо ионы растворенного вещества. При приложении давления выше осмотического (равновесного) осуществляется перенос растворителя в обратном направлении (от раствора к чистому растворителю через мембрану) и обеспечивается достаточная селективность очистки. Необходимое давление, превышающее осмотическое давление растворенного вещества в растворе, составляет при концентрации солей [c.156]

Обратный осмос - непрерывный процесс молекулярного разделения растворов путем их фильтрования под давлением через полупроницаемые мембраны, задерживающие полностью или частично молекулы или ионы растворенного вешества. Для достижения удовлетворительного разделения растворов необходимо поддерживать рабочее давление, превышающее осмотическое давление растворенного вешества в растворе, в пределах 0,1-1 МПа при концентрации солей 2-5 г/л и 5-10 МПа при концентрации солей 20-30 г/л. [c.76]

ПРОЦЕССЫ МОЛЕКУЛЯРНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ [c.350]

Процессы молекулярного разделения [c.351]

На перенос растворенного вещества через мембрану оказывает влияние такое важное явление, как концентрационная поляризация. Это явление увеличения концентрации растворенного вещества, задерживаемого мембраной у ее поверхности вследствие избирательного перемещения растворителя через мембрану. Например, в случае осмотического процесса растворенное вещество, не имея возможности проникнуть через мембрану, накапливается в тонком пограничном слое у ее поверхности, где его концентрация становится выше, чем в основном объеме раствора. Эта увеличившаяся концентрация приводит к снижению эффективного давления вследствие увеличения осмотического давления раствора, определяемого концентрацией именно в пограничном слое, что ведет к снижению скорости процесса и к лучшей селективности. В некоторых случаях концентрация растворенного вещества в этой тонкой пленке может стать настолько высокой, что последняя делается очень вязкой и желеобразной. Диффузия через этот слой геля идет более медленно, чем через саму мембрану, даже при увеличении разности давлений по обе стороны мембраны. Поэтому при использовании мембраны в процессе молекулярного разделения важно уметь определять, контролируется ли процесс переноса вещества диффузией через мембрану или же диффузией через гелевый слой последнее указывает на необходимость регенерации или замены мембраны. Образование гелевого слоя, если его нельзя предотвратить, может произойти в течение нескольких минут от начала фильтрации. Коль скоро такой слой геля образовался, он становится определяющим фактором, который влияет на скорость потока больше, чем сама мембрана. [c.352]

Процессы молекулярного разделения 353 [c.353]

Следует отметить, что глубокий вакуум (менее 130 Па) применяется лишь в процессе молекулярной дистилляции, т. е. при использовании метода разделения, основанного на увеличении длины свободного пробега молекул с уменьшением остаточного давления. [c.272]

В процессе молекулярной дистилляции жидкость испаряется при температуре ниже точки кипения. Этот процесс используют для разделения веществ, чувствительных к повыщенным температурам. [c.586]

В работе В.А. Сафонова рассмотрен процесс температурного разделения с позиций молекулярно-кинетической теории, в которой сделана попытка объяснить этот процесс как результат распределения молекул по скоростям под действием радиального градиента давления. Из медленных молекул, подверженных большему отклонению от начального направления движения, формируется осевой поток, понижая температуру газа. Однако этой теорией не объясняются многие газодинамические особенности вихревых труб, например, ухудшенная работа прямоточной трубы по сравнению с противоточной. [c.24]

Экстракция незаменима для разделения смесей веществ, чувствительных к повышенным температурам, например антибиотиков, которые могут разлагаться прн разделении их ректификацией или выпариванием. Применение экстракции часто позволяет эффективно заменять такие процессы, как разделение высококипящих веществ с использованием глубокого вакуума, например молекулярной дистилляцией, или разделение смесей методом фракционированной кристаллизации (стр. 638). [c.522]

Для оценки эффекта разделения в процессе молекулярной дистилляции пользуются коэффициентом разделения ам, который определяется следующим соотношением [c.102]

Молекулярные сита [13]. Сита применяют для разделения частиц по величине и форме. При совпадении размеров ячеек сита (в данном случае пор сорбента) с размером молекул (порядка 0,3—1,5 нм) говорят о молекулярноситовом разделении. Свойством разделять частицы молекулярных размеров по. их величине обладают многие вещества, например крахмал, хелатные комплексные соединения. Молекулярными ситами в узком смысле слова называют вещества определенной пористости. Основой молекулярных сит могут служить, например, цеолиты, стекла и углерод (в виде продуктов пиролиза пластмасс). Величину пор молекулярных сит можно задавать в процессе их изготовления, т. е. можно получать большое разнообразие сит для различных целей. На процесс хроматографического разделения, наряду с ситовым действием, оказывают влияние и силы адсорбции (диполь-дипольное взаимодействие) в ряду алканы, алкены, алкины адсорбционная способность возрастает. [c.350]

Типичная хроматограмма, полученная в процессе эксклюзионного разделения, представляет собой достаточно плавную кривую с одним (в случае унимодального ММР) или несколькими максимумами. Из этой кривой с использованием калибровочной зависимости и соответствующих расчетов определяют значения средних молекулярных характеристик и ММР полимера в дифференциальной или интегральной форме. [c.49]

Из уравнения (17.19) следует, что степень разделения при молекулярной дистилляции больше, чем при простой перегонке в (Мв/Ма)° раз. Процесс молекулярной дистилляции дорогостоящий, поэтому его применяют для разделения небольших количеств высокоценных веществ витаминов, аминокислот, гормонов и т.п. [c.113]

Микроскопическое изучение вулканизационной сетки. Вулка-низат подвергают набуханию до равновесного состояния в стироле в присутствии пероксида, ингибитора и небольшого количества пластификатора (фталата). После полимеризации стирола из полученного композита вырезают ультратонкие образцы, которые обрабатывают тетраоксидом осмия и рассматривают с помощью трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ). При достаточно большом увеличении можно увидеть сетчатую структуру, темные области которой соответствуют цепям сетки или их пучкам, однако на определенной стадии в процессе фазового разделения образуется тройная система, состоящая из эластомера, полистирола и сополимеризованного стирола. При этом наблюдается линейная корреляция между размерами ячеек и молекулярной массой цепей сетки М что позволяет оценивать плотность цепей сетки для отдельных фаз вулканизатов смесей, причем результаты хорошо согласуются с данными ЯМР-спектроскопии набухших вулканизатов. [c.517]

Приведенные в этом разделе положения и полученные результаты будут использованы при анализе процессов молекулярной дистилляции и мембранного разделения. [c.260]

Во втором разделе рассматриваются некоторые вопросы теории поверхностных явлений. Приводятся результаты исследования молекулярной структуры поверхностных слоев и поверхностных свойств растворов, а также процессов поверхностного разделения в многокомпонентных системах, содержащих поверхностно-активные вещества. [c.375]

Тонкослойная хроматография является вариантом жидкостной хроматографии, протекающей в тонком слое сорбента, причем толщина слоя существенно меньше его ширины (не менее чем в 5 раз). В тонкослойной хроматографии используются те же варианты, что и в колоночной жидкостной хроматографии. По составу фаз, участвующих в процессе хроматографического разделения, можно выделить следующие основные виды тонкослойной хроматографии [2] жидкость—[твердое тело], жидкость — [жидкость — твердое тело] и жидкость—[гель]. Разделение может быть реализовано при использовании различных принципов удерживания, поэтому тонкослойная хроматография бывает адсорбционной, распределительной, ионообменной, молекулярно-ситовой и аффинной. [c.5]

Процесс молекулярного переноса массы, вызванный неоднородностью температуры внутри смеси, называется термической диффузией. В результате термической диффузии система приходит в равновесное состояние, при этом эффекты разделения и перемешивания взаимно уравновешиваются. Эффект разделения вызывается разностью температур, эффект перемешивания — возникшей при этом разностью концентраций. Эффект термической диффузии оценивается величиной разделения АА, или термодиффузионным отношением Кт, которые связаны между собой следующим образом [c.498]

Важным фактором в фазовом разделении подобных систем является то, что основным механизмом движения цепей является их рептация, или переползание в трубе, образованной лабильными узлами сетки зацеплений [18, 19]. Очевидно, в тех случаях, когда лабильные узлы становятся стабильными (допустим, в результате химической сшивки), переползание цепей, связанное с требованиями фазового разделения, будет тормозиться, приводить к появлению локальных напряжений и даже станет невозможным без разрыва некоторых химических связей. С аналогичными ограничениями молекулярного движения связано торможение процессов фазового разделения в системах на основе линейных гомополимеров и блоксополимеров при стекловании. [c.183]

В тех случаях, когда протекание процессов фазового разделения в полимерных системах не ограничено такими явлениями, как наличие химических сшивок молекулярных фрагментов, торможение подвижности макромолекул за счет стеклования системы либо наличия химических связей между молекулярными цепями различной химической природы представляется естественным образование макроскопических агрегатов новой фазы. Последнее наблюдается практически во всех смесях линейных полимеров. Если фазовое разделение начинается с образования небольших (порядка сотен ангстрем) критических зародышей или микрообластей таких же размеров в модулированных структурах при спинодальном разложении, непосредственный интерес представляет, каким образом формируются агрегаты, содержащие тысячи и десятки тысяч объемов подобных микрообластей. [c.183]

ГО В ГЛ. 1 процесса энергетического разделения. В последнем турбулентные пульсации газа — один из основных механизмов процесса разделения. При сепарации турбулентные пульсации являются главной помехой для эффективного протекания процесса. Именно для уменьшения их влияния разделяемые компоненты разбавляют газом с малой молекулярной массой. В камере энергетического разделения, приосевой поток формируется на нагретом конце камеры из заторможенного периферийного потока. В сепараторе приосевой поток, насыщенный легким компонентом, формируется на участке камеры, на котором сохраняются высокие значения тангенциальной составляющей скорости. Длина этого участка зависит от соотношения геометрических размеров и свойств смеси. [c.168]

Отметим, ЧТО глубокий вакуум применяют лишь в процессах молекулярной дистилляции, т. е. при использовании метода разделения, основанного на увеличении длины свободного пробега молекул с уменьшением остаточного давления. Остаточное давление в аппарате подбирается таким образом, что расстояние между поверхностями испарения и конденсации оказывается несколько меньше длины свободного пробега молекул дистиллируемого ве-ш,ества. [c.11]

Процесс фазового разделения, индуцированного химической реакцией, который является важнейшим фактором, определяющим структуру, морфологию и свойства конечного полимера, рассматривается в [37, 38], где отмечается, что описание его возможно с помощью классической теории Флори-Хаггинса. Однако, предлагаемые уравнения справедливы для равновесных условий и не учитывают таких факторов реальных олигомерных систем, как длина цепи, молекулярно-массовое распределение, полидисперсность, зависимость параметра взаимодействия X от концентрации раствора при испарении растворителя. Отклонения критических параметров системы полимер - растворитель от классической теории Флори-Хаггинса под влиянием давления и температуры, флуктуационных изменений при большом количестве звеньев в цепи, изучены также в работах [39, 40]. [c.231]

Процесс молекулярной дистилляции применяют для разделения относительно небольших количеств дорогостоящих термически нестабильных веществ витаминов, аминокислот, гормонов и т. п. При больших расходах разделяемых смесей возникает необходимость увеличивать поверхность испарения, объем дистиллятора и, соответственно, неоправданно увеличиваются затраты на герметизацию оборудования и на работу вакуум-насоса. [c.418]

В дальнейшем мы охарактеризуем водные дисперсии (дисперсионная среда — вода), встречающиеся в природе (природные воды) и используемые в промышленности (сточные воды и водные суспензии в различных технологических процессах), для разделения которых применяют коагуляцию и флокуляцию или то и другое одновременно. Водные дисперсии представляют собой сложную гетерогенную систему, в которой растворены различные вещества, представляющие, собой ионные и -молекулярные растворы, и содержатся коллоидно- и грубодисперсные взвешенные вещества. [c.5]

Несмотря на ряд трудностей, связанных с аппаратурным оформлением процесса молекулярной дистилляции, и короткий срок развития этого технологического процесса (первый патент был взят в 1928 г.) в настоящее время находятся в эксплуатации промышленные многоступенчатые уста-, новки с аппаратурой, выполненной из металла, производительностью до 8 т дистиллята в сутки. Трудность конструктивного осуществления процесса молекулярной дистилляции связана с тем, что продукт должен как можно меньше подвергаться нагреванию. так как обычно производится разделение тер(мически нестойких смесей. Нужно также обеспечить отсутствие разбрызгивания и попадания брызг жидкости вместе с паром на поверхность конденсатора. Необходимо осуществлять предварительную дегазацию дистиллируемой жидкости, так как в противном случае в аппарате будет наблюдаться вспенивание, которое приведет к попаданию жидкости на конденсирующую поверхность. [c.239]

Обратный осмос (гиперфильтрация) — это непрерыв ный процесс молекулярного разделения растворов путем их фильт рования под давлением через полупроницаемые мембраны, задер живающие полностью или частично молекулы либо ионы раство ренного вещества. Гиперфильтрация используется для выделенш низкомолекулярных растворенных веществ (например, Сахаров, со лей, кислот). При приложении давления выше осмотического (рав новесного) осуществляется перенос растворителя в обратно направлении (по сравнению с обычным осмотическим переносом)— от раствора к чистому растворителю через мембрану и обеспечивается достаточная селективность (разделяющая способность] очистки. Необходимое давление, превышающее осмотическое дав ление растворенного вещества в растворе, составляет 0,5—1 МШ при концентрации солей 2—5 г/л и 5—10 МПа при концентрации 20—30 г/л [254]. [c.150]

Для процессов мембранного разделения газовых смесей с использованием высокоселективных композиционных мембран важен вопрос о концентрационной поляризации [14, 15]. В общем случае в результате селективного переноса компонентов газовой смеси через мембрану в напорном канале модуля возникает градиент концентраций по нормали к мембране. В результате у поверхности мембраны образуется пограничный слой, в котором концентрация целевого (или селективнопроникающего) компонента меньше, чем в ядре потока. В процессах мембранного разделения газов компоненты газовой смеси переносятся к мембране как конвекцией, так и молекулярной диффузией. Решение уравнения совместного конвективно-диффузи-онного переноса через пограничный слой к поверхности мембраны приводит к следующему выражению для концентрации целевого (или г-го) компонента ую в газовой фазе у поверхности мембраны в напорном канале [16] [c.172]

Эта классификация дает представление о примерных размерах внутренних каналов цеолитов. Процессы молекулярно-ситового разделения были разбиты на два типа 1) разделение вследствие полного молекулярно-ситового эффекта и 2) разделение вследствие частичного молекулярно-ситового эффекта. Примером полного молекулярно-ситового эффекта является отделение монозамещен-ных метанов от монозамещенных этапов на дегидратированном мордените. Разделение при частичном молекулярно-ситовом эффекте, как это видно из табл. 1.5 (колонка 2), основано иа различиях в скорости адсорбции. Благодаря этому удалось полностью или частично разделить такие смеси, как этан — пропан и этанол— и-гептан. Скорость адсорбции уменьшается с увеличением числа атомов углерода в молекуле углеводорода, причем молекулы адсорбата диффундируют в направлении, совпадающем с длинной осью молекулы в результате способность шабазита адсорбировать [c.24]

Все эти составляющие скорости диффузии в свободном пространстве обусловлены столкновениями между разнородными молекулами. В пористом фильтре столкновения молекул со стенками дают еще одну составляющую — свободномолекулярную, основанную на сохранении различных максвелловских средних скоростей L i и U2 при столкновениях молекул со стенками. Если по обе стороны фильтра поддерживается одинаковое давление, эта новая составляющая прибавляется к молекулярной взаимодиф-фузии (3,28), как только возникает градиент парциальной плотности dN/dz. В процессе газодиффузионного разделения поперек фильтра поддерживается разность давлений, а вдоль обеих его сторон создается постоянное движение газа. Тогда к свободномолекулярному потоку внутри пор добавляется общее течение газовой смеси в целом. В этом общем течении в качестве единственных диффузионных составляющих следует рассматривать молекулярную взаимодиффузию [см. (3,28)] и свободномолекулярную диффузию. [c.61]

Обогащение дейтерия и изотопа выполнено при селективном фотолизе формальдегида. Молекула НзСО удачна для фотохимии тем, что ее предиссоциационный переход из верхнего возбужденного состояния имеет значительное время жизни, что обусловливает малую ширину линии возбуждения, много меньшую, чем изотопический сдвиг между соответствующими уровнями. Используя такие оптические разрешенные линии, можно селективно облучать молекулы и переводить соответствующие изотопы в продукты фотолиза СО и Нз. Физическое отделение продуктов фотолиза от формальдегида не представляет сложностей. Процесс молекулярной предиссоциации в лазерном разделении изотопов примечателен тем, что в нем селективность и энергию, необходимую для диссоциации, можно обеспечить в одной ступени одним лазером. [c.256]

В приложении к полимерным системам кинетика фазового разделения в области спинодального механизма распада изучена недостаточно. Между тем именно в этой области на разных стадиях распада формируются сложные дисперсные частицы, образованные двумя компонентами системы, в дисперсионной среде, образованной теми же компонентами, но в ином соотношении, чем в выделяющихся областях. В теоретическом аспекте наиболее общие вопросы спинодального распада применительно к смесям гибкоцепных полимеров рассмотрены Де Женом [15]. Однако это далеко не единственный вариант полимерной системы, где микрофазовое разделение может происходить по спинодальному механизму. В частности, известны полимерные материалы типа блок-сополимеров, полиблочных полимеров, взаимопроникающих полимерных сеток, свойства которых определяются особенностями их фазового состояния [16]. При этом необходимо отметить, что полимеры, молекулярные цепи которых состоят из блоков различной химической природы, в отношении фазового разделения целесообразно рассматривать как многокомпонентные полимерные системы [17]. Детальное рассмотрение этого вопроса позволило полагать [17], что для таких сложных полимерных систем должны быть справедливы те же условия фазового разделения в виде существования бинодалей и спинодалей, что и для систем на основе химически несвязанных цепей различной природы. Вместе с тем, для такого рода систем характерны особенности, существенно влияющие на процесс фазового разделения и формирование но- [c.182]

Большой интерес представляет наблюдаемая при разной степени сегрегации, т. е. на разных стадиях развития процессов фазового разделения, периодичность в расположении микрообластей негомогенности в сетчатых полиблочных полимерах. Как известно, регулярное расположение областей фазового разделения наблюдается в большинстве линейных полимеров на основе блоков различной химической природы, объединенных в одну молекулярную цепь [231. Таким образом, данный эффект хорошо известен. Однако его полезно рассмотреть с учетом особенностей фазового разделения при спинодальном разложении. Из анализа механизма спинодального разложения в системах на основе высокомолекулярных компонентов [24] следует, что при сравнительно коротких длинах волн макромолекулярные цепи не нуждаются в полной рептации из первоначальной трубы зацеплений. В данном случае модулированный химический потенциал, возникающий в самом начале фазового разделения системы, может рассматриваться как внешний потенциал, действующий на цепь. Для блок-сополимерных цепей это приводит к локальному разделению сегментов различной химической природы, принадлежащих данной цепи. Однако при длинах волн, больших размеров молекулярного клубка блок-сополимерной цепи, [c.186]

Ультрафилътрация - это процесс мембранного разделения высокомолекулярных и низкомолекулярных веществ. Например, для водных растворов высокомолекулярных веществ ультрафильтрация применима в тех случаях, когда целевой компонент имеет молекулярную массу от 500 и более. Процесс разделения происходит под действием разности статических давлений по обе стороны мембран. [c.468]

В случаях, когда исследуемая сложная смесь или фракции, полученные из нее в процессе препаративного разделения, дают хорошо выраженные линейчатые спектры, может быть произведена идентификация индивидуальных соединений по спектрам флуоресценции и фосфоресценции. Идентификация осуществляется либо по эталонным аналогам, либо по принципам безэталон-ной идентификации молекулярных структур. В первом случае производится сравнение спектра смеси со спектрами эталонных соединений, полученных в идентичных условиях. Часто осуществляют селективное возбуждение исследуемой смеси, нри котором предполагаемое соединение проявляется в спектре наиболее полно. Идентификация основана на совпадении достаточного числа линий в сравниваемых спектрах, а также подобии распределения интенсивностей в мультиплетах и по всему спектру. Используется также зависимость числа наблюдаемых линий в мультиплетах данного соединения от типа применяемого в качестве растворителя к-парафипа. Спектры флуоресценции и фосфоресценции 100 индивидуальных ароматических углеводородов приведены в [6]. [c.85]

Процесс молекулярной дистилляции, получивший развитие в связи с возможностью получения давлений порядка 10 —10 мм рт. ст., находит в настоящее время все большее промышленное применение. Молекулярная дистилляция — относительно сложный и дорогой способ разделения, так как она проводится в условиях высокого вакуума, а производительность установок невелика, однако в ряде случаев она позволяет разделять жидкости, которые не поддаются разделению другими способами. Целый ряд жидких органических соединений с молекулярным весом порядка 300 1И выше не может быть доведен до температуры кипения из-за опасности разложения этих жидкостей. При молекулярной дистилляции температура жидкости может быть на 100° ниже температуры кипения, так как процесс производится путем испарения молекул жидкости и необходимости доводить жидкость до кипения не возникает. Отсюда ясно, что это, по существу, динственный способ, который пригоден для разделения веществ с высоким молекулярным весом, разлагающихся раньше, чем они достигнут точки кипения. Кроме того, молекулярной дистилляцией можно разделять вещества, упругости паров которых незначительно отличаются друг от друга, а если молекулярные веса двух компонентов различны, то их разделение можно проводить даже в случае, если упругости пара одинаковы. При этом достигается не полное разделение до получения чистых компонентов, а получение отдельных фракций, обогащенных тем или иным компонентом. [c.237]