Адсорбированная фаза

Приведенные выше уравнения показывают, как по изотермам кажущейся адсорбции можно вычислить истинную адсорбцию, состав адсорбированной фазы и коэффициент разделения, если известна величина норового объема. Другим способом получения этих величин является метод адсорбции непосредственно из паровой фазы, В этом методе адсорбент помещается в паровую фазу над бинарным раствором известного состава, а затем по разностям количеств и концентрации исходного и полученного растворов определяется общая адсорбция каждого компонента. Поскольку все три фазы — жидкая, паровая и адсорбированная — находятся. в равновесии, состав адсорбированной фазы должен быть тем же, что и при непосредственном контакте с жидкостью. Впервые этот метод был применен в 1913 г. Вильямсом к системе уксусная кислота — вода — древесный уголь [49], однако до настоящего времени он мало использовался. Вильямс вывел также уравнение для расчета изотермы истинной адсорбции, которое хотя и отличается по форме, но все же эквивалентно уравнению (6). [c.140]

В случае адсорбции из жидкой фазы наиболее удобно выражать равновесные и подобные им соотношения через объемные доли компонентов, так как объем жидкости, поступающей в частицы адсорбента, замещает равный или почти равный объем адсорбированной фазы. Для перегонки, наоборот, удобнее пользоваться молярными долями, поскольку при испарении одного моля жидкости образуется один моль пара при этом предполагается, что первоначально существовавший пар конденсировался во время процесса. Иными словами для ректификационных колонн обычно приближенно справедливо допущение о постоянстве числа молей перетока для адсорбционных же колонн при адсорбции из жидкости можно читать приблизительно справедливым допущение о постоянстве объема перетока . [c.139]

Интересно, отметить, что так как сорбция является экзотермической в большинстве случаев, то скорость сорбции обычно превышает скорость десорбции. Это означает, что молекулы продукта реакции в гомогенной фазе обычно находятся в равновесии с адсорбированной фазой. Это не всегда справедливо в отношении реагирующих веществ, так как сорбция во многих случаях является химической реакцией с атомами поверхности. Поэтому сорбция может иметь некоторую энергию активации и протекать очень медленно. [c.536]

Отсюда следует, что доля объема у лучше адсорбируемого компонента в адсорбированной фазе представляет собой отношение истинной адсорбции растворенного вещества к объему пор [c.139]

В применении к углеводородным системам в этих уравнениях без большой ошибки можно полагать поровый объем постоянным [9, 33]. Можно, однако, получить более точные результаты, если считать, что поровый объем представляет собой линейную функцию состава адсорбированной фазы, изменяющуюся в пределах значений Ур для компонентов данной бинарной истомы. Значение у, рассчитанное только по. величине Ур для лучше адсорбируемого компонента, применяется в этом расчете в качестве первого приближения. [c.139]

Выделение ароматических углеводородов. Используя цеолиты СаА, можно разделять ароматические углеводороды и парафины нормального строения. Ароматические углеводороды, молекулы которых не могут проникнуть через окна цеолитов адсорбционной полости, остаются в фильтрате, а адсорбированная фаза содержит высококонцентрированные нормальные парафины. В тех случаях, когда окна достаточно широки для входа молекул во внутреннюю структуру, цеолиты проявляют резко выраженную избирательность по отношению к ароматическим углеводородам. Это свойство используется для промышленных и аналитических целей. [c.114]

Для вычисления состава адсорбированной фазы можно использовать известное соотношение Льюиса, процедура применения которого при адсорбции бинарных газовых смесей изложена в [1. 10]. [c.49]

Подытоживая сказанное о поверхностных явлениях в пористых средах, можно утверждать, что в результате равновесного взаимодействия матрицы пористой мембраны и газовой смеси компоненты последней могут находиться в трех различных состояниях объемной газовой фазы, свойства которой определяются ее составом и внешними параметрами (температура, давление и внешнее силовое поле) адсорбированной фазы, состав которой определяется уравнением изотермы адсорбции при известном составе объемной газовой фазы (адсорбированную пленку можно рассматривать как жидкость в силовом поле, характеризуемом адсорбционным потенциалом) конденсированной объемной фазы, находящейся под действием силового поля, определяемого капиллярным потенциалом. [c.53]

Теория объемного заполнения микропор позволяет по одной экспериментальной изотерме адсорбции, измеренной при некоторой температуре или по одной изобаре адсорбции рассчитать изотермы этого же вещества для других температур. Проведенные различными авторами исследования по адсорбции веществ на микропористых углеродных адсорбентах в рамках ТОЗМ давали хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных, когда предельный объем адсорбционного пространства, оцененный по бензолу, распространялся на вещества, молекулы которых близки по размерам молекулам стандартного вещества. Как правило, предельный объем адсорбционного пространства Wo считается постоянным, а плотность адсорбированной фазы лри пересчете на температуры ниже температуры кипения полагается равной плотности нормальной жидкости, при температуре выше температуры кипения рассчитывается по методу Николаева— Дубинина [6]. [c.26]

Таким образом, коэффициент ускорения Фг определяется кинетическим фактором Di Di , структурными характеристиками мембранной матрицы 5у/Пз и связанным с этим отношением коэффициентов сопротивления переносу в газовой и адсорбированной фазах а также термодинамическим фактором [c.69]

При рассмотрении стадии адсорбции, исходя из предположения, что адсорбированная фаза — специфическое термодинамическое состояние вещества, не используется распространенное положение о том, что плотность адсорбата равна плотности жидкости в объемной фазе. Привлекаемая для проверки этого [c.4]

Видно существенное различие между значениями предельных объемов адсорбционного пространства для различных газов. Вывод здесь, по нашему мнению, может быть только один изменяется не объем адсорбционного пространства, а плотность адсорбированной фазы. Если считать истинное значение предельного объема адсорбционного пространства по бензолу — = 0,40 см /г постоянным для всех адсорбируемых газов, то можно отметить, что степень заполнения адсорбционного пространства зависит от размера молекул, свойств криогенных газов и температуры опыта. Например, азот и аргон адсорбируются при температуре, близкой к их точке кипения, и плотность адсорбата (в расчете на 1 о = 0,40 см г) почти в полтора раза выше плотности нормальной жидкости при этой же температуре. По-видимому, в силу малости линейных размеров молекул это свойство должно наблюдаться у всех исследуемых газов при температурах, близких к температуре кипения. Низкое значение Ц7о для гелия и неона объясняется высокой температурой адсорбции, значительно превышающей критическую для указанных газов. [c.27]

Строго регулярная структура и фиксированный удельный объем ячеек, который рассчитывается по данным рентгеноструктурного анализа, определяет цеолиты как идеальный объект исследования влияния физико-химических свойств веществ на плотность адсорбированной фазы, а также основные параметры уравнения Дубинина — Астахова. [c.28]

Совершенно другая картина будет наблюдаться, если адсорбируются молекулы крупного размера, к которым можно отнести и стандартное вещество — бензол. По экспериментальной изотерме адсорбции бензола на цеолите КаХ при температуре кипения Т =353 К была рассчитана плотность адсорбированного бензола, которая составила 758 кг/м . Молекула бензола имеет циклическое строение при наличии трех л-связей. Несмотря на определенную компактность молекул бензола, плотность адсорбированной фазы бензола значительно ниже плотности нормальной жидкой фазы 815 кг/м при температуре кипения. [c.29]

В работе [11] была экспериментально исследована температурная зависимость плотности адсорбированной фазы бензола и некоторых алканов нормального строения бутана, пентана, но-нана, додекана. На рис. 2.3 показаны температурные завнсимости средней плотности адсорбата и плотности нормальной жидкости. Для всех рассматриваемых веществ плотность адсорбиро- [c.29]

В настоящее время при расчете адсорбционного равновесия наиболее часто применяются два метода расчета влияния температуры на плотность адсорбированной фазы, использующие физические константы адсорбируемого вещества. Согласно первому методу, предложенному К. М. Николаевым и М. М. Дубининым, плотность адсорбата полагается равной плотности нормальной жидкости при температурах, меньших температуры кипения Т С. То, а при Го 7" Гкр термический коэффициент адсорбции ао = й п ао/й1 постоянен и расчет плотности адсорбированной фазы основан на использовании уравнения Ван-дер-Ваальса [c.30]

Мольный объем адсорбата и при Т = Гкр полагается равным константе Ь уравнения (2.1.7). Тогда плотность адсорбированной фазы р при температуре Т рассчитывается по формуле (2.1.3). [c.30]

Например, при адсорбции бензола как стандартного вещества на полимерном угле САУ характеристическая энергия Е = = 27,4 кДж/моль, а на молекулярно-ситовом угле М5С-5А Е = = 30,5 кДж/моль. Следуя приведенному соотношению (2.1.8), определяем критическую температуру адсорбированной фазы бензола, которая при адсорбции на САУ будет равна 1063 К и прн адсорбции на угле М5С-5А составит 1120 К. Если же бензол адсорбируется на цеолите NaX, то характеристическая энергия равна 37 кДж/моль и, следовательно, Гкр= 1237 К. Так как значения теплот адсорбции определяются свойствами как адсорбента, так и поглощаемого вещества, то и критическая температура адсорбированной фазы существенно зависит от типа адсорбента. Существование критической температуры адсорбата, которая значительно превышает критическую температуру объемной фазы адсорбтива, подтверждает обнаруженный экспериментально во многих работах факт, что изостеры адсорбции в координатах 1п р — не имеют никакого излома при переходе через [c.31]

Уравнение (2.1.8) можно рассматривать как следствие теории соответственных состояний применительно к объемной и адсорбированной фазам. В дальнейшем будем считать, что для адсор- [c.31]

СТОЙ структурой, сначала вычисляется плотность адсорбата для температуры кипения. Тогда прямая, соединяющая точки Гд) и (р р, Г р), будет графически отражать искомую зависимость плотности адсорбированной фазы от температуры. [c.33]

По экспериментальным данным, приведенным в работе [11] была рассчитана характеристическая энергия адсорбции криптона на цеолите ЫаХ Е = 7740 Дж/моль и определена величина предельной адсорбции для различных температур. Теплота парообразования криптона ДЯо = 9018 Дж/моль. По формулам (2.1.8), (2.1.13) определяем критическую температуру адсорбированного криптона 7 р = 389 К и критическую плотность р р= 1240 кг/м . На рис. 2.4 приведена графическая иллюстрация, проведенных нами расчетов зависимости плотности адсорбированной фазы от температуры. Сравнение рассчитанной плотности адсорбированного криптона с экспериментальными результатами не оставляет сомнения в преимуществе разработанного метода. Адекватность описания экспериментальных данных связана, очевидно, с учетом при расчете не только основных физических свойств объемной фазы, но и характеристических характеристик адсорбции, а значит, и пористой структуры адсорбента. [c.33]

Для выпуклых изотерм изменение концентрации в порах много меньще скорости изменения концентрации в адсорбированной фазе, поэтому производной d /dt по сравнению с производной da/dt можно пренебречь. Тогда в безразмерных переменных (2.1.18) получим следующую краевую задачу [c.35]

В отмеченных условиях скорость десорбции определяется главным образом скоростью внутренней диффузии. По мере уменьшения количества сорбированного вещества скорость десорбции сильно замедляется, что объясняется, с одной стороны, уменьшением коэффициента диффузии и, с другой стороны, уменьшением градиента концентрации в адсорбированной фазе. [c.83]

В зоне ввода исходного газа адсорбированная фаза по составу близка к составу равновесного с исходным газом адсорбата и, следовательно, содержит наряду с извлекаемыми компонентами и компоненты легкой фракции. Для получения извлекаемых компонентов высокой чистоты необходимо удалить с поверхности адсорбента компоненты легкой фракции. Этот процесс и осуществляется в зоне 3, названной зоной ректификации, где протекает массообмен, схожий с процессом ректификации в нижней части ректификационной колонны. [c.291]

Изотермы истшшой адсорбции, состав адсорбированцой фазы и коэффициент разделения. Когда адсорбируются оба компонента бинарной меси, то изотерма кажущейся адсорбции представляет собой результат комбинации изотерм истинной адсорбции для каждого компонента. Бартелл л Слоун [1] получили изотерму кажущейся адсорбции, имеющую З-образ-ную форму, комбинируя видоизмененные уравнения Фрейндлиха для адсорбции каждого компонента, но полученные изотермы не являются изотермами истинной адсорбции [25]. Если считать, что адсорбированная фаза представляет собой все вещество, находящееся в порах, то величина истинной адсорбции А может быть получена добавлением общего объема растворенного вещества в порах к величине избирательной адсорбции. Таким образом, [c.139]

Аналогично можно применить уравнение (15) и для адсорбции из жидкой фазы [24]. По аналогии с адсорбцией нз паровой фазы в качестве показателя постоянной адсорбционной емкости можно выбрать постоянное значение кажущейся адсорбции в весовых единицах, т. е. в граммах адсорбированного толуола на 1 г адсорбента. Однако при увеличении температуры общая масса адсорбированной фазы уменьшается, хотя объем ос остается постоянным. Таким образом, постоянство массы адсорбированного толуола при повышении температуры означает, что концентрация толуола в адсорбированной фазе возрастает. Вместо этого мы предпочли нрименить уравнение (15) к данным, полученным при условии, что у, т. с . состав адсорбированной фазы, остается постоянным. Зависимость 2,303 Ig с [c.147]

Для изучения проблемы кинетики адсорбции целесообразно рассмотреть какой-нибудь простой процесс. В качестве примера может служить процесс разделения до определенной степени двух компонентов (1 и 2) бинарной смеси в результате применения адсорбента, избирательно лучше адсорбирующего компонент 1. Предполагается, что первоначально поры адсорбента заполнены компонентом 2. Когда адсорбент приводится в соприкосновение с жидкой смесью, то происходит обогащение адсорбированной фазы, т. е. впутренней жидкости, компонентом 1, Конечную степень обогащения, достигаемую в этом процессе, можно рассчитать по методу материального баланса, пользуясь соотношением равновесия. После достижения равновесия можно отделить внешнюю жидкость от адсорбента и затем извлечь лз него обогащенную виутрипоровую жидкость. [c.148]

Таким образом, предложенный метод расчета изотерм адсорбции по одной экспериментальной изобаре позволяет с помощью минимального экспериментального материала, полученного за относительно короткое время, рассчитать изотермы адсорбции ТОЗМ для различных температур. Кстати, знание экспериментальной изобары адсорбции позволяет без дополнительных опытов определить и оптимальные условия регенерации адсорбента. В заключение отметим, что точность расчета изотерм существенно зависит от правильности нахождения плотности адсорбированной фазы от температуры. Здесь мы пользовались методом расчета, предложенным Николаевым — Ду- [c.25]

Таким образом, можно сделать вывод, что при адсорбции молекул относительно малого размера плотность адсорбированной фазы в нормальной точке кипения существенно выше, чем плотность нормальной жидкости, а при адсорбции крупных молекул наблюдается обратная картина. Последнее связано с тем, что крупные молекулы, к которым можно отнести и бензол, не полностью заполняют объем адсорбционных ячеек цеолита. Таким образом, при адсорбции различных веществ на цеолитах следует учитывать, что плотность адсорбированной фазы существенно зависит от размера и строения молекул, температуры, размеров входных окон и полостей цеолитов. При адсорбции крупных молекул наблюдается эффект недозаполнения адсорбционного пространства цеолитов, а при адсорбции веществ с относительно малым размером молекул — явление повышенного значения плотности адсорбированной фазы по сравнению с нормальной фазой. [c.30]

Таким образом, оба указанных метода за точку отсчета плотности адсорбированной фазы для температур выше температуры кипения принимают плотность объемной фазы при температуре кипения Го. В [12, 13] было показано, что для многих адсорбционных систем это допущение неверно. Например, при адсорбции на цеолите ЫаХ алканов нормального строения такое допу- [c.30]

В связи с этим предлагается новый метод определения плотности адсорбированной фазы при различных температурах. Адсорбированная фаза представляется как псевдофаза, в которой основные свойства подобны свойствам объемной фазы, но сдвинуты по температуре. Смещение свойств такой фазы обусловлено тем, что полная теплота сорбции больше теплоты парообразования АЯо нормальной жидкости на значение характеристической энергии Е. Соответственно, критическая температура Г р для адсорбированной фазы принимается равной [c.31]

Вытеснением адсорбированных компонентов веществом, обладающим меньшей адсорбируемостью (неполярные растворители), когда процесс десорбции осуществляется за счет нарушения состояния равновесия между адсорбированной фазой и протекающим через слой адсорбента раствором вследствие меньшей концентрации данных компонентов в растворе, чем это следует но условию равновесия с адсорбированной фазой. Например, нри адсорбционном разделении различных нефтепродуктов десорбирующим агентом может быть бензиновая фракция, отличающаяся но томнературным пределам кипения от пределов кипения исходной смеси, что позволяет в последующем отделить эту бензиновую фракцию обычной перегоикой. [c.253]