Число теоретических тарелок коэффициентом разделения

Определив число теоретических ступеней разделения, обычно обнаруживают, что это число меньше числа реальных тарелок. Следовательно, реальная тарелка работает не идеально, и поэтому работу тарелки оценивают по отношению найденного числа теоретических ступеней разделения к числу реальных тарелок. Это отношение называют средним относительным обогащением или средним коэффициентом полезного действия тарелки (по Киршбауму) [103] [c.136]

Эффективность колонки измеряется числом теоретических тарелок, на метр длины колонки. Концепция теоретических тарелок в газовой хроматографии подобна принятым в дистилляции представлениям, хотя в хроматографических колонках тарелки, как таковые, не используются. Довольно часто от начинающих хроматографистов можно слышать примерно следующее "Меня не интересует, сколько теоретических тарелок в моей колонке, меня интересует только раэ-деление". Хотя представления о теоретических тарелках могут и не отражать реального процесса разделения в хроматографической колонке - это в конце концов, не столь важно, - но данное понятие дает достаточно общую основу для количественного (числового) сравнения эффективности колонок. Нередко начинающий хроматографист, наблюдая неполное разделение анализируемых соединений, не в состоянии установить, является ли это результатом плохой (недоста -точной) эффективности колонки или плохой селективности используемого сорбента. Помните, что обсуждать проблемы разделения имеет смысл только после того, как вы подготовите детальное описание условий эксперимента и измерите непосредственно из -хроматограмм некоторые количеств венные характеристики, такие, как коэффициенты разделения и общее число теоретических тарелок колонки. [c.19]

В разделе I теоретическая тарелка была определена как тарелка, осуществляющая идеальную простую перегонку, т. е. создающая такое различие между составом жидкой смеси и составом ее пара, которое следует из кривой равновесия. Там же было приведено общее описание вывода этого понятия с помощью кривых температура кипения—состав и указано на возможность сравнения эффективности колонн по числу теоретических тарелок. Теоретической тарелкой тарельчатой колонны называют такую..тарелку, на которой пар и жидкость, покидающие тарелку, могут достичь равновесного состава. Таким образом, каждая тарелка как бы осуществляет теоретически идеальную простую перегонку. На реальных тарелках разделение смеси бывает несколько меньшим, чем для теоретической тарелки, что объясняется недостаточным перемешиванием, тенденцией к пенообразованию, уносом капель и конструктивными особенностями колонн различного диаметра. Было предложено большое число всевозможных типов тарелок, которые сильно различаются по коэффициенту полезного действия. Последний выражает отношение реально наблюдаемого разделения к теоретическому и может быть выражен двумя способами. [c.28]

Сравнение эффективности хроматографических колонок только на основе числа тарелок может быть весьма ошибочным. Как указал Литтлвуд [7], разрешение двух пиков может быть хуже в колонке, имеющей сотни тысяч теоретических тарелок, чем в колонке, имеющей только 1000 тарелок. Наиболее частым упущением является пренебрежение размерами мертвого пространства колонки. Большой размер мертвого пространства ничего не дает для увеличения разности Уг—в выражении (24-33), но увеличивает значение 2+ 1 в знаменателе и таким образом понижает разрешение. Для достижения максимального разрешения необходимо оценить все три фактора в уравнении (24-35) — относительное удерживание, коэффициент разделения, число теоретических тарелок. Для данной колонки разделение улучшается при работе на участке минимума кривой зависимости высоты тарелки от скорости. Если мертвое пространство на 1 г неподвижной фазы неизменно, разделение улучшается диспергированием неподвижной фазы в виде тонкой пленки на наполнителе в виде частиц малого диаметра [см. уравнение (24-14)]. Если мертвый объем на 1 г велик, то условия должны быть такими, чтобы удельный удерживаемый объем также был велик. Часто наиболее эффективные практические средства улучшения разрешения заключаются в выборе фаз или условий, при которых улучшаются относительные факторы удерживания. [c.525]

Эффективностью или коэффициентом полезного действия практической тарелки называется отношение числа теоретических тарелок, необходимых для проведения назначенного процесса ректификации к действительному числу тарелок, практически обеспечивающих требуемое разделение. [c.68]

Для разделения в пределах одного гомологического ряда обычно применяют фазу, химически аналогичную анализируемым веществам, так как тогда коэффициенты распределения особенно велики. Качество разделения при этом определяется исключительно качеством колонки, т. е. высотой теоретической тарелки. Если результат все еще неудовлетворителен, то следует улучшить заполнение или увеличить длину колонки. Члены гомологического ряда, которые различаются между собой числом метиленовых групп, при применении парафиновых фаз проявляют большие различия в величинах удерживания, чем при применении других фаз (см. разд. А.1) . [c.217]

Мерой оценки эффективности реальной (действительной) тарелки является ее коэффициент полезного действия (КПД). В практике определяют КПД не отдельной тарелки, а средний КПД тарелок всей колонны (или значительного ее участка), который равен отношению числа теоретических тарелок и, необходимых для осуществления заданного разделения смеси, к числу реальных тарелок Ы, необходимых для той же цели [c.997]

Мы оперировали до сих пор теоретической ректификационной тарелкой, предполагающей, что покидающие ее паровая и жидкая фазы находятся в равновесии. Достигаемое при этом обогащение пара низкокипящим компонентом является максимально возможным и равно Ур — у (рис. XI-17). В реальных аппаратах вследствие кратковременного и несовершенного контакта пара и жидкости фазовое равновесие на тарелке не достигается, поэтому действительное обогащение пара /д — у меньше теоретически возможного, т. е. у — у < Ур — У- Следовательно, для достижения заданной степени разделения смеси действительное число тарелок в аппарате п должно быть больше числа теоретических тарелок п. . Отношение Яср = njn < 1 называется средним коэффициентом полезного действия ректификационной колонны. [c.537]

Коэффициент полезного действия ректификационной тарелки, измеряющий степень отклонения реальной тарелки от теоретической, часто определяется по усредненному для всей колонны значению как отношение числа теоретических тарелок, необходимых для назначенного разделения, к действительному числу тарелок, практически обеспечивающих получение продуктов заданной степени чистоты, ср = Л/теор/ пр. [c.355]

Многочисленные попытки согласования данных расчета числа теоретических тарелок с числом практических тарелок, фактически необходимых для запроектированного разделения, привели к введению ряда поправочных множителей, представляющих собой введенный ранее общий коэффициент полезного действия тарелки. Эти переходные множители зависят от многообразных свойств разделяемых систем, типа и конструкции погоноразделительных устройств, изменяющихся в каждом конкретном случае, и поэтому для их нахождения при всех условиях работы колонн и для большинства по крайней мере [c.359]

Необходимое число теоретических тарелок определяют в результате расчета ректификации по одной из вышеизложенных программ (см. стр. 48), которая входит как составная часть в программу оптимального проектирования. В данном примере проектирования процесса разделения смеси ксилолов, естественно, применялась программа для расчета ректификации близкокипящих компонентов. В программу было введено дополнительное условие, обеспечивающее всякий раз оптимальное место подачи сырья в колонну. Коэффициент полезного действия тарелок принят постоянным для всех исследуемых режимов (в примере разделения ксилолов к. п. д. тарелки принят равным 0,5). Нагрузки на дефлегматоры и кипятильники колонн подсчитывают по уравнениям [c.141]

Величина Ро называется фактором разделения в безотборном режиме. Фактор разделения определяет разделительную способность колонны. Чем больше величина 0 отличается от а, тем больше эффект разделения, достигаемый в ректификационной колонне, по сравнению с эффектом разделения при обычном испарении жидкости. Уравнение (П-21) наглядно отражает многоступенчатость процесса ректификации и большую ее эффективность по отношению к простой перегонке. В это уравнение входит величина п— число теоретических тарелок (ЧТТ). В действительности разделение, достигаемое на реальной тарелке, всегда меньше теоретического. Практически межфазовое разделение на реальных физических тарелках в колонне составляет лишь долю (50—70%) от того разделения, которое соответствует теоретической тарелке и характеризуется соотношением (П-19). Эта доля носит название коэффициента полезного действия (к.п.д.) тарелки. Из многочисленных литературных данных известно, что к.п.д. тарелок различных конструкций существенно отличаются друг от друга. Таким образом, для оценки разделительной способности тарельчатой колонны, помимо знания величины и числа реальных тарелок в колонне, необходимо знать также и величину к.п.д. этих тарелок при выбранных условиях проведения процесса. [c.43]

В разд. 24-2 показано, что скорость потока в оптимуме на кривой зависимости высоты тарелки от скорости подвижной фазы сильно зависит от диаметра частиц, и в связи с низкими коэффициентами диффузии в жидкостях оптимальная скорость потока невелика. В последнее время размеры частиц снижаются до 10— 15 мкм при диаметре 0,1 —1,0 см и длине колонки 0,1—0,5 м. При малом диаметре колонки достижимы значительные увеличения скорости потока, что приводит к сокращению времени без потери эффективности разделения [пятый член уравнения (24-14)]. При умеренной длине колонки необходимы высокие давления на входе (от 20 до 300 атм). Наблюдается значительный прогресс в развитии приборов, методик и систем детектирования [54,55] для хроматографии с высоким разрешением при высоких давлениях и скоростях. При продолжительности разделений от нескольких минут до одного часа достигается число теоретических тарелок от 1000 до 10 000, что сравнимо с параметрами газохроматографического разделения. При диаметре частиц силикагеля 20—30 мкм и 5—10 мкм и скоростях потока 0,1 см/с [56] и 1,2 см/с [57] получены высоты теоретической тарелки порядка долей миллиметра. В жидкостной хроматографии высокого давления носитель для стационарной фазы должен быть достаточно жестким, чтобы его размеры существенно не менялись при высоком давлении. Этому требованию удовлетворяют пористые стеклянные шарики. Опубликован сборник статей, посвященных актуальным вопросам жидкостной хроматографии [58]. [c.546]

Для разделений в пределах одного гомологического ряда обычно применяют фазу, химически аналогичную анализируемым веществам, так как в этом случае коэффициенты распределения особенно велики и разделение определяется исключительно насадкой колонки, т. е. высотой, эквивалентной теоретической тарелке. Если результат все еще неудовлетворителен, то следует изменить насадку или же удлинить колонку. Для членов гомологического ряда, различающихся числом метиленовых групп, на парафиновых фазах различия в удерживании больше, чем на других фазах (см. табл. IX.1,А.1). [c.198]

Колонку полагают состоящей из определенного числа теоретических тарелок при этом принимается, что равновесие между подвижной и неподвижной фазами устанавливается на каждой тарелке до того, как жидкость переместится на следующую нижнюю тарелку. Так как равновесие достигается довольно медленно, это предположение отвечает действительности только при низкой скорости течения и для смолы с небольшим размером зерен и не сильно сшитой. Теория тарелок сама по себе не позволяет поэтому предсказать максимально допустимые скорости течения раствора и размер зерен смолы. Экспериментальным путем установлено, что для большинства систем наиболее удовлетворительны следующие условия разделения размер зерен 100—200 меш или еще лучше 200—400 меш, степень сшитости, отвечающая содержанию ДВБ 4 или 8%, скорость течения раствора 0,5 см/мин. Для ионов среднего размера, если их коэффициенты селективности достаточно различаются по величине, скорость течения раствора разделяемой смеси может быть вдвое больше. Напротив, для разделения смесей ионов больших по величине и с близкими ионообменными свойствами целесообразнее использовать смолу, содержащую 2% ДВБ, и проводить процесс разделения при небольших скоростях течения раствора, таких, как, например, 0,2 см/мин. [c.125]

Таким образом, коэффициент полезного действия т характеризует отношение действительного обогащения паров нижекипящим компонентом к теоретически возможному, т. е. достигаемому при установлении равновесного состояния. В практических условиях работы тарелок равновесное состояние не устанавливается. Поэтому коэффициент л всегда меньше единицы и колеблется обычно в пределах 0,5—0,9. Очевидно, что чем больше к. п. д., тем эффективнее работает тарелка и тем меньшее число тарелок нужно для разделения смеси. [c.277]

Средний коэффициент эффективности тарелки определяется как отнощение числа теоретических тарелок п, необходимых для разделения в данном интервале концентраций, к числу действительных тарелок Лд, обеспечивающих такое разделение [c.110]

Отношение числа теоретических тарелок (пт) к числу фактических тарелок (пф) в колонне называют средним коэффициентом полезного действия тарелки (т1т.ср), т. е. Т1т.ср = т/ Ф- Коэффициент -г]т. ср зависит от конструкции тарелки и условий ее работы. Чем меньше этот коэффициент, тем большее число фактических тарелок должна иметь колонна для получения продуктов разделения заданных концентраций. В колоннах воздухоразделительных [c.97]

Очевидно, что каждая ступень построенной ломаной заключена между кривой равновесия и рабочей линией одной теоретической тарелки колонны. Аналогично поступают и при расчете насадочных ректификационных колонн. В этом случае вводится понятие эквивалентной высоты теоретической тарелки — высота насадки, которая имеет тот же коэффициент разделения, что и одна теоретическая тарелка, т. е. участок наса-дочной колонны, на котором происходит изменение состава, соответствующее одной ступени диаграммы Мак-Кэба — Тиле, Как следует из изложенного выше, при увеличении числа тарелок концентрация низкокипящей фракции в жидкости приближается к 1007о. но некоторые бинарные смеси отличаются тем, что содержание дистиллата достигает заданной величины меньше 100%, которая не может быть превышена при ректификации даже в случае бесконечно большого числа тарелок. Такие смеси называются азеотропными. Они отличаются тем, что кривая Х = Х ) пересекает диагональ диаграммы равновесия, где кривая равновесия проходит через точку [c.456]

Для оценки необходимого количества воды, поданной сверху, может служить следующий расчет. Содержание одного из изотопов равно вначале ш х = х а" в конце, где п — число теоретических тарелок и а — коэффициент разделения данного изотопа для одной тарелки. Вода поступает сверху в колонку с содержанием изотопа х , а пар покидает ее с меньшим содержанием Хд а. Если постоянный объем в кипятильнике равен V и если пренебречь объемом флегмы и временем, потребным для достижения термического равновесия, то имеет место следующее соотношение [c.287]

Вследствие зависимости высоты теоретической тарелки от диффузии ее значение может быть различным для каждого компонента смеси. Таким образам, в колонне данной высоты число тарелок для разных веществ будет различным. Когда ионы настолько похожи, что для их разделения необходима высокая хроматографическая колонна, коэффициенты переноса массы и значения высоты эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ) также будут очень похожи. [c.87]

Пример. Рассчитать диаметр и высоту колонны ректификации для разделения 10 г/ч смеси бензола и толуола, содержащей 44 мол.% бензола (Х/ = 0,44 мольн. доли), для получения дистиллата, содержащего 96,5 мол.% бензола (Хд=0,965 мольн. доли) и кубового остатка, содержащего 2,3 мол. % бензола Xw = 0,023 молн. доли). Флегмовое число принять равным 3,48, скорость подъема пара о) = 0,45 м/сек. Коэффициент полезного действия тарелки (отношение числа теоретических тарелок к числу практических тарелок) т)=0,6 шаг (расстояние между тарелками) Л = = 0,25 м. Температура кипения исходной смеси 95°С, в кубе 110°, флегмы 80°. Определить расход греющего пара ( о = 3 ат). [c.344]

Как и для колонки со сплошной насадкой, можно ввести понятие теоретической тарелки, как отрезка трубки, вдоль которого при стационарном состоянии устанавливается отношение концентраций, отвечающее коэффициенту разделения из (9) и (25). Если длина этого отрезка равна / (длина эквивалента одной теоретической тарелки), а длина всей трубки равна Ь, то число ее теоретических тарелок р = Ц1 и предельное разделение, согласно (И) [c.91]

Среднее обогащение пара на действительной тарелке может быть как меньше, так и больше, чем на теоретической тарелке. Отношение числа теоретических тарелок к числу действительных тарелок, обеспечивающих такую же степень разделения, называется средним коэффициентом эффективности тарелки [c.109]

При расчете процессов разделения в многоступенчатых молекулярных колоннах можно применять существующие аналитические и графические методы расчета тарельчатых ректификационных колонн. При этом вместо коэффициента относительной летучести (а), скорости испарения в кубе колонны, к. п. д. тарелки и числа теоретических тарелок необходимо пользоваться соответственно коэффициентом разделения при неравновесном испарении а , скоростью дистилляций с отдельной ступени (ячейки), к.п.д. отдельной ступени и числом теоретических молекулярных тарелок (ТМТ). [c.114]

Расчет процесса ректификации по методу температурной границы деления смеси. Принимая в качестве исходных данных состав сырья Хръ заданное разделение между дистиллятом и остатком ключевых компонентов г и г1зя = где й,-, и — моли -го компонента в дистилляте и остатке соответственно), коэффициент избытка флегмы и положение тарелки питания определяем относительный расход дистиллята г = 01Р, флегмовое число Я, число теоретических тарелок N и полные составы продуктов Хв1 и х 1- [c.126]

Вторая группа критериев обусловлена кинетическими и диффузионными факторами, коюрые вызывают раэмьшание хроматографических полос . это ухудшает разделение. Ко второй группе относятся число теоретических тарелок N и высота теоретической тарелки И. Критерием, относящимся к этой группе, может быть также отиощение эффективного коэффициента продольной диффузии к скорости потока газа-носителя, т. е. /)зфф/а. [c.107]

Вместо измерения объема тарелки при введении пробы в методе ЖХ можно измерить объем каждого элюируемого пика наряду с его удерживаемым объемом, полученным из аналитической хроматограммы (условие малой нагрузки). Число эффективных теоретических тарелок для каждого компонента можно рассчитать с помощью уравнения (1.7). Число тарелок Л е для различных коэффициентов разделения и значений разрешения приведено в табл. 1.4. [c.33]

Выше отмечалось, что число фактических тарелок в абсорбере определяется числом теоретических тарелок и коэффициентом полезного действия тарелки , т. е. отношением числа теоретических тарелок к числу тарелок, фактически необходимому для данного разделения. Для некоторых типов тарелок к. п. д. для пара (по Мэрфри [16]) дает более точную оценку действительной работы тарелки по отношению к работе теоретической тарелкн. Этот коэффициент можно вычислить из уравнения [c.14]

Носитель Маркировка носителя фракция, мм Число теоре- тиче- ских тарелок Высота эквнва-леитиой теоретической тарелки, мм Фактор асимме- трии фенола Отношение высот пиков 0- и л-изо-мелов тБФ Коэффициент разделения 0- ш -изомеров тБФ [c.55]

Таким образом, если в уравнении Фенске а заменить на [г, сте-пегнь разделения К выражается через число тарелок в колонне Пд. Поэтому величину р, можно назвать тангенсом угла наклона исевдо-равновесной линии . Согласно (П-80), величина р, связана с равновесным коэффициентом разделения а через коэффициент эффективности тарелки Е . Когда тарелка эквивалентна теоретической ступени разделения, о = 1 и по (П-80) [х = а. [c.59]

Метод ионообменной хроматографии в настоящее время широко используется для получения чистых препаратов редкоземельных элементов (РЗЭ) [1—4]. Известно большое число различных методик хроматографического разделения смесей РЗЭ, но многие из них носят эмпирический характер. Наряду с этим в литературе имеется ряд сообщений, посвященных выбору условий хроматографического разделения смесей. Мейер и Тонкине [5] использовали теорию тарелок для описания процесса элюирования РЗЭ раствором лимонной кислоты теоретические кривые вымывания совпали с опытными. Метод расчета применим также для определения чистоты РЗЭ, разделяемых при помощи процесса элюирования. Корниш [6], используя выражение, данное Глюкауфом для высоты, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), применил теорию тарелок для предсказания условий разделения смесей ряда элементов. В работах Масловой, Назарова и Чмутова [7,8] была рассчитана величина ВЭТТ для процесса вымывания церия раствором молочной кислоты, что дало возможность произвести расчет кривой элюирования и установить условия получения элемента с заданной степенью чистоты. В работе тех же авторов [8] на примере разделения церия и прометия молочной и пирофосфорной кислотами был проведен расчет процесса градиентного элюирования РЗЭ, с использованием теории Фрейлинга. Расчет удовлетворительно совпадает с экспериментальными данными. В работах Еловича и сотр. [9—12] получено выражение для расчета процесса разделения близких по свойствам элементов. На примере разделения трансурановых элементов при помощи ЭДТА показано решающее значение комплексообразования по сравнению с обычным ионным обменом. В работах Материной, Сафоновой и Чмутова[13] рассмотрена возможность применения фронтального анализа в ионообменной комплексообразовательной хроматографии. Авторы изучали процесс комплексообразования в зависимости от pH среды. Маторина [14] изучила зависимость равновесного коэффициента разделения от pH [c.170]

Если число теоретических тарелок, необходимое для выполнения анализа, невелико, скажем составляет несколько тысяч, то для быстрого анализа можно применить короткую капиллярную колонку. Требуемую длину колонки и время анализа легко вычислить по уравнениям (7.6) и (7.3). Например, если мы работаем на капиллярной колонке диаметром 200 мкм при приведенной скорости 5 и приведенной высоте, эквивалентной теоретической тарелке, 1,5, то для реализации разделения с 2000 теоретических тарелок требуется колонка длиной Ь = Мкйс = = 2000-1,5-0,02 = 60 см. Подставляя в уравнение (7.6) коэффициент диффузии (0,1 см с) и коэффициент емкости (3) последнего компонента, получаем [c.369]

Важной характеристикой в ТСХ является число разделений, которое определяется числом веществ, полностью разделенных в пределах Д/=0-ь1 в случае, когда условия разделения постоянны (отсутствует градиент свойств хроматографической системы). Число разделений пропорционально числу теоретических тарелок где к — коэффициент пропорциональности. Ширина получаемого при сканировании пика Ъ связана с N соотношением Высота Н, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ), определяется отношением длины хроматографической системы к числу теоретических тарелок. Более подробно теория теоретических тарелок применительно к ТСХ освещена Гайссом [4]. [c.12]

При проектном расчете воздухоразделительного аппарата (рис. 36) в качестве исходных данных принимаем концентрации кислорода во всех конечных и промежуточных продуктах разделения, а также содержание аргона в сыром аргоне коэффициент извлечения аргона р = Ару /Ву , долю жидкости Й 1Нар в потоке, поступающем из конденсатора аргонной колонны в верхнюю колонну долю детандерного воздуха Д1В. В результате расчета определяем концентрации других компонентов в продуктах разделения, материальные дртоки и числа теоретических тарелок в колоннах. Вначале производим р асчет процесса ректификации при заданных местах ввода потоков в верхнюю колонну, а затем определяем оптимальные тарелки питания, соответствующие минимальному числу тарелок [41]. [c.134]

В программе МультиХром предусмотрена возможность расчета факторов удерживания (коэффициентов емкости) к, коэффициента асимметрии хроматографического пика (см. [32, с. 56-57 33, с. 26-37]), эффективности используемой (тестируемой) колонки по любому из пиков, выражаемой общим числом теоретических тарелок (т. т.), а также числом т. т., отнесенных к 1 м длины колонки, и, кроме того, приведенной высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ПВЭТТ). Наряду с этим по любой паре соседних пиков может быть рассчитан критерий разделения К. Для выполнения расчетов названных параметров необходимо вызвать метод Тест колонки и задать длину колонки, мертвое время и размер частиц сорбента. [c.412]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология