Экстракция фазовое равновесие

Термин ступень , примененный выше, относится к одной законченной операции смешения и разделения, при которой масло и растворитель достигают фазового равновесия. При противоточной экстракции эффективность экстрактора измеряется эквивалентным числом ступеней. Как правило, чем больше число ступеней в экстракционной системе, тем более избирателен процесс экстракции. Однако существенной разницы между пятью и восемью ступенями при очистке смазочных масел не наблюдается. Промышленные экстракционные колонны обычно эквивалентны трем или большему числу ступеней экстракции. [c.194]

Отсюда следует, что предъявляемые к носителям требования связаны с обеспечением условий фазового равновесия, селективности, с отсутствием побочных эффектов в процессе разделения. Аналогичные требования предъявляются к процессу адсорбции. Важно иметь в виду, что применение этих способов обычно предполагает дополнительную стадию — стадию регенерации носителя. В случае ректификации (азеотропно-экстрактивной, экстрактивной, азеотропной) и экстракции это декантация или обычная ректификация, а в случае абсорбции и адсорбции — десорбция. По- [c.91]

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЛУЧА ЭКСТРАКЦИИ В СОЗДАНИИ ЛОКАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ [c.72]

Таким образом, целый ряд точек (их число равно 2п) оказался пространственно сопряженным ошибка в определении равновесия хотя бы в одной из них в дальнейшем будет возрастать от ступени к ступени, и точка возврата вектора Н уже никогда не совпадет с точкой его истока. Жесткие условия, накладываемые на уравнения фазового равновесия (2) в форме сопряжения 2га точек, могут выполняться только тогда, когда уравнения (2) будут физически обусловлены и не только адекватно представлять данные эксперимента, но и верно отражать истинный закон фазового равновесия. Однако уравнения регрессии всегда описывают фазовое равновесие с какой-то ошибкой. Поэтому точка истока вектора Н не совпадает с точкой его возврата. Эти точки могут как угодно сблизиться, но расстояние между ними е в общем случае отлично от нуля. Величина е (окрестность точки Е1) определяет погрешность расчета противоточной экстракции. [c.77]

Таким образом, если след Т противоточной экстракции в водной фазе при изменении числа ступеней схемы сходит с интегрального луча экстракции, то и локальная модель фазового равновесия тоже с него сходит и в процессе последовательного планирования эксперимента шаг за шагом следует за Т. [c.78]

Применение метода пуча экстракции в создании локальных моделей фазового равновесия. Николаев А. В., Петров В. В.— В кн. Математика в химической термодинамике. Новосибирск, Наука, 1980, с. 72 — 84. [c.190]

Описание фазового равновесия является одной из важнейших задач при расчете процессов разделения. Знание условий равновесия позволяет не только принципиально решить вопрос о возможности разделения многокомпонентной смеси методами ректификации, абсорбции, экстракции, но и выбрать схему разделения. Наиболее обший метод расчета равновесия основан на применении некоторого уравнения (уравнения состояния) ко всем фазам системы пар - жидкость. Однако использование уравнений состояния возможно лишь в случае простых систем, которые образованы веществами с аналогичными свойствами, например неполярными веществами, составляющими природный газ. [c.40]

Решение. Схема многоступенчатой экстракции с перекрестной и противоточной подачей реагента показана на рис. 40. Расчет этих процессов основан на диаграмме фазового равновесия в исследуемой системе и на уравнениях материального баланса процессов. [c.199]

В опытах использовались НМП, отвечающий нормам МРТУ 42 Л о 67—15, н-тридекан марки хч по МРТУ 6-09-4535-67, а-ме-тилнафталин марки ч по МРТУ 6-09-6030-69 и дважды перегнанная вода. Опытные данные по взаимной растворимости в исследуемых системах при температурах 20, 40 и 60°С определялись по методике, описанной в [1] результаты определения взаимной растворимости приведены в табл. 1 и 2. Для расчета составов равновесных фаз в изучаемых системах применен аналитический метод расчета по опытным данным о взаимной растворимости и количеству фаз в одноступенчатой экстракции [1, 2]. Составы равновесных фаз при различных температурах приведены в табл. 3, полученные диаграммы фазового равновесия трехкомпонентных систем представлены на рис. 1 и 2. [c.52]

С целью сопоставления экстракционной способности сернистого ангидрида по отношению к индивидуальным сераорганическим соединениям и ароматическим углеводородам в данной работе изучалось фазовое равновесие. На примере экстракции из трех нефтяных фракций прослежено распределение сульфидной и остаточной серы и рассмотрена возможность применения сернистого ангидрида для производства концентратов нефтяных сераорганических соединений. [c.219]

В связи с тем, что большинство сернистых и высокосернистых нефтей содержит в значительном коли [естве циклические сульфиды [2], в качестве объекта для изучения фазового равновесия был взят тиофан. Остальными компонентами изучаемой системы были ле-ксилол, нонан и сернистый ангидрид. Все компоненты имели чистоту не ниже 98%. Сырьем для экстракции нефтяных сераорганических соединений служили три фракции высокосернистой арланской нефти с пределами выкипания 200—225, 275—350 и 190—360°С. Общая характеристика фракций показана в табл. 1. [c.219]

Аналогичные, но менее устойчивые комплексные соединения образуют диметилбензолы и толуол. Наиболее устойчивое комплексное соединение по сравнению с другими диметилбензолами образует Л4-ксилол. Реакция образования этого соединения протекает чрезвычайно быстро, и для разработки процесса выделения л-ксилола можно было использовать методы расчета фазовых равновесий В аппаратурное оформление процессов жидкостной экстракции [1111. [c.133]

Трудности при разделении смеси веществ возникают, если все компоненты разделяемой смеси образуют одну фазу. Для решения такой задачи приходится либо изменять агрегатное состояние части компонентов смеси, либо добиваться изменения фазового равновесия или кинетики процесса. Например, в таких широко известных методах разделения, как экстракция и ректификация, молекулы веществ, составляющих смесь, переходят через границу раздела фаз в обоих направлениях, стремясь к установлению равновесия. Эффективность разделения значительно увеличи-вается, если процесс перехода вещества из одной фазы в другую с последующим установлением равновесной концентрации многократно повторяется. Еще большего эффекта разделения можно достичь, если на процесс установления фазового равновесия наложить действие кинетического фактора. Такое наложение происходит, например, при разделении смеси веществ методом молекулярной дистилляции. В этом случае через поверхность раздела фаз переходят молекулы только одного вида и только в одном направлении. Однако даже самые совершенные ректификационные и экстракционные установки способны разделять лишь относительно простые смеси. [c.8]

Такие широко известные методы разделения, как дистилляция, кристаллизация, экстракция и адсорбция основаны на изменении фазовых равновесий. В этих процессах молекулы веществ, образующих смесь, переходят через границу раздела, стремясь к такому распределению между фазами, при котором в каждой из них устанавливается постоянная равновесная концентрация. [c.7]

При экстрактивной ректификации вводят высококипящий экстрагент, который кипит примерно на 50—100° выше, чем разделяемая смесь. Вследствие этого фактически происходит экстракция определенных компонентов из паровой фазы. Добавляемое вещество не должно образовывать азеотропов с компонентами разделяемой смеси, должно легко от нее отделяться и обладать специфическим воздействием на фазовое равновесие, выражающимся в повышении относительной летучести компонентов. В качестве добавок применяют вещества, обычно употребляемые при жидкостной экстракции или подобные им. Принципы периодической и непрерывной азеотропной и экстрактивной ректификации показаны на рис. 224 и 225. [c.336]

Из приведенных примеров видно, что реакции комплексообразования применяют, в частности, для разделения элементов методами осаждения и экстракции, когда происходит переход веществ из одной фазы в другую. Существует классификация методов разделения, основанная на использовании различных типов фазовых равновесий. [c.26]

Физические методы разделения основаны на использовании кинетических явлений или фазовых равновесий. Фазовые равновесия лежат в основе таких методов разделения, как дистилляция, сублимация, кристаллизация, экстракция и адсорбция из газообразной или жидкой фазы. В этих процессах молекулы разделяемых веществ постоянно переходят через границу раздела фаз в обоих направлениях, причем они стремятся к такому состоя- [c.9]

Однако во многих случаях многократное повторение одинаковых элементарных актов разделения нерационально. Более целесообразным является комбинирование различных разделяющих эффектов. Например, при экстрактивной дистилляции высокая эффективность разделения при дистилляции, обусловленная многократностью состояний фазового равновесия, сочетается с селективностью экстракции. Подходящие примеси позволяют изменять давление пара разделяемых веществ, так что становится возможным хорошее разделение путем дистилляции. Применение этого комбинированного метода все же ограничено, так как с увеличением числа компонентов в разделяемой смеси труднее подобрать соответствующие условия и, кроме того, вещества-примеси изменяют в желательном нанравлении и дистилля-цпонное поведение не всех, а только отдельных компонентов. [c.11]

Выбор способа реализации процесса производится на основе подсистемы технол. расчета установок с целью подбора среди альтернативных способов (напр., экстракция, ректификация, кристаллизация) наилучшего с точки зрения заданного критерия. В зависимости от постановки задачи и исходных данных эта подсистема содержит наборы модулей расчета разных способов реализации отдельных процессов (вьшаривание, абсорбция, сушка и т.д.), скоростей хим. р-ций, тепло- и массообмена, фазовых равновесий, гидродинамики, потоков и т. п. Проектировщик в режиме диалога с ЭВМ имеет возможность формировать разл. варианты вычислит, схем исходя из точности расчетов и постановки задачи. [c.22]

Температура экстракции выбиралась на основе опытных данных по изучению фазовых равновесий. [c.57]

Однократная (одноступенчатая) экстракция. Этот способ проведения экстракции заключается в том, что исходный раствор Г и экстрагент 5 перемешивают в смесителе I (рис. 18-9), после чего в отстойнике 2 разделяют на два слоя экстракт Е и рафинат Л. Обычно считают, что в смесителе 1 вследствие интенсивного перемешивания и достаточного времени контакта устанавливается фазовое равновесие, т. е. однократная экстракция позволяет достигнуть эффективности, соответствующей теоретической ступени изменения концентрации. Степень извлечения при таком методе проведения экстракции можно повысить, увеличивая подачу экстрагента в аппарат 1, но это приведет к снижению концентрации экстракта и удорожанию процесса. [c.154]

Поскольку влиянием давления на равновесие в системах жидкость—жидкость можно пренебречь (жидкости несжимаемы), то диаграммы фазового равновесия изображаются в ввде изотерм экстракции. Формы этих изотерм и способы их графического отображения различны для первого и второго случаев, но в обоих случаях рабочая область экстракции располагается под изотермой экстракции (линией равновесия). [c.1122]

В результате смешения исходного жидкого сырья с растворителем образуется гетерогенная система, состоящая из двух жидких фаз — экстрактного и рафинатного растворов. Извлекаемые компоненты распределяются между экстрактным и рафинатным растворами в соответствии с законом фазового равновесия х /хг = = К, где XI, Х2 — равновесные концентрации извлекаемых компонентов в соответствующих фазах К — коэффициент распределения, который зависит от природы системы, ее состава и температуры его значение определяется экспериментально. Экстрактный и рафинатный растворы имеют различную плотность, их разделяют отстаиванием под действием или гравитации, или центробежных сил. Продуктами процесса экстракции являются экстракт и рафинат, получаемые соответственно из экстрактного и рафинатного растворов после отделения растворителя. [c.211]

Различие в температурных условиях экстракции предопределяется плотностью применяемости растворителя. При фенольной очистке из-за низкой разности плотностей растворителя и исходного сырья градиент экстракции снижают до минимума, так как при смешении вторичных потоков с близкими удельными массами сепарация фаз происходит гораздо медленнее и даже при сравнительно невысоких скоростях в экстракционных колоннах приходится принимать конкретные меры к снижению степени внутренней циркуляции промежуточных масляных фракций. ПовышеЕтие градиента экстракции приводит к заметному повышению относительных скоростей контактирующихся фаз, в результате на отдельных участках по высоте экстракционной колонны не достигает фазовое равновесие. Крометого, эмульгируемость системы фенол —углеводороды еще более ухудшает фазовое равновесие в потоках. Более высокая плотность фурфурола позволяет вести процесс очистки с высоким градиентом экстракции. [c.242]

Вследствие теоретической важности тройных диаграмм состояния для экстракции растворителем, а также ввиду того, что опубликованные данные сильно расходятся между собой и представлены различными графическими способами или вообще не выражены в впде диаграмм, большой раздел последнего издания монографии Растворимость под редакцией Сейделла [111 посвящен исчерпывающей сводке этих данных с числовыми данными и графиками, где это возможно. Тройными диаграммами иллюстрируются фазовые равновесия около 650 систем. Для 2400 трехкомпонентных систем приводятся отдельные данные, главным образом значения коэффициентов распределения, недостаточные однако для построения диаграмм (или приводятся литературные ссылки). [c.183]

Одним из подходов к созданию математических моделей, универсальных по классам аппаратов (ректификация, абсорбция, экстракция, азеотропно-экстрактивная ректификация), является метод декомпозиции, заключающийся в представлении общей модели как совокупности элементарных частей [88, 101]. Декомпозиция технологической схемы, включающей различные массообменные аппараты, состоит в разделении ее на массообменные секции и вспомогательное оборудование и выделении из общей системы уравнений математического описания отдельных частей, соответствующих этим секциям с учетом взаимосвязей между ними. Под массообменной секцией понимается физическая последовательность отдельных массообменных элементов, взаимосвязанных друг с другом и не имеющих промежуточных входов и выходов массы и тепла — все входы и выходы сосредоточены на ее концах. При таком определении количество секций зависит от количества и расположения вводов питания и боковых отборов потоков, а различия между ними заключаются, во-первых, в моделях фазового равновесия и массопередачи на ступенях разделения и, во-вторых, в подсоединяемом к секциям вспомогательном оборудовании для ректификационных колонн это кипятильник и дефлегматор, для экстракционных колонн — декантаторь и т. д. [c.398]

Анализу физико-химических и термодинамических свойств компонентов и условий фазового равновесия отводится при синтезе схем первостепенная роль. По существу, на него возложены функции генерации эвристических правил на основе исследования свойств реальных смесей. На этапе анализа выявляется, во-первых, принципиальная возможность применения того или иного способа получения целевых продуктов и, во-вторых, область принципиально возможных вариантов схем (см. гл. 4). Может оказаться, что отдельные компоненты смеси образуют азеотропы, и тогда для разделения последних необходимо применять процессы типа азеотропной ректификации, экстракции и т. п. Аналогичная ситуация возникает и при наличии близкокипящих смесей, разделение которых неэффективно обычной ректификацией. С другой стороны, анализ позволяет выявить такие характеристики компонентов (склонность к полимеризации, коррозиоиность и т. п.), которые будут определять начало технологической схемы. Выявление азеотропных смесей и их составов, определение границ областей непрерывной ректификации, а также других особенностей исходной смеси есть формирование эвристических правил, исходящее из физико-химических и термодинамических особенностей смеси, и их учет приводит к значительному сокращению размерности задачи синтеза. [c.489]

Пусть, например, решение с погрешностью е = бдоп существует и найдено для схемы экстракции с числом ступеней га и отсутствует для числа п Это означает, что или геометрическое место га -Н 1 составов водной фазы находится за пределами области применимости локальной модели фазового равновесия, или же требования адекватности по Фишеру недостаточны для достижения заданной точности. [c.78]

Чтобы рассчитать схему с га + 1 ступенями, необходимо использовать решение для га-ступенчатой экстракции в ге ее точках изменяющегося по ступеням состава водной фазы экспериментально определить равновесие. Эти данные присовокупить к уже имеюпщмся N сведениям. В результате работы программы регрессионного анализа (см. выше) модель фазового равновесия будет скорректирована в требуемой области пространства равновесных концентраций, после чего удастся пройти еще несколько ступеней и т. д. [c.78]

Фазовые равновесия. Основные понятия и общие закономерности фазовых переходов. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Диа1раммы состояния веществ. Бинарные растворы и основные их свойства. Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах. Теоретические основы различных процессов разделения бинарных смесей. Некоторые сведения из фазовых равновесю в трехкомпонентных системах. Теоретические основы экстракции. Физико-химический анашз. [c.8]

Разработка процессов экстракции обычно начинается с изучения фазового равновесия систем, подлежащих разделению. В настоящей работе фазовое равновесие жидкость — жидкость исследовано для систем н-тридекан —К-метилиирролидон (НАШ)— вода и а-метилнафталин — НМП-вода. [c.52]

Изучено фазовое равновесие при температурах 20, 40 и бО С в трехкомпонентных системах н-тридекан — N-мeтилпиppoлидoн-вoдa и а-метилнафталин — К-метилпирролидон-вода. Данные по фазовому равновесию использованы при расчете процесса экстракции. [c.184]

В опытах использовались термостатированные делительные воронки с мешалкой. Изучение фазового равновесия проводилось при температуре —24°, а экстракция сераорганических соединений из дистиллятов — при температуре —13°С. Расход сернистого ангидрида во всех опытах был равен 100% объемных, время интенсивного перемешивания—15 мин, отстой—1,5 ч. Для удаления сернистого ангидрида через экстрактную и рафи-натную фазы барботировался азот, а затем фазы промывались водой до нейтральной реакции. Полученные продукты анализировались, материальный баланс их сводился с учетом потерь, составляюш,их не более 3% вес. Весовое содержание растворителя в рафинатной и экстрактной фазах определялось по разности весов до и после удаления растворителя. Состав рафината и экстракта при изучении фазового равновесия устанавливался газохроматографически. Количественный расчет хроматограмм проводился методом внутренней нормализации. Равновесный состав фаз исследуемой системы в зависимости от содержания в исходном растворе экстрагируемых веществ приведен в табл. 2. В исходном растворе весовое содержание тиофана и ж-ксилола было равным. [c.220]

В случае динамического варианта прибегают к нарушению фазового равновесия путем продувки инертного газа (газовая экстракция). Вьщу-ваемые компоненты собирают на адсорбенте (например, на тенаксе) или в криогенной ловушке и после термодесорбции анализируют. Обьггно примеси выдувают из воды током азота или гелия (5-10 л) с расходом 100 мл/мин. Ценность динамического варианта в его высокой эффективности при определении загрязняющих веществ, поскольку обеспечивается практически полное выделен>1е чистой пробы из грязной воды Он наиболее приемлем для анализа малорасгворимых в воде и относительно малолетучих соединений с температурой кипения ниже 200 °С. Ра новидностью метода является циркуляционная продувка - метод замкнутой пегли [73[. С помощью такой системы можно проанализировать загрязнители в питьевой воде при очень низких содержаниях - до нг/л. [c.189]

Простейший вариант ПФА — однократная газовая экстракция летучих веществ из жидкостей или твердых тел — состоит в следующем. В герметично закрывающийся сосуд объемом V помещают исследуемый объект объемом V , содержащий определяемое летучее вещество концентрации с1. Объем газовой фазы при этом оказывается равным Vq = V — Уц. После выдерживания системы при постоянной температуре до установления равновесного распределения летучего вещества газовая фаза вводится в хроматограф и таким образом измеряется абсолютное значение равновесной концентрации определяемого вещества в газовой фазе над исследуемым образцом Сд. Поскольку в процессе установления фазового равновесия некоторая часть содержащегося в исследуемом объекте летучего вещества переходит в газовую фазу, равновесная его концентрация в конденсированной фазе будет меньше исходной с1. Количество вещества, перешедшего в газовую фазу из раствора (сдУс), зависит от соотношения объемов фаз г = Уа)Уь и коэффициента распределения К = j a. Если пренебречь изменением объема жидкости за счет испарения раствора в процессе установления равновесия, концентрацию вещества в исходном растворе можно вычислить по его содержанию в равновесном газе из уравнения [c.233]

Диаграммы фазового равновесия. В процессе экстракции участвуют по крайней мере три вещества смесь взаимно растворимых двух веществ, подлежащая разделению, и растворитель, не полностью смеигивающийся со смесью и способный растворять один компонент смеси. В данном случае имеет место тройная или трехкомпонентная система, общий состав которой всегда однозначно можно представить точкой в равностороннем треугольнике. [c.605]

Такой однократный контакт между исходной смесью и растворителем, в результате которого устанавливается полное фазовое равновесие между экстрактом и рафинатом, представляет собой ступень изменения концентрации при экстрагирова-II и и, или теоретическую ступень экстракции. [c.609]