Экстрагирование кинетическая

В противотоке проводятся также химические реакции, когда реагенты содержатся в разных фазах. Примером могут служить процессы экстрагирования какого-либо компонента из твердой фазы или абсорбция газа жидкостью, осложненные одновременной химической-реакцией. Проведение реакций в противотоке выгодно с точек зрения термодинамической, кинетической (стр. 357), а также связанной с использованием реагентов в избытке. [c.363]

Реакторы для гетерогенных реакций в жидкой фазе, как правило, снабжены мешалками различных типов с теплообменными устройствами (обычно косвенного теплообмена). Эти реакторы с мешалками работают при режиме, близком к полному смешению, и подчиняются кинетическим закономерностям, характерным для реакций в гомогенной жидкости (см. гл. V). В промышленности применяют реакторы для несмешивающихся жидкостей периоди- ческого и непрерывного действия, единичные и объединенные в каскад (см. рис. 27, табл. 2 и табл. 6). Для жидкостного экстрагирования используют также насадочные и ситчатые колонны с противоточным движением жидкостей тяжелая — сверху вниз, а легкая — снизу вверх. [c.209]

Кинетическое уравнение для отдельной частицы (2.68) и начальное условие к нему (2.66) остаются прежними, как и квазистационарный профиль концентрации в отработанном слое (2.63). Таким образом, математическая модель экстрагирования в неподвижном слое монодисперсного мате- [c.107]

В тех случаях, когда можно провести экспериментальное исследование кинетики отработки реального материала, непосредственные опытные результаты оказываются надел нее вычислений по имеющимся теоретическим формулам. При экстрагировании можно в полном объеме использовать метод кинетической функции, подробно изложенный выше на примере процесса растворения. Единственное обстоятельство, усложняющее в данном случае применение этого метода, состоит в том, что интенсивность процесса экстрагирования зависит не столько от внешних условий растворения, сколько от диффузионной проводимости пор. При этом нельзя безусловно считать, что скорость процесса экстрагирования зависит только от мгновенных значений параметров окружающей среды (концентрации, температуры, гидродинамической обстановки), поскольку изменение внешней обстановки не сразу приведет к соответствующей перестройке концентрационных полей внутри достаточно крупных частиц. Однако чем мельче частицы материала и чем медленнее изменяются параметры окружающей среды, тем с большим основанием можно принять процесс экстрагирования квазистационарным относительно меняющихся значений концентрации и температуры внешней среды. [c.112]

В тех случаях, когда внешнее кинетическое сопротивление влияет на процесс экстрагирования, явный вид характеристической функции необходимо получать при внешних условиях, максимально приближенных к будущим действительным условиям осуществления промышленного процесса. [c.119]

В процессах экстрагирования из растворов также можно использовать экспериментальные кинетические данные, полученные при экстрагировании из конкретного материала реальной формы. Цель такого метода — определить явный вид экспериментальной кривой извлечения для реального материала в условиях надежного и относительно простого опыта, чтобы можно было рассчитывать процессы диффузионного извлечения в иных концентрационных условиях. [c.126]

Экстрагирование твердого вещества кинетически неравноценно его растворению. В условиях растворения вещество непосредственно контактирует с движущейся жидкостью, благодаря чему сопротивление массопереносу невелико. В условиях экстрагирования твердого вещества область, содержащая целевой компонент, первоначально занимает весь объем частицы, а с ходом экстрагирования систематически сокращается. [c.277]

К процессам растворения в технологии обычно относят такие процессы, которые завершаются полным исчезновением (растворением) твердых тел. При выборочном растворении, когда вещество извлекается из пор инертных носителей, которые не взаимодействуют или слабо взаимодействуют с жидкостью, инертный носитель по завершении процесса сохраняется. Эти особенности обусловливают различие кинетических закономерностей процессов и, как следствие, обозначение их различными терминами — растворение и экстрагирование. [c.49]

Наряду с общими закономерностями, характерными для массообменных процессов, в процессах переноса вещества в твердом теле существенную роль играют структура этого тела, его физико-химические свойства, их изменение в процессе экстрагирования, а также другие факторы. В соответствии с этим в книге рассмотрены основные математические модели переноса вещества в условиях практически реализуемых или теоретически целесообразных схем, механизм протекания процесса экстрагирования, основные инженерные методы расчета процесса (в том числе, учитывающие изменение физико-химических и кинетических констант экстрагирования). Значительное внимание уделено методике определения кинетических коэффициентов процессов, рассмотрению аппаратуры для их проведения, перспективным методам интенсификации. Важнейшие расчетные методы иллюстрированы примерами. [c.6]

Сопоставим определенный таким образом процесс с выщелачиванием, жидкостной экстракцией и растворением. Под выщелачиванием понимают экстрагирование в системе твердое тело — жидкость с использованием экстрагента — воды [95, с. 547]. Однако в дальнейшем мы редко будем употреблять этот термин, не считая целесообразным изменять наименование процесса в зависимости от рода применяемого растворителя. Существенным образом экстрагирование в системе твердое тело — жидкость отличается от жидкостной экстракции, которая протекает в гетерогенной системе жидкость — жидкость, состоящей из двух легко деформируемых фаз. При извлечении из твердых тел величины последних задаются предшествующими операциями (дробление) и не зависят от гидродинамики экстракционного процесса. Путем подвода энергии при жидкостной экстракции создаются гидродинамические условия, благоприятствующие развитию поверхности фазового контакта [97, 98], изменению формы и размеров жидких частиц, из которых извлекается целевой компонент. В твердых пористых телах жидкость, заключенная в порах, практически неподвижна. При жидкостной экстракции в жидких частицах наблюдается внутреннее движение, зависящее от размеров частиц и скорости относительного перемещения фаз. В кинетическом аспекте жидкостная экстракция — процесс более интенсивный, чем экстракция в системе твердое тело — жидкость. [c.7]

Знание характеристической функции, позволяет выполнить построение кинетических кривых для условий периодических и непрерывных процессов извлечения. Следующая система уравнений служит основой для определения кинетики экстрагирования в условиях прямоточного и противоточного процессов [c.118]

В соответствии с заданием размеры ступеней экстрагирования, значения кинетических коэффициентов на каждой ступени и другие условия остаются такими же, как п в случае противотока, кроме = 2,5. [c.165]

Рассмотренным ранее Стадиям процесса экстрагирования — переносу вещества внутри твердого тела и в окружающей жидкости — соответствуют два кинетических коэффициента коэффициент диффузии растворимого вещества в твердом теле и коэффициент массоотдачи от поверхности твердого тела к экстракционной жидкости. [c.167]

Заданными величинами являются время пребывания частиц на каждой ступени экстрагирования ть концентрации С , размер частиц Ri, кинетические коэффициенты Di и Р (В1д,), соотношение расхода масс (г = 1, 2, р), q — среднее по аппарату соотношение расхода масс. [c.241]

Процесс экстрагирования в неподвижном слое. Экстрагирование в слое — нестационарный процесс, поскольку составы жидкой и твердой фаз меняются во времени. Математическое описание этого процесса включает уравнения, определяющие поля концентраций в твердой (V. 104) и жидкой (V. 106) фазах, уравнение (V.105), определяющее граничные условия (на границе твердой и жидкой фаз), и начальные условия. Решение этой системы уравнений получено в предположении, что слой состоит из одинаковых по размеру и структуре частиц правильной формы (плоских, сферических или цилиндрических), коэффициент массоотдачи р одинаков по всей поверхности каждой частицы, коэффициент диффузии ие изменяется во времени и продольным перемешиванием можно пренебречь, Следует отметить, что даже для слоя, состоящего из одинаковых частиц, допущение о постоянстве 3 является весьма грубым, Вблизи мест соприкосновения частиц в слое образуются застойные зоны, что вызывает различие условий обтекания отдельных участков поверхности частиц и, как следствие, ее кинетическую неоднородность. Роль этого фактора еще больше возрастает, если частицы имеют неправильную форму и различаются размерами. В связи с этим расчет процессов экстракции в с. ое основывается на экспериментальном исследовании кинетики процесса. [c.493]

В большинстве случаев процесс переноса массы целевого компонента состоит из нескольких последовательных стадий, т. е. поток компонента преодолевает несколько сопротивлений. Так, в процессе кристаллизации из растворов кристаллизующееся вещество сначала должно преодолеть сопротивление слоя растворителя, обедненного целевым компонентом у поверхности кристалла, а затем происходит присоединение молекул вещества к кристаллической решетке последний процесс также протекает с некоторым кинетическим сопротивлением. При растворении чистого твердого вещества наблюдается обратное явление, поскольку целевой компонент вначале должен преодолеть сопротивление, связанное с разрушением кристаллической решетки на поверхности твердой фазы, и только после этого молекулы целевого компонента преодолевают диффузионное сопротивление пристенного слоя потока сплошной фазы растворителя. При экстрагировании веществ из пористой структуры [c.17]

Величина времени пребывания является существенным параметром, характеризующим работу массообменного аппарата, поскольку степень кинетической отработки, например, частиц дисперсного потока возрастает по мере увеличения времени их нахождения в рабочем объеме аппарата. Аналогичная ситуация имеет место и для элементов потока сплощной среды. Так, насыщение жидкости растворяемым веществом в процессах экстрагирования увеличивается, если при прочих равных условиях растворитель имеет более длительный контакт с материалом твердой фазы. В процессах сушки дисперсных материалов влагосодержание частиц уменьшается по мере увеличения времени их пребывания в сушильном аппарате, а потенциал сушильного агента понижается, когда поток агента дольше контактирует с влажным материалом. [c.72]

В рассмотренной выше модели послойной отработки частиц предполагалась изотропность пористой структуры материала и правильная геометрическая форма всех частиц. В большинстве реальных процессов экстрагирования, однако, эти упрощения соблюдаются лишь приближенно. И все же несомненная польза рассмотренных выше примеров аналитического решения заключается в том, что методы моделей не требуют проведения специальных кинетических экспериментов здесь достаточно иметь справочную величину коэффициента диффузии целевого компонента в растворителе. [c.126]

При экстрагировании также можно использовать метод кинетической функции, изложенный на примере процессов растворения. Здесь, однако, имеется обстоятельство, усложняющее [c.126]

Когда на процесс экстрагирования в основном влияет внешнее кинетическое сопротивление, вид характеристической функции получают при внешних условиях, максимально приближенных к условиям реального процесса. [c.133]

Экспериментальная кинетика. Теоретические методы описания кинетики экстрагирования основаны, как правило, на предположении об изотропности свойств всех частиц твердой фазы и применимы по существу лишь к частицам правильной геометрической формы. В тех случаях, когда такого рода условия не соответствуют реальному процессу, можно использовать непосредственные экспериментальные кинетические данные, получаемые при экстрагировании из частиц конкретного материала реальной геометрической формы. Основной целью при использовании такого метода является определение явного вида экспериментальной кривой извлечения целевого компонента из частиц реального материала в условиях надежного и сравнительно [c.141]

Рассмотренные теоретические методы описания кинетики экстрагирования основаны на представлении об изотропных свойствах пористого материала, постоянстве коэффициента диффузии извлекаемого вещества В и применимы лишь к телам правильной геометрической формы. Когда условия такого рода не соответствуют реальному процессу (неизотропные материалы, например, растительного происхождения, частицы неправильной формы, полидисперсные материалы и т. п.), то используются непосредственные экспериментальные кинетические данные, получаемые при экстрагировании представительной порции частиц конкретного материала реальной геометрической формы. Такие данные используются для расчета периодических и непрерывных прямо- и противоточных процессов вместо теоретических уравнений типа (8.27). [c.490]

Рис. 3.4. Кинетические кривые экстрагирования сернистых и ароматических соединений из фракции нефти 350—540°С диметил-формамидом (1) и раствором

Заметим, что наблюдаемые кинетические закономерности процесса экстрагирования, протекающего исключительно в диффузионном режиме, формально похожи на кинетические закономерности процесса, протекающего в аппарате с интенсивным гидродинамическим воздействием на пористые частицы. Однако время достижения одних и тех же выходов в извлечении при экстрагировании в диффузионном режиме гораздо больше, чем в режиме конвективного массопереноса а пористых частицах. [c.471]

При экстраг ировании в колбе твердая (Ф-сажа) и жидкая (растворитель) макрофазы в течение всего процесса находятся в непосредственном контакте и постоянных количествах, т.е. осуществляется стационарный режим. При непрерывно-периодическом экстрагировании в аппаратах Сокслета временные интервалы между отбором проб включают в себя время слива экстракта в приемную колбу и время постепенного наполнения экстракционного стакана растворителем в течение экстракционного цикла. Поэтому истинное время непосредственного контакта фаз является составной частью эффективного регистрируемого экспериментально времени, за которое осуществляется один экстракционный цикл. Необходимо подчеркнуть, что проведенные исследования по влиянию температуры растворителя на кинетические параметры процесса перевода фуллеренов из твердой макрофазы в растворитель сохраняют единую тенден- [c.51]

Количеств анализ проводят непосредственно на хроматограммах или после отделения в-ва хроматографич зон от целлюлозной основы. В первом случае компоненты определяют с помощью сканирующей денситометрии, флуориметрии, фотометрии или по размеру хроматографич. зон, а также активац. методами (при использовании последних двух методов зоны предварительно вырезают). Пределы обнаружения в-в в зонах по окрашенным производным составляют 0,1-10 мкг, флуориметри чески-10 -10 мкг, активационньпк методом-10 -10 мкг. Отделение компонентов от целлюлозной основы осуществляют экстрагированием, сжиганием бyмJrи или кипячением ее в смеси к-т. Затем компоненты определяют любым подходящим методом, обычно спектрофотометрическим, титриметрическим или кинетическим Погрешность количеств анализа не превышает 10%. [c.325]

Интенсификацию процессов растворения, вышелачивания, экстрагирования осушествляют увеличением поверхности соприкосновения фаз Р, измельчением твердого вешества, увеличением его пористости и полным омыванием поверхности кристаллов жидкостью, повышением относительной скорости перемешения твердой и жидкой фаз (перемешивание). Повышение температуры также может служить одним из наиболее эффективных приемов ускорения процессов растворения и вышелачивания как в кинетической, так и в диффузионной области. Повышение температуры увеличивает скорость разрушения кристаллической решетки, химических реакций, уменьшает вязкость раствора и, следовательно, диффузионное сопротивление, увеличивает концентрацию насыше-ния Снас и соответственно движущую силу физического растворения. Для процессов растворения в диффузионной области преимущественным приемом интенсификации может быть интенсивное перемешивание, которое ускоряет диффузию, выравнивает концентрацию, а при химическом растворении способствует удалению твердых продуктов реакции с поверхности растворяемого вещества. Для химического растворения, происходящего в кинетической области, интенсивность перемешивания играет подчиненную роль и больше всего ускоряет процесс повышение температуры. При выщелачивании для повышения средней движущей силы процесса и снижения потерь со шламом применяют противоток твердого материала и растворителя. Особо важным приемом интенсификации выщелачивания является применение пористых твердых материалов (спеков) для развития поверхности контакта фаз и ускорения стадии внутренней диффузии. [c.201]

Определение Со. Следовые количества кобальта в особо чистом фосфоре определяют кинетическим методом [287], основанным на каталитическом окислении ализарина Н2О2 в присутствии Со при рн 12,4. Оптическую плотность измеряют при 530 нм на фотоколориметре ФЭК-М. Точность метода удовлетворительная. Мешающее действие РО4 устраняют экстрагированием Со в виде его комплекса с а-нитрозо-р-нафтолом. [c.168]

Действитрльно, в условиях выщелачивания контактирующие с жидкостью твердые частицы состоят из инертного носителя, в котором распределено растворимое твердое вещестро. При выщелачивании растворяется и переходит в основную массу раствора только растворимая часть материала, а пористый инертный носитель сохраняется. Различие между растворением и выщелачиванием особенно четко проявляется при сравнении кинетических закономерностей обоих процессов. В условиях растворения вещество, переходящее р раствор, контактирует с движущейся жидкостью в течение всего процесса. При экстрагировании (выщелачивании) растворяющееся вещество быстро теряет контакт с движущейся жидкостью, так как граница межфазного контакта непрерывно продвигается внутрь пористой частицы (рис. 1.1). [c.7]

Начальное содержание сахара в свекле Сн = 20%. Экстрагент, поступающий в аппарат, представляет собой чистую воду (С = 0). В связи с изменением температуры и концентрации но длине аппарата, а также с соответствующимп физико-хнмическими изменениями, происходящими в растительной ткани в процессе экстрагирования, основные кинетические коэффициенты (коэффициент диффузии сахара в свекле О и коэффициент массоотдачи Р) изменяются по длине аппарата. Время пребывания твердых частиц на первой ступени экстрагирования г, = 0,2 ч, на всех последующих ступенях экстрагирования т/ = 0,1 ч (г = 2, 3, . . ., т). Величины ступеней приняты на основании данных по испытанию [129—131, 134, 137] промышленных экстракторов. На этих же основаниях приняты величины кинетических коэффициентов на каждой ступени, приведенные в табл. 4,3. [c.160]

С помощью приведенного выше алгоритма интервально-итерационного расчета кинетических коэффициентов процесса (блок-схема УП1) либо номограмм представляется возможным обработать экспериментальные данные ряда исследователей, , 5 изучавших кинетику процесса окс- С, ч трагирования в нериодическом (замкнутом) процессе пли в процессе экстрагирования в большом объеме [43, 149]. [c.174]

Г. А. Аксельруд [121 получил решение задачи для процесса в слое. Оно представлено в форме, позволяющей определять кинетические коэффициенты процесса по концентрации экстракционной жидкости, покидающей слой. Для случая экстрагирования из слоя частпц цилиндрической формы решение имеет вид [c.183]

Пример 2.2. Рассматривается непрерывное экстрагирование растворимого вещества нз пористого дисперсного материала при расходах дисперсной фазы Кт = 0,585-10 м /(м -с) и жидкого экстрагента = 0,01 м Дм -с) порозиость слоя движущегося материала е = 0,45. Концентрация насыщения С = 45 кг/м объемная доля заполнения пористого материала растворяемым твердым веществом ви = 0,38 плотность твердого целевого компонента Рг = 1,8-10 кг/м . Характеристическая функция процесса б (у) находится по исходной кинетической кривой f(т). Экспериментальная кривая изменения концентрации целевого компонента в растворителе при периодической обработке частиц материала в условиях полного перемешиватшя считается известной (рис. 2.12). При получении кривой f(т) отнощение исходной массы целевого компонента к объему растворителя было равно 43,5 кг/м . [c.130]

Кинетика десорбции из индивидуального зерна адсорбента также обычно записывается в виде уравнения эффективной массоотдачи типа (4.30), в котором общий коэффициент массоотдачи Ро определяется на основе соответствующих экспериментальных данных в зависимости от степени заполнения частиц адсорбтивом, скорости десорбирующего газа и прочих параметров процесса. Таким образом, и здесь при описании кинетики отработки индивидуальных частиц используется аналог экспернментальной кинетической функции, применяемой в процессах растворения, экстрагирования, сушки и др. [c.247]

Количеств, определение компонентов в зонах проводят как непосредственно на хроматограммах, так и после отделения целлюлозной основы. В первом случае примен. колориметрию, денситометрию, люминесцентные и радиометрич., а также кинетич. и активац. методы (при использ. последних двух методов зоны предварительно вырезают). Пределы обнаружения в-в в зонах по их окрашенным производным — 0,01—1 мкг, кинетич. и люминесцентными методами — 10 —10 мкг, активационным — 10 — 10 мкг. Отделение компонентов от целлюлозной основы осуществляют экстрагированием, сжиганием бумаги или кипячением ее в смеси к-т (т. н. мокрое сжигание). Затем компоненты определяют любым подходящим методом, обычно спектрофотометрич., титриметрич. или кинетическим. Достоинства БХ — возможность разделения малых кол-в (0,001—1 мкг) в-в, высокая чувствительность, простота аппаратуры. [c.669]

Мы обсудили реакционные способности растворов мочевины. Некоторые из этих кинетических представлений применимы также к реакциям твердой мочевины с примесями очень малых количеств воды или метанола. Абсолютно безводный цетан и твердая мочевина, по-видимому, не реагируют, если не добавлен какой-либо активатор. Следы метанола вызывают медленную реакцию. Циммершид с сотрудниками U15] показали, что цетан, содержащий 0,25% добавленных соединений серы, экстрагированный из фракции неф и, может полностью затормозить реакцию, если не добавить 0 4% метанола. Горин и Розенштейн [41] предположили, что предварительно активированная твердая мочевина обладает открытой структурой, т. е. возможна реакция твердой мочевины с углеводородными системами. В результате измерения нлотности было показано, что после нагревания в растворителе, нанример в толуоле, открытая канальная структура комплекса исчезает. Однако скорость реакции увеличивается вследствие уменьшения размеров кристаллов после активирования и увеличения числа активных центров. [c.487]

Теоретические кинетические закономерности цроцесса экстрагирования получены при введении ряда упрощающих допущений вместо реа]ц>ных пористых тел рассматривались тела простой геометрической формы в виде щара, пластины, цилиндра считалось, что они изо-трошше, т. е. коэффициент массопроводности одинаков во всех направлениях, а извлекаемый компонент равномерно распределен внутри них чаще всею решались задачи для монодисперсного состава частиц, а в случае полидисперсного состава предполага]Юсь, что их форма, размеры и внутренняя структура в процессе экстрагирования остаются неизменными и т. п. [c.490]

Однако многие факторы, влияющие на скорость экстрагирования из отдельной частицы, а тем более из совокупности полидисперсных частиц различной формы, изменяются с течением времени по весьма сложным закономерностям, которые невозмож1ю учесть при теоретическом рассмотрении кинетрпси процесса. Изменяется активная поверхность пор, внутренняя структура инертного носителя, распределение неизвлеченного компонента по объему частицы, кинетические константы, концентрация компонента в основном объеме жидкости, температура и гидродинамические условия. Реальные пористые частицы часто имеют анизотропную регулярную (растительное сырье) или нерегулярную [c.490]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология