Число тарелок в теории АВТ

По аналогии с теорией дистилляционных колонн хроматографическая колонка мысленно разбивается на ряд последовательных теоретических ступеней — тарелок, через которые газ проходит периодическими толчками. Предполагается, что за время каждого толчка на тарелках успевает установиться равновесие между подвижной и неподвижной фазами для всех компонентов. Таким образом, хроматографический процесс согласно этой теории многоступенчатый и состоит из большого числа актов адсорбции и десорбции (в ГАХ и ЖАХ) или растворения и испарения (в ГЖХ и ЖЖХ), а сама колонка рассматривается как система, состоящая из совокупности многих ступеней—тарелок. Длина элементарного участка (в сантиметрах) колонки, на которой достигается мгновенное состояние равновесия между концентрацией вещества в подвижной и неподвижной фазах, называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), или, попросту, высотой тарелки. Очевидно, существует простая зависимость. [c.47]

Влияние объема дозы д на ВЭТТ весьма существенно, поскольку объем дозы в колонке после ее ввода непосредственно связан с шириной пика на хроматограмме, которая, в свою очередь, связана с высотой теоретической тарелки. Согласно теории теоретических тарелок следует, что проба не должна превышать емкости одной теоретической тарелки. Заменяя число теоретических тарелок /V высотой теоретической тарелки И, согласно формулам (IV. ) и (IV. 16), получим [c.138]

В соответствии с этим имеется мало перспектив осуществить разделение изотопов методом ректификации при температуре выше температуры сжижения воздуха. Кун с сотрудниками [35] всо же смог показать, применяя аппарат с большим числом теоре-Т1[ческих тарелок, что конечное различие в давлениях паров компонентов существует и вблизи комнатных температур. Клузиус II Мейер [34] ежесуточно обогащали посредством низкотемпературной ректификации на колонке со 130 теоретическими тарелками 15 л аргона до концентрации 0,6% (вместо 0,307% в природном аргоне). Для этого они применили насадочную колонку, изготовленную из латунной трубки высотой "Ь м с внутренним диаметром 12 мм. Насадка состояла из спиралей 2x2. мж из нержавеющей стальной проволоки. Испаритель (объем 250 мл) оригинальной конструкции и конденсатор, охлаждаемый жидким азотом, показаны на рис. 159. [c.247]

Эффективность разделения определяется относит, размыванием хроматографич. зон в колонке. Ее характеризуют числом теор. тарелок N и высотой Я, эквивалентной теор. тарелке (ВЭТТ) N = 16(основания пика па хроматограмме, Е — длина хроматографич. колонки. Степень разделения компонептов 1 и 2 ( 1 < (2) характеризуется критерием разделения 2,1 = 2 , [c.668]

Чтобы определить эффективность разделения различных колонок, используют число теоретических тарелок N и высоту тарелки Я из кинетической теории. [c.247]

Из теории ректификации бинарных смесей известно, что если имеется два сырья, отличающихся друг от друга по температуре нагрева, то выгодно каждое из них вводить в колонну самостоятельно [1]. При наличии одного сырья, которое должно нагреваться (охлаждаться) за счет регенерации тепла или за счет внешнего источника, имеет смысл делить его на два потока и подвергать один из них предварительному нагреву (охлаждению). В результате этого получаются два потока, отличающиеся друг от друга лишь температурами нагрева. Если вводить каждый из потоков сырья на соответствующую тарелку, то потребуется меньшая кратность орошения, чем в случае введения сырья одним потоком с тем же средним теплосодержанием. Для доказательства этого используется методика расчета колонн с двойным питанием. На рис. 1 приведен случай, когда исходное сырье подается в колонну в виде некипящей жидкости 1 и перегретого пара Ьг. При бесконечном числе тарелок минимальный теплоподвод в кипятильник обозначен через а теплоотвод через Как видно из рис. 1, [c.16]

Если не считать различия в 16 раз. названный "эффективностью" параметр Е лишь представляет собой величину, обратную "высоте тарелки". При практическом употреблении величина Е оказывается более удобной тем, что числа возрастают при повышении качества слоя (в отличие от величины Н, которая снижается при улучшении качества слоя, что может ввести в заблуждение). Если не считать некоторого повышения удобства в пользовании, нельзя сказать, что системы заметно различаются. Однако понятие о высоте тарелки имеет большое преимущество, поскольку уже широко используется в течение нескольких десятков лет и неотъемлемо вошло в основы существующей теории хроматографии. [c.215]

Представление о тарелке привнесено в хроматографию из теории дистилляции, так как первые наиболее эффективные дистилляционные колонны содержали приспособления, названные тарелками. Было предложено представлять хроматографическую систему как некоторое число воображаемых, или теоретических, тарелок. [c.21]

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]

Теория работы устройства для термической ректификации еще более сложна, чем для приборов контактной ректификации, и, как правило, каждое такое устройство должно быть подвергнуто индивидуальному математическому анализу. Подробности для каждых отдельных случаев читатель может найти в оригинальной литературе, которая здесь цитируется. Вообще говоря, уравнение работы приборов термической ректификации совершенно отлично от уравнений для контактных приборов. Например, при термической ректификации не имеется точного эквивалента теоретической тарелки как однозначного понятия. Хотя для любого данного опыта и данной колонки можно вычислить число теоретических тарелок, пользуясь обычными уравнениями для контактной ректификации, но полученное таким образом число будет изменяться с изменением условий работы на той же самой колонке. [c.398]

Рассмотренный пример был специально выбран так, чтобы наблюдалось максимальное расхождение результатов расчета по уравнениям массопередачи и теоретической тарелки. Значительная разница между движущими силами Ах, и Ауг в нижнем сечении укрепляющей секции колонны в данном случае обусловлена большой разностью температур поступающего в колонну пара и стекающей жидкости (Д =35°С). В обычных условиях разность тем ператур пара и жидкости значительно меньше ( 5°С). Поэтому результаты расчетов по уравнениям массопередачи (при обоих способах выражения движущих сил) И по уравнениям теоретической тарелки практически совпадают, причем совпадение будет тем ближе, чем больше высота колонны (в единицах переноса массы или в числах теоре тических тарелок). [c.113]

Регенерацию экстрагента предполагают проводить в тарельчатой ректификационной колонне. Стоимость ректификационной колонны в расчете на одну тарелку равна 484 руб/л к. п. д. тарелки 80%, Экстрагент является легколетучим комионентом экстракта, причем его относительная летучесть равна 2,5. Допустимая скорость паров в ректификационной колонне 73,4 кмоль . Коэффициент избытка флегмы 1,25, прп этом число теоре- [c.627]

При рассмотрении общих вопросов теории массообменных процессов в гл. 5 отмечалось, что на так называемой теоретической тарелке состав покидающих ее фаз должен соответствовать равновесному соотношению у (х) и что количество теоретических тарелок графически определяется числом прямоугольных ступенек, [c.424]

Понятие теоретической тарелки пришло в хроматографию из теории ректификации, где теоретическая тарелка соответствует определенному участку колонки, в которой пар и жидкость находятся в равновесии. В колоночной хроматографии эффективность работы колонки характеризуется как числом теоретических тарелок, так и высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), которая позволяет сравнивать колонки различной длины. Число теоретических тарелок пропорционально длине колонки. [c.9]

Тарелочная теория основана на представлении, что колонка состоит из большого числа отдельных слоев, называемых теоретическими тарелками. В пределах каждой тарелки концентрация растворенного вещества как в растворе, так и в фазе ионита считается постоянной. Для упрощения предполагают также, что изотермы обмена линейны и что степень зарядки колонки мала, т. е. лишь [c.118]

Впервые в хроматографию теория тарелок введена Мартином и Сингом [1]. Хотя представление о теоретических тарелках в хроматографии носит формальный характер, теория тарелок позволяет описывать движение области максимальной концентрации, экспериментально оценить ширину полосы и оценить эффективность (степень размывания) хроматографической колонки. Согласно теории тарелок, вся колонка состоит из ряда равновесных зон, т. е. теоретических тарелок. Время удерживания пропорционально числу теоретических тарелок N [1] [c.39]

Теория тарелок формальна и основана на сравнении хроматографического процесса со ступенчатым разделением, каким является, например, дистилляция. Значение высоты, эквивалентной теоретической тарелке, и число тарелок не могут служить характеристикой четкости хроматографического разделения веществ, как это предлагалось многими исследователями. Указанные величины являются лишь мерой расширения полосы и не учитывают того, что основа хроматографического разделения — разность скоростей движения различных компонентов пробы вдоль колонки, обусловленная выбором сорбента. Естественно, [c.48]

Теория тарелок является формальной и основана на сравнении хроматографического процесса со ступенчатым разделением каким является, например, дистилляция. Значения высоты, эквивалентной теоретической тарелке, и число тарелок не могут служить характеристикой четкости хроматографического разделения веществ, как это предлагалось многими исследователями, Указанные величины являются, лишь мерой расширения полосы и не учитывают того, что основа хроматографического разделения — разность скоростей движения различных компонентов пробы вдоль колонки, обусловленная выбором сорбента. Совершенно естественно, что две колонки с одинаковым числом теоретических тарелок могут обеспечить различное качество разделения компонентов в зависимости от того, насколько удачно выбран сорбент, [c.42]

Теория тарелок формальна и основана на сравнении хроматогра-фического процесса со ступенчатым разделением, каким является, например, дистилляция. Значения высоты, эквивалентной теоретической тарелке, и число тарелок не могут служить характеристикой [c.47]

Размеры колонки (длина и внутренний диаметр) также должны быть выбраны оптимальными. Выбор размеров колонки зависит от сложности анализируемой смеси. Теоретически наилучшее разделение будет достигнуто на колонках большой длины и малого диаметра. Для оценки эффективности колонки используют понятие теоретической тарелки , которое взято из теории дистилляции. Согласно этой теории, вся колонка состоит из ряда равновесных зон, т. е. теоретических тарелок. Эффективность колонки выражается числом теоретических колонок или высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). Эти две величины связаны уравнением [c.51]

В своем теоретическом исследовании Глюкауф [3 ] определил эффективность колонки, необходимую для получения любой степени разделения двух соединений, находящихся в пробе в любой пропорции. Абсолютное разделение возможно только при бесконечно большом значении N, поскольку согласно теории распределения некоторое количество вещества всегда присутствует в каждой теоретической тарелке. Практически требуется лишь такое число тарелок, которое достаточно для уменьшения степени взаимного загрязнения пиков до определенного, выходящего за пределы детектирования уровня, устанавливаемого самим экспериментатором. Данное Глюк-ауфом теоретическое обоснование метода расчета числа теоретических тарелок сложно, но методика применения разработанного им расчетного графика, представленного на рис. 1У-5, проста. [c.105]

Согласно первой теории [1], процесс укрепления паров происходит следующим образом. Пар, приходящий в контакт с флегмой, конденсируется, так как между температурой пара и жидкости существует некоторая разница, которая и является движущей силой процесса. При конденсации происходит обогащение жидкой фазы нижекипящим компонентом. За счет выделяющегося тепла конденсации происходит испарение жидкости на тарелке. Выделяющийся пар будет содержать уже больший процент нижекипящего компонента, чем тот пар, который первоначально сконденсировался. Так как молевые теплоты испарения для многих перегоняемых бинарных смесей (в том числе и для этилового спирта и воды) близки, то количество молей [c.63]

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]

Теория, рассмотренная в разд. В, полезна для понимания хроматографического процесса и предсказания ряда условий разделения. Она не в силах, однако, объяснить хорошо известный факт, что число тарелок р зависит от скорости течения, а также тот факт, что р зависит от коэффициента распределения растворенного вещества между двумя фазами. Трудно принять такую физическую модель, в которой движение жидкости (или другой подвижной фазы) состоит из серии скачков. В ней предполагается, что жидкость остается в одном слое колонки (или тарелке ) на достаточно долгое время для достижения равновесия с неподвижной фазой, затем мгновенно передвигается в следующую тарелку , и процесс повторяется сначала. [c.161]

Фактическое флегмовое число R берете обычно на 20—70% больше минимального Для получения действительного числа та релок необходимо число идеальных (теоре тических) тарелок разделить на коэффициент эффективности тарелки. [c.272]

Размывание хроматографической полосы и его физические причины. Главные направления в развитии теории неравновесной хроматографии теория тарелок и теория эффективной диффузии. Различие между этими теориями. Форма выходной кривой в неравновесной хроматографии при идеальной изотерме. Теория тарелок. Понятие об эффективности хроматографической колонки с точки зрения теории тарелок. Уравнение материального баланса и уравнение хроматографической кривай в теории тарелок. [Иирина хроматографического пика на разных его высотах. Высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ). Способы определения числа теоретических тарелок. [c.296]

Классииескал теорил хромаяюграфии рассматривает процесс хроматографического разделения как результат совокупности дискретных актов распределения в колонке в целом. Мартин и Синг (Нобелевские лауреаты 1952 г.) ввели < понятия высоты тарелки (т. е. высоты, эквивалентной теоретической тарелке, ВЭТТ) и числа теоретических тарелок. Предполагается, что на каждой теоретической тарелке устанавливается равновесие для вещества между подвижной и неподвижной фазами. Если вещество движется по колонке, это означает, что происходит последовательный переход от одного акта разделения или одного равновесия к другому. [c.236]

Вьфажения для высоты тарелки и числа тарелок обычно используются для оценки хроматсярафического разделения. Однако теория тарелок лишь представляет аппроксимацию процессов, на самом деле происходящих в колонке. [c.237]

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]

При рассмотрении теории непрерывной ректификации уже установлено, что и тепло djD и орошение gojD должны быть обязательно больше некоторого вполне определенного минимума. Условие, отвечающее минимальным мгновенным значе- ниям djD или gnlD, состоит в том, чтобы пар, поднимающийся из куба на п-ю тарелку, и жидкость, с нее стекающая, находились в равновесии друг с другом. Эта идеальная картина процесса теоретически отвечает наличию в колонне бесконечно большого числа тарелок, но, как указывалось ранее, может [c.367]

С понятием минимального флегмового числа 9 мин мы познако мились при рассмотрении теории ректификации бинарной системы. То же понятие применяется и в ректификации сложных систем, однако с известным различием. Если для простой колонны, разделяющей бинарную систему при минимальном значении флегмового числа, участок бесконечно малого изменения составов фаз при переходе из одной ступени в другую располагался в области составов питательной секции, то в колонне, разделяющей сложную смесь, таких участков оказывается уже не один, а два и располагаются они не в области составов питательной секции, а по обе стороны от составов питательной тарелки. Таким образом, один из участков бесконечно малого изменения составов располагается в отгонной секции, а другой— в укрепляющей. [c.460]

Основание для расчета от тарелки к тарелке. Сорель [108] впервые показал, что не следует ожидать при частичном орошении такой же степени разделения на терелке, как и при полном орошении, если даже все прочие условия будут одинаковыми. Его метод вычисления степени разделения при любом флег-мовом числе с помощью материального и теплового балансов был подробно разработан для тарельчатых колонн непрерывного действия. Эти же самые принципы приложимы к насадочным колоннам и периодической ректификации, но при тщательном анализе следует ввести еще два дополнительных фактора. В процессе периодической разгонки имеет место непрерывное изменение концентраций в любом месте колонны по мере того, как легколетучий компонент постепенно отгоняется. Это вызывает необходимость дополнительного введения в систему расчета, выработанную для непрерывной перегонки, скорости изменения переменных факторов во времени, что может привести к заметной разнице в уравнениях, в особенности если не пренебрегать задержкой (см. стр. 53). Кроме того, в насадочных колоннах постепенно изменяются и концентрации вдоль колонн, что требует применения дифференциального анализа. Это, естественно, является более сложным, чем аналогичные расчеты тарельчатых колонн, для которых может быть разработана теория последовательного расчета от тарелки к тарелке, отвечающего ступенчатому изменению составов. [c.45]

Собрано большое количество данных о величине ВЭТТ или ВЕП для различных типов насадок или других устройств, обеспечивающих контакт между паром и жидкостью. Эти сведения являются необходимой исходной точкой при попытках практического приложения теории перегонки, потому что малая величина ВЭТТ, которая, конечно, желательна, является лишь одной из необходимых характеристик хорошей колонны. Очень часто получение дестиллята в соответствующих количествах бывает не менее важным, чем четкое разделение. Малая величина задержки и, в частности, малая величина задержки, приходящейся на одну тарелку, как часто отмечают, является не менее важным фактором. То же самое можно сказать о высокой пропускной способности на единицу сечения ректифицирующей части. Отношение пропускной способности к задержке на одну тарелку (фактор эффективности, так называемый фактор А) также упоминается как критерий, пригодный для оценки насадки. Однако ни экспериментальные доказательства, число которых невелико, ни вычисленные кривые не подтверждают преднолол<ения о том, что задержка колонны оказывает всегда неблагоприятное действие. [c.125]

Расчет процесса ректификации с помощью понятия о теоретической ступени разделения имеет преимущество общности с другими многоступенчатыми противоточными процессами разделения и позволяет использовать достижения общей теории разделения [4—6]. По ЧТСР можно рассчитывать ректификационные колонны как со ступенчатым контактом фаз (тарельчатые), так и с непрерывным контактом фаз (насадочные). В первом случае для перехода к реальным тарелкам используется коэффициент полезного действия тарелки. Во втором случае вводится величина ВЭТС (высота, эквивалентная тееретической ступени разделения), и требуемая высота слоя насадки определяется как произведение ЧТСР и ВЭТС. Однако при расчете колонн с непрерывным контактом представление о теоретической ступени разделения не отвечает реальным условиям протекания процесса и становится искусственным. В связи с этим был. разработан и в настоящее время широко применяется другой путь расчета ректификации — по числу единиц переноса. [c.54]

При выводе этого уравнения автор исходил из общепринятого в теории ректификации бинарных смесей положения о том, что при условии работы колонны с минимальным флегмовым числом требуется бесконечно большое число тарелок, а следовательно, составы жидкости или пара на двух соседних тарелках будут одинаковы. Так, для выбранных ключевых компонентов автор берет следующее соотношение из уравнений (ХИ,4) материального баланса [c.91]

В случае перехода к аппарату с конечным числом тарелок в реальной колонне необходимо иметь флегмовое орошение больше минимального. Поскольку при увеличении концентрации целевого компонента (или фракции) уменьшается потребное орошение, оптимальное распределение флегмовых потоков переменно по высоте колонны. Из теории идеальных каскадов для бинарных смесей известно, что минимальному суммарному орошению соответствует такой режим процесса, при котором соблюдается равенство составов, поступающих на любую произвольную тарелку, т. е. Х/ 1 = г/ з Ху=г// 2 и т. д. [c.161]

Осн. параметры прн расчете М. а.— диаметр аппарата и его высота (иля длина зоны контакта, необходимая для завершения процесса). Диаметр зависит от скорости сплошной фазы V, рассчитываемой на полное сечение аппарата. Для оценки предельно допустимой скорости в аппарате часто нспольз. Гв-фактор, причем Ра — Ро. где Ро — плотн. газовой (паровой) фазы. Высота насадочной части колонны определяется числом теор. ступеней разделения н высотой насадки, эквивалентной одной теор. ступени разделения, высота тарельчатой колонны — числом реальных тарелок и расстояввем между тарелками, к-рое зависит от брызгоуноса н конструктивных требовании. Эффективность работы М. а. оценивается в осн. энергетич. затратами на массообмен в капиталовложениями. [c.314]

При помощи теории тарелок можно вычислить ЧТТ в данной системе. Из этого числа и из длины колонки находят высоту, эквивалентную теоретической тарелке (ВЭТТ). В теории скоростей существует зависимость между ВЭТТ и действительными явлениями, происходящими в хроматографической колонке. Сочетание теории тарелок и теории скоростей дает возможность приступить по крайней мере к качественному, а иногда даже количественному обсуждению многих параметров, играющих важную роль в газо-жидкостной распределительной хроматографии (ГЖРХ). [c.45]

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]

Для характеристики эффективности хроматографической колонки широко используется такая величина, как число теоретических тарелок N. Это понятие вытекает из достаточно общего, нО формального описания размывания хроматографической зоны в ходе разделения, которое было предложено Мартином и Синжем [13] на основе теории теоретических тарелок. Хроматографическая колонка в этой теории рассматривается как система, состоящая из последовательно примыкающих друг к другу секций. Каждая секция является теоретической тарелкой, в которой мгновенно устанавливается равновесие компонентов анализируемой пробы между неподвижной и подвижной фазами. Хроматографический процесс моделируется как многократное повторение двух операций мгновенного переноса подвижной фазы из данной тарелки в следующую при отсутствии массообме-на между фазами и установлении равновесия между подвижной и неподвижной фазами на каждой тарелке. При числе теоретических тарелок Л/ >100 концентрация анализируемого вещества определяется по уравнению [c.22]