Равновесия линия экстракции

Числа единиц переноса Nи представляют собой результат совместного решения уравнений равновесия и рабочей линии процесса, задаваемой начальными и конечными концентрациями, являющимися пределами интегрирования. Число единиц переноса при диффузии в одном направлении (абсорбция, экстракция) определяется по уравнению [11] [c.220]

В уравнении (111.14) концентрации выражены в относительных мольных или массовых единицах. Строго говоря, только при таком способе выражения составов расходы фаз, характеризуемые расходами инертных компонентов, можно считать постоянными. Мольные, массовые, объемные расходы обычно меняются в процессе массопередачи. Однако при малых концентрациях распределяемого компонента эти изменения невелики, В этом случае, если линия равновесия линейна при выражении концентраций в мольных или массовых долях, либо в кг/м , уравнением (111.14) можно пользоваться для расчета числа теоретических ступеней, подставляя в него соответственно мольные,. массовые или объемные расходы фаз. Для жидкостной экстракции при условии, что [c.46]

С помощ,ью диаграммы, на которой построены кривые равновесия и рабочие линии процесса экстракции, можно определить число ступеней, необходимое для получения заданных конечных концентраций. Построение заключается в вычерчивании ступеней между кривой равновесия и рабочими линиями, отдельно для каждого компонента. Вычерчивание ступеней начинается от конечных точек а а также и (,,, а заканчивается на ступенях, расположенных [c.216]

Рис. 2-12. Диаграмма одноступенчатой экстракции /—хорда равновесия Л—вспомогательная линия.

Рабочая линия определяется точками М и представляющими концентрации компонента В после ступени п в сыром рафинате и растворителе (х , =0) и перед ступенью 1 в исходном растворе и сыром экстракте (%, 1/1). Концентрация г/1 в растворителе, покидающем ступень 1, ниж , чем это следует из состояния равновесия с исходным раствором (х ). Число ступеней экстракции определяется, как и прежде, путем вычерчивания ступеней, начиная от точки М или Мо- [c.139]

Расчет процессов экстракции основывается на совместном решении рассмотренных ранее уравнений материального баланса и фазового равновесия. Тепловые эффекты перехода вещества из одной жидкой фазы в другую, если такой переход не сопровождается химическим взаимодействием, обычно невелики. Поэтому изменение температуры растворов в процессе экстракции приходится учитывать только в особых случаях. Обычно же считают, что процесс протекает в изотермических условиях. Для расчета процессов, в которых между двумя несмешивающимися фазами распределяется один компонент, а также для расчета процессов разделения бинарных смесей широко применяются графические методы. На рис. V. 40 дан графический расчет процесса одноступенчатой экстракции, заключающегося во взаимодействии исходной смеси, состав которой изображается на треугольной диаграмме точкой Р, с экстрагентом (точка 5). При их смешении получаются смеси, составы которых отвечают точкам, лежащим на прямой fS. Если исходная смесь и экстрагент взяты в таком соотноше.чии 8М РМ, что в результате получается смесь валового состава М, то после установления равновесия и расслаивания эта смесь разделяется на экстракт Е и рафинат К. составы которых отвечают граничным точкам на иоде ЕН (нода — линия, соединяющая точки составов равновесных жидких фаз). При этом распределяемый [c.570]

При изменении количества возврата изменяется не только наклон линий возврата, но также н положение точек пересечения их с рабочими линиями Е , Е , / о, Яо>). Так как обе концентрации для этих точек с увеличением возврата повышаются, рабочие линии передвигаются к кривой равновесия и укорачиваются. При больших количествах возврата может случиться, что концентрации на концах системы окажутся выше, чем в ступени, на которую поступает исходный раствор. В этом случае линия возврата передвигается на другую сторону кривой равновесия и направление экстракции изменяется. Без возврата в правой части системы компоненты переходят из растворителя С в растворитель О, а в левой—из растворителя О в С. В рассматриваемом случае при больших количествах возврата направление перехода становится противоположным. На рис. 2-84 показано распределение концентрации одного из компонентов вдоль ступеней при работе без возврата и с таким большим возвратом, что [c.218]

Расчет ступеней экстракции может быть начат, например, от точки Л положение которой определяется концентрациями встречных неравновесных потоков в нижнем сечении аппарата. Уходящие с первой тарелки потоки рафината Р, и растворителя I, находятся в равновесии, и концентрации в них извлекаемого компонента определяются точкой 1, находящейся на равновесной кривой. Между первой и второй тарелками движутся встречные потоки Р, и концентрации извлекаемого компонента в которых отвечают точке 2 на рабочей линии. Абсцисса точки 2 дает состав растворителя Х , стекающего со второй тарелки. Со второй тарелки уходит поток рафината, находящегося в равновесии с потоком растворителя, покидающего ту же тарелку (точка 3 на кривой OQ. Продолжив аналогичные построения, получим концентрации и У , которые отвечают точке В на рабочей линии. В результате для изменения состава рафината в заданных пределах потребовалось три теоретические ступени контакта. [c.318]

Для определения числа теоретических ступеней экстракции можно воспользоваться также диаграммой у—х. Линию равновесия на этой диаграмме (рис. ХИ-22) строим по экспериментальным данным, а рабочую линию — по зна- [c.410]

В случае частичной растворимости А и С расчет производится на треугольной диаграмме (рис. У1-58) также путем повторения построения для одноступенчатой экстракции. После смешения начального раствора 5 с растворителем С в зависимости от пропорции по правилам прямой линии и рычага получается смесь М. Хорда равновесия, проходящая через эту точку, определяет составы экстракта Е и рафината Яь По правилу рычага можно определить количества этих продуктов. Затем, смешивая уже известное количество рафината с таким же как прежде количеством растворителя С, найдем точку смеси Мг, составы экстракта и рафината Такие операции нужно повторять до тех пор, пока не будет получен рафинат заданной степени чистоты, причем п будет числом ступеней экстракции. [c.521]

Расход растворителя будет иметь максимальное значение ( N ) макс. когда точка N. перемещаясь по линии МС, дойдет до верхней ветви кривой равновесия (точка УУг), так как при дальнейшем увеличении расхода растворителя точка N выйдет из области двухфазной системы и процесс экстракции не может быть осуществлен. [c.433]

Для неидеальных смесей, когда величина т сильно изменяется с концентрацией раствора, более удобно пользоваться изотермой экстракции, или линией равновесия I/ = / (х), вид которой обычно устанавливается опытным путем. [c.523]

Если в результате экстракции достигается равновесие фаз, то прямую из точки Р продолжают до пересечения с линией равновесия в точке В. Координаты точки В выражают составы получаемых экстракта (Х ) и рафината (KJ. [c.531]

Отсутствием необходимых экспериментальных данных ио линиям сопряжения и равновесия объясняется то обстоятельство, что ири про-тивоточной экстракции одним растворителем число теоретических тарелок часто рассчитывают по формуле Альдерса [c.322]

Изотермы экстракции. Линии равновесия на диаграмме у — х при постоянной температуре называют изотермами экстракции (рис. 18-2). Если известны изотермы для разных температур, то становится [c.145]

С помощью треугольной диаграммы и кривой равновесия (рис. 18-5) можно определить предельную концентрацию компонента В в исходном растворе, не превышая которую можно экстрагировать этот компонент. Проведем из точки С касательную к равновесной кривой. Она пересечет сторону АВ треугольника, отражающую состав исходного раствора в точке. 5. Эта точка определяет предельную концентрацию исходного (экстрагируемого) раствора при данной температуре. Действительно, при увеличении отрезка А5 линия С5 пройдет через области диаграммы, соответствующие однофазной системе, что исключает экстракцию. При этом расход экстрагента (на диаграмме рис. 18-5-компонента Q максимален. [c.148]

II. При соблюдении равенства отношения L/ 7 в каждой ступени наклон рабочих линий будет одинаков и равен а. Поскольку концентрация свежего растворителя постоянна, то находим точку с, из которой проводим линию до пересечения с кривой равновесия (точка d), затем аналогично строим рабочую линию для ступени III и т.д. до тех пор, пока достигнем заданной концентрации л ,. Определив число ступеней, можно перейти к расчету других параметров по аналогии с расчетом однократной экстракции. [c.170]

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]

Из данных по распределению строят изотерму экстракции (или кривую равновесия) у=1 х), изображающую зависимость равновесной концентрации извлекаемого вещества в органической фазе у от концентрации в водной фазе х (рис. 58). Наклон этой кривой характеризует коэффициент распределения. В идеальном случае до состояния насыщения равновесная линия должна представлять собой прямую, так как коэффициент распределения постоянен однако в реальных системах вследствие непостоянства коэффициента распределения изотерма может считаться прямолинейной только на небольшом участке. [c.206]

Для расчета многоступенчатой противоточной экстракции компонента С можно использовать метод построения числа теоретических ступеней в диаграмме ус = /(хс), где ус и Хс содержания компонента С в экстракте и рафинате, соответственно. На эту диаграмму наносится кривая равновесия и рабочие линии, а затем строятся ступени по методу, описанному выше. [c.573]

Предельные количества экстрагента. Из треугольной диаграммы (рис. 121) видно, что если при продолжении хорды равновесия она пройдет через рабочую точку О, последовательное определение числа ступеней методом расчета от ступени к ступени окажется невозможным. Даже для того, чтобы достичь в процессе экстракции извлечения, соответствующего данной хорде, потребовалось бы бесконечное число ступеней разделения, что отвечает ректификации с бесконечно малым флегмо-вым числом. Поэтому в реальных условиях линия 5 не должна совпадать с хордой равновесия, иначе на конце установки, соответствующем входу экстрагента, движущая сила процесса может оказаться равной нулю. Чем дальше отстоит точка О от точки Яп, тем большее количество экстрагента необходимо для проведения процесса. Соответственно для определения минимального количества экстрагента можно применить следующий графический способ (см. рис. 122). [c.257]

Фактор экстракции, в дополнение к его прежнему выражению [уравнение (VI, 51)], можно определить также как отношение наклонов линии равновесия и рабочей линии. При е=1 обе эти линии параллельны. Рассмотрим рис, 141, а. Если е<1, рабочая и равновесная линии могут пересечься в точке, соответ-ствуюш,ей точке ввода исходного раствора в каскад, В этом случае степень экстракции, даже при числе ступеней, равном бесконечности, измеренная при наиболее низком возможном [c.277]

Расчет с помощью кривой равновесия. В тех случаях, когда число ступе( ей разделения велико, расчет обычно проводят в координатах Хса—Хсв- Основные принципы расчета те же, что и для противоточной экстракции без флегмы. Рабочую линию (рис. 149) строят по концентрациям, соответствующим точкам пересечения бинодальной кривой на треугольной диаграмме и произвольно проведенных лучей из рабочих точек С и Разрыв на кривой отвечает переходу построения от точки Q к точке W- Построением ступеней между кривой равновесия и криволинейной рабочей линией определяют число теоретических ступеней разделения. [c.291]

Эти зависимости являются уравнениями прямой на графике с координатами х и у, а именно — уравнениями рабочей линии, проходящей через точки с координатами (хр, ys) и Xi, у ) и имеющей наклон —О/Л. Потоки, покидающие ступень, находятся в равновесии, так что точка хи у ) лежит на кривой равновесного распределения. С помощью кривых равновесия (например, рис. 164) и рабочей линии можно рещить любую задачу при расчетах жидкостной экстракции. Если свободная от экстрагентов смесь распределяемых компонентов (питание) обрабатывается двумя растворителями (экстракция двумя экстрагентами), расчет проводят при допущении, что исходная смесь распределяемых компонентов первоначально взаимодействует только с одним из экстрагентов. Схема расчета сохраняется в основном неизменной для любого числа распределяемых компонентов. [c.317]

Для процесса экстракции интерес представляет лишь зона двухфазных растворов, ограниченная кривой равновесия RuRRxY RiKE EiEEa. Линии RE, соединяющие равновесные составы, называются хордами равновесия или коно-д а м и. [c.100]

Рис. 10). Диаграмма х—у процесса экстракции ( ОС и ОС — линии равновесия АВ — рабочаа линия)

Анализ процессов адсорбции с неподвижным или движущимся адсорбентом упрощается, если течение происходит настолько медленно, что во всех точках колонны достигается равновесие. Это, нообщс говоря, невозможно в дифференциальных процессах разделения, например при экстракции в системе жидкость — жидкость, абсорбции или перегонке. Когда скорость течения очень мала, наиболее эффективными оказываются адсорбционные методы, а эти методы становятся неэффективными. Интересно, что при проведении процесса в равновесных условиях рабочая линия совпадает с кривой равновесия. [c.154]

Число э1 стракционных элементов определяют построением на треугольной (или прямоугольной) диаграмме схемы многократной экстракции с перекрестным током или противотоком растворителя, как это показано на рис. 14-13 и 14-14. Число построенных хорд равновесия на треугольной диаграмме (или рабочих линий на прямоугольной диаграмме) в заданных пределах составов и будет равно числу смесительно-отстойных элементов. [c.372]

Пример VIII. Гз. Построить ли1Гию равновесия для процесса экстракции ацетона из воды 1,1,2-трихлорэтаном при 25 С, если коэффициент распределения равен k — 1,65. Концентрации ув и Хв выражены в единицах полученную линию с построенной по экспериментальным данным. Экспериментальные данные по равновесию в системе ацетон — вода— трихлорэтан приведены в табл. VHI-9. [c.285]

В системе координат X — У это уравнение представляет прямая с наклоном AI (рис. VI-60). На диаграмму наносится также изотерма равновесия. Как и при ректификацйи, ступени между рабочей линией и кривой равновесия представляют ступени экстракции. Это — теоретические ступени, соответствующие теоретическим тарелкам. Практически же ступени лишь приближаются к теоретическим. [c.523]

Так как полученная после экстракции смесь расслаивается на две фазы экстракт , обогащенный компонентом В, и обедненный рафинат Я, которые находятся в равновесии, то построенная по экспериментальным данным линия ЕЯ, соединяющая точки равновесных концентраций для рафината и экстракта и называемая линией равновесных концентраций (конодой), будет находиться внутри треугольной диаграммы. Угол наклона этой линии зависит от коэффициента распределения варианту, показанному на рис. 102, соответствует р> 1 при Ар < 1 ко- [c.361]

По окончании процесса вещество, находившеся вначале в верхней фазе пробирки О, распределяется по всем фракциям. Строя зависимость массы находящегося во фракции растворенного вещества от номера фракции, получают кривую распределения. В идеальном случае (линейная изотерма экстракции) можно рассчитать относительные количества вещества во фракциях. На рис. Д.73 представлены относительные количества веществ в отдельных фазах после каждого установления равновесия и переноса фаз. Над штриховой линией обозначено содержание вещества в легкой фазе, под ней — в тяжелой. Количества веществ, находящихся во фракциях, при экстракции по методу Крейга могут быть представлены в виде членов бинома q+p) , где п —число ступеней экстракции. [c.229]

Расчет числа теоретических ступеней проводят с помощью одного из уравнений (3,22), в зависимости от вида используемых концентраций, и уравнений (3,17) — (3,21), которые должны соблюдаться для всех ступеней (т. е. для каждого п). Возможная схема расчета показана на рис, 3.2. Расчет начинают с того, что из исходных данных, включающих начальные расходы и составы фаз и конечную концентрацию распределяемого компонента в той фазе, из которой его извлекают, на основе материального баланса процесса определяют конечный состав другой фазы и конечные расходы обеих фаз. Далее, последовательно, от ступени к ступени, определяют составы фаз, выходящих со всех ступеней. Концентрации в газовой фазе (при абсорбции или десорбции) или в экстрагенте (при экстракции) находят из уравнения (3,22), а состав другой фазы — из уравнений (3.17) —(3,21). Расчет продолжают до тех пор, пока концентрация у,, не станет меньше ук (при абсорбции) или, наоборот, не превысит Ук (при десорбции и экстракции). Но-мер ступени, при которой это условие удовлетворяется, равен числу теоретических ступеней Л т, при котором может быть обеспечена 1аданная сте[ ень извлечения распределяемого компонента. Если составы фаз выражают в кг/м или кмоль/м , то необходимы данные по плотности фаз, которые требуются для определения расходов на всех ступенях из уравнений (3.21), если в процессе массообмена происходит существенное и 1менение объемов фаз. Алгоритм расчета, показанный на рис. 3,2, часто выполняют графически, строя ступенчатую линию между рабочей линией и линией равновесия [1], [c.91]

Для ориентировочного выбора оитима.льыого расхода абсорбента можио использовать правило, в соответствии с которым произведение тангенса угла наклона линии равновесия (по отношению к положительному направлению оси, на которой отложен состав жидкой фа )ы) на отношение расхода га )а к расходу жидкости на бедном конце колонны (т. е. там, где концентрации в обеих фазах минимальны) должно быть близко к 0,7 [7 . Для десорбции это значение должно быть около 1,4. Такое же значение можно принять в качестве ориентировочного оптимума и для экстракции. [c.97]

Высота экстрактора. Ее определяют с помощью методов, рассмотренных в гл. 15. Если участвующие в процессе фазы практически взаимонерастворимы, то процесс непрерывной противоточной экстракции можно представить на диаграмме у — х по аналогии, например, с процессом абсорбции (см. гл. 16). На диаграмму (рис. 18-29, а) наносят кривую равновесия у =/(х), а затем-рабочую линию АВ, которая характеризует изменение рабочих концентраций по высоте аппарата. Затем приступают к определению высоты экстрактора, например с помощью числа теоретических ступеней. [c.175]

Противоточная многоступенчатая экстракция. Этот процесс осуществляется по схеме, изображенной на рис, 10.32 и 13.15. Анализ массообмена по этой схеме для различных технологических ситуаций проведен в разд. 10.12 графоаналитический расчет для случая кривои линии равновесия т = var) изложен в разд. 10.12.1 и проиллюстрирован на рис. 10.33, 10.34, аналитические расчеты для случая прямой линии равновесия т = onst) — в разд. 10.12.2 и 10.12.3. [c.1127]

Исходная концентрация пятивалентного молибдена во всех опытах составляла 5-10 г-моль1л, за исключением опытов по экстракции метилизобутилкетоном при ионной силе 2 и 3, когда работали с исходной концентрацией молибдена 0,015 г-моль/л, чтобы увеличить точность определения, так как в этих случаях количество переходян1.его в органическую фазу молибдена мало. Все растворители предварительно приводили в равновесие с водным раство-юм соответствующего состава, не содержащим молибдена. Та рис. 1 представлена зависимость коэффициента распределения пятивалентного молибдена от равновесной концентрации водородных ионов при экстракции метилизобутилкетоном (ц = 2), которая выражается прямой линией с тангенсом угла наклона, равным 3. [c.99]

При достижении в первой ступени равновесия между фазами получаются экстракт Е1 и рафинат Нь Последний поступает во вторую ступень, куда направляется также экстракт Ез из третьей ступени. При достижении равновесия из второй ступени выходят экстракт Ег и рафинат R2, отвечающие ноде НгЕг. Точка Еа находится на пересечении продолжения прямой 0 1 с правой ветвью бинодали. Таким образом, на диаграмме первой теоретической ступени экстракции соответствует фигура, ограниченная прямыми Р Е1 и Я Е2 и кривой Е1Е2. Аналогичным образом вторая ступень соответствует фигуре 2 2- з. Ступенчатое построение продолжается до тех пор, пока не будет достигнут желаемый конечный состав рафината Яп- Так определяется необходимое число теоретических ступеней экстракции. Соотнощение расходов экстрагента и исходной смеси определяется как отношение отрезков ЕМ1М5. Точка М находится на пересечении ЕхНп и Р8. Чем меньше относительный расход экстрагента, тем ближе точка М к точке Е и тем больше содержание распределяемого компонента С в экстракте Е[, а также число необходимых теоретических ступеней экстракции. Соответственно с этим точка О приближается к стороне треугольника АС. Минимальный расход экстрагента, соответствующий бесконечно большому числу ступеней экстракции, определяется таким положением точки О, при котором линия (г = 1,2,3,. ... п) [c.573]

Р , V. 46. Графический расчет процесса экстракции по ячеечной модели I — лин е1Я материального баланса 2 — линия сопряженных составов фаз с учетом про-дольиогЬ перемешивания 3 —линия равновесия. [c.576]

Типичные задачи по расчету процесса многоступенчатой противоточной экстракции. Обычно F, Хр и Xs для данного процесса экстракции известны. Прочие переменные (количество экстрагента S, число ступеней п и составы экстракта и рафината Хе, п Xfij можно определить попарно следующим образом а) S и п — определить графически методом последовательных приближений положение точки ь затем — на продолжении линии EiM и построить на диаграмме необходимое число ступеней так, чтобы Rn и лежали на противоположных Ki>h-цах хорды равновесия б) п и или — определить по- [c.263]

Величи ны NtoR или Кюе обычно определяют методом графического интегрирования соответствующих выражений, для чего необходимо иметь данные, получаемые из диаграмм типа описанных в главе VI. На диаграмме процесса непрерывной противоточной экстракции (рис. 195) нанесены кривая равновесия и рабочая линия. Методы построения рабочей линии были рассмотрены ранее. Вертикальное расстояние от любой точки Р на рабочей линии до кривой равновесия представляет собой общую движущую силу процесса, выраженную через разность [c.388]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология