Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
88
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
250.88 Кб
Скачать

16.2 Основные методы экстрагирования

Любой процесс экстрагирования включает следующие стадии:

  • смешение растворителя и сырья с целью их контактирования;

  • разделение образовавшихся рафинатного и эктрактного растворов.

Причем экстрактный раствор обычно отпаривается ректификацией (т.к. компоненты растворимы и отличаются температурами кипения). Рафинатный раствор обычно промывается, т.к. компоненты малорастворимые.

Поэтому одна ступень экстракции состоит из смесителя и отстойника, реализуемых в разных конструктивных модификациях.

Различают следующие разновидности процесса экстракции:

  • однократная экстракция (рисунок 16.1, а) сырье обрабатывается однократно всем количеством растворителя с последующим разделением на рафинатный и экстрактный растворы;

  • многократная экстракция - исходное сырье и рафинатные растворы обрабатываются в каждой ступени соответствующей порцией свежего растворителя (рисунок 16.1, б) ;

  • противоточная экстракция - многократное противоточное контактирование рафинатных и экстрактных растворов смежных ступеней (рисунок 16.1, в).

Противоточная экстракция может осуществляется в нескольких аппаратах типа смеситель-отстойник или в аппарате колонного типа (рисунок 16.1, г). Противоточная экстракция обеспечивает хорошее разделение при высоком выходе рафината, в то время как при многократной экстракции выход рафината высокого качества невелик. Однократную экстракцию используют для грубого разделения смеси.

Треугольная диаграмма и ее основные свойства.

В процессе экстракции можно рассматривать три условных компонента: растворитель, экстрагируемые компоненты и неизвлекаемые компоненты. Для представления составов такой тройной смеси используют треугольную диаграмму (рисунок 16.2), представляющую собой равносторонний треугольник, каждая вершина которого отвечает условному компоненту, а концентрации этих компонентов откладываются на сторонах треугольника. Вершина Lотвечает растворителю,A -неизвлекаемым компонентам,B-извлекаемым. Поскольку при экстракции давление практически не влияет на объем жидкой фазы, а правило аддитивности объемов хорошо выполняется при смешении, потоки могут быть выражены как массовых, так и в объемных единицах. Тогда концентрации компонентов соответствующих компонентов будут равны:

( 67)

( 68)

В равностороннем треугольнике сумма длин перпендикуляров, опущенных из произвольной точки, лежащей внутри треугольника, на его стороны, равна высоте треугольника. Если принять высоту треугольника за единицу, то длины отрезков a. bи lбудут выражать состав смеси в долях единицы.

Любая смесь трех компонентов отвечает точке внутри треугольника (например, точка N), двойная смесь отвечает точке на сторонах треугольника. Например, смесь компонентовАи Впредставлена точкойFна сторонеАВ.

Вершины треугольника соответствуют концентрациям чистых компонентов.

Рис. 16.2. Треугольная диаграмма.

На поле треугольной диаграммы отложена бинодальная кривая, отвечающая равновесным рафинатным м экстрактным растворам . Прямая RS, связывающая точки равновесных составов на бинодальной кривой, называется конодой. Область, охватываемая бинодальной кривой, отвечает расслаивающимся растворам, область вне этой кривой- гомогенным растворам. Таким образом, при экстракции составы растворов не должны выходить за пределы области. Треугольная диаграмма обладает следующим основным свойством, которое вытекает из материальный баланса смешения. Если при смешении двух системRиSполучается новая системаN, то точка характеризующая все три системы, располагается на одной прямой. При этом точкаNрасполагается между точкамиRиSна расстояниях, обратно пропорциональных массам ( объемам) исходных системRиS, т.е.RSотрезок пропорционален массе системыN, отрезокRN- массе системыS, а отрезокSN- массе системыR

N+R+S

R/S=SN/RN R/N=SN/RS

Следствие 1 Если при попарном смешении нескольких систем получается одна и та же система N, то прямые, соединяющие точки попарно смешиваемых систем, пересекаются в одной точкеN. Так, системуNможно получить смешением системRиSилиLи .F. Правило рычага.

Следствие 2 Если при попарном удалении (вычитании) различных систем получается одна и та же система, то прямые, соединяющие точки попарно вычитаемых систем, пересекаются в одной точке. Так, если из системы Nудалить системуF, то получим системуL. При этомF/N=NL/FL.

Следствие 3. Если имеется раствор F, состоящий из компонентов А и В, то любые смеси, составленные из раствораFи растворителяL, будут находиться на прямойFL.Точки и отвечают экстракту и рафинату , полученным соответственно из экстрактногоSи рафинатногоRрастворов.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке Описание процессов в ТНГП