Содержание
- 2. Экстрактом называется экстрагент, содержащий извлечённый компонент и часть исходного растворителя. Исходная смесь, обеднённая извлекаемым компонентом и
- 3. Промышленные методы экстрагирования могут осуществляться в аппаратуре периодического и непрерывного действия. В первых исходная смесь и
- 4. В состоянии равновесия при определённой температуре концентрации растворённого вещества в экстракте и рафината находятся между собой
- 5. Уравнение (2) справедливо при условии, если исходный растворитель и экстрагент взаимно совершенно нерастворимы, отсутствует ассоциация или
- 6. При однократном контакте жидкостей (исходной смеси и экстрагента) уравнение материального баланса проинтегрируется в пределах от хо
- 7. Если справедлив закон распределения, то совместное решение уравнения равновесия у = kр ⋅ х и уравнение
- 8. Диаграмма экстракции Чтобы установить общую картину разделения тройных смесей, рассмотрим эффект прибавления вещества С к смеси
- 10. Скачать презентацию
Экстрактом называется экстрагент, содержащий извлечённый компонент и часть исходного растворителя. Исходная
Экстрактом называется экстрагент, содержащий извлечённый компонент и часть исходного растворителя. Исходная
Экстрагент должен обладать селективностью, лёгкой регенерируемостью, отличаться от исходного раствора по плотности и вязкости, обеспечивающих процесс расслоения фаз. Кроме того, экстрагент должен по возможности быть малолетучим, нетоксичным, доступным и с низкой стоимостью.
Экстрагирование включает следующие основные операции:
- смешение исходной смеси веществ и экстрагента с целью более тесного контакта между ними;
- механическое разделение двух несмешивающихся фаз на так называемые экстракт и рафинат;
- удаление и регенерацию экстрагента из экстракта и рафината.
Разделение образовавшихся фаз может происходить вследствие разности плотностей, либо под действием поля центробежных сил. Регенерация экстрагента из рафината и экстракта может производится дистилляцией, ректификацией, выпариванием и другими методами.
Промышленные методы экстрагирования могут осуществляться в аппаратуре периодического и непрерывного действия.
Промышленные методы экстрагирования могут осуществляться в аппаратуре периодического и непрерывного действия.
В настоящее время жидкостная экстракция применяется в химической технологии, гидрометаллургии, аналитической химии для извлечения, разделения, концентрирования и очистки веществ. Экстракционные процессы используются в производстве органических продуктов, антибиотиков, пищевых продуктов, редкоземельных элементов, ряда редких, цветных и благородных металлов, в технологии ядерного горючего, при очистке сточных вод.
Физические основы процесса экстракции
Физическая сущность экстракции состоит в переходе извлекаемого компонента из одной фазы в другую – фазу экстрагента – при взаимном соприкосновении исходной смеси и экстрагента, вследствие стремления системы к состоянию равновесия.
В состоянии равновесия при определённой температуре концентрации растворённого вещества в экстракте
В состоянии равновесия при определённой температуре концентрации растворённого вещества в экстракте
у = f(х) (1)
Эта зависимость на диаграмме в системе координат х-у может быть изображена в виде кривой, ход которой определяется экспериментально на основе простых измерений. Иногда равновесие может быть изображено на диаграмме х-у в виде прямой или уравнением у = kр ⋅ х (2), т.е. система подчиняется закону равновесного распределения вещества между экстрактом и рафинатом.
Здесь kр – постоянная величина при данной температуре, называется коэффициентом распределения
kр = y/x
Уравнение (2) справедливо при условии, если исходный растворитель и экстрагент взаимно
Уравнение (2) справедливо при условии, если исходный растворитель и экстрагент взаимно
Процессы экстрагирования подчиняются общим законам массопередачи. Уравнение материального баланса для процесса экстракции в общем виде можно записать:
- L ⋅ dx = G ⋅ dy (3)
Уравнение (3) интегрируется в пределах в зависимости от условий проведения экстрагирования.
Рассмотрим случай, когда жидкости взаимно нерастворимы.
Примем, что уо – содержание чистого растворителя,
хо – начальное содержание экстрагируемого компонента в
исходной смеси,
х1 – конечное содержание экстрагируемого компонента в той же
смеси,
у1 – конечное содержание экстрагируемого компонента в
экстрагенте.
При однократном контакте жидкостей (исходной смеси и экстрагента) уравнение материального баланса
При однократном контакте жидкостей (исходной смеси и экстрагента) уравнение материального баланса
FE – рабочая линия пересекает кривую равновесия в точке Е, определяя состав экстракта у1 и рафината х1. FE – рабочая линия пересекает кривую равновесия в точке Е, определяя состав экстракта у1 и рафината х1.
Положение рабочей линии при однократном контакте.
Если справедлив закон распределения, то совместное решение уравнения равновесия у =
Если справедлив закон распределения, то совместное решение уравнения равновесия у =
-L ⋅ (х1 – хo) = G ⋅ k ⋅ x или
L ⋅ хo = L ⋅ х1 + k ⋅ G ⋅ х1, откуда
х1 = L ⋅ хo/(L + k ⋅ G) - уравнение позволяет вычислить состав жидкости
после экстрагирования
Противоточная экстракция
В общее дифференциальное уравнение материального баланса
- L ⋅ dx = G ⋅ dy
подставим пределы интегрирования для противоточной схемы, и будем иметь:
и тогда удельный расход растворителя получим
Диаграмма экстракции
Чтобы установить общую картину разделения тройных смесей, рассмотрим эффект прибавления
Диаграмма экстракции
Чтобы установить общую картину разделения тройных смесей, рассмотрим эффект прибавления
Бинарные смеси А и С, составы которых изображаются точкой между Р и Q, распадаются на две фазы Р и Q.