Diagrame de echilibru în fază. Procesul de extracție implică cel puțin trei componente: un amestec de două substanțe solubile reciproc să fie separate, iar solventul nu este complet miscibil cu amestecul și capabil să dizolve un component al amestecului. În acest SLU-ceai există un sistem triplu sau trei componente, a cărei compoziție globală întotdeauna poate fi reprezentat în mod clar printr-un punct într-un triunghi echilateral.
O reprezentare grafică a compoziției totale a amestecurilor ternare este dată în Fig. 412, a. În mod normal, un punct corespunzător solventului pur C este plasat în colțul din dreapta jos al triunghiului, punctul corespunzător lui
Fig. 412. Reprezentarea grafică a amestecului ternar: A- Compoziția totală a amestecului; b - Regula proporționalității.
Componenta pură A rezultată cu solubilitate limitată, în colțul din stânga jos și punctul corespunzător componentei pure B complet solubil în solvent, la vârful triunghiului. Compozitia amestecului va fi exprimată în fracțiuni de greutate ale componentelor, respectiv, dar având în vedere că lungimea fiecărei laturi a triunghiului este egal cu unu și că punctele situată direct pe laturile triunghiului, reprezintă compozițiile amestecurilor binare în intervalul 0 la 1,0.
Unitate. __ _____ _____ _____ _____ _____
Comparația bilanțului material global al amestecului cu bilanțul material al componentelor care alcătuiesc amestecul face posibilă deducerea următoarelor
Situatia actuala: amestecul F cojire în două faze Q și punctul R diagrama triunghi gol care reprezintă compoziția amestecului inițial și compozițiile Q și R faze sunt coliniari și fază raportul în greutate Q în greutate din faza R este raportul dintre lungimile segmentelor QS și RS ( Figura 412, b).
Aceste dispoziții sunt generale și, prin urmare, sunt valabile și pentru cazurile în care o treime este adăugată la un amestec al celor două componente. Astfel, dacă amestecul A și B, a cărui compoziție este exprimată de punctul P din Fig. 413, se adaugă componenta C, compoziția amestecului ternar este exprimat printr-un punct de pe linia de PC, în care cantitatea de component C adăugată va trata amestec de pornire coli-operation ca raportul dintre lungimile segmentelor PQ: QC.
În regiunea limitată de linia dreaptă Qp și curba binodală, sistemul este întotdeauna eterogen (regiunea de delaminare), în restul diagramei sistemul este omogen. Într-o regiune eterogenă, orice sistem se va împărți în două faze coexistente, ale căror compoziții sunt reprezentate de punctele situate pe curba binodală. Linia care se conectează
Punctele reprezentând compozițiile în două faze coexistente,
Este o linie de conjugare.
\ Înclinarea liniei de interfață
\\ (Figura 415) depinde de natură
\\ componente și este determinată de
\\ coeficientul de distribuție
/ \ k, care este a
/ \ \ raportul dintre conținutul distribuției
/ p fy__________ - între fazele componentei
Concentrațiile pot fi exprimate în unități diferite: Fig. 416. Linii de conjugare și greutate critică, vrac, molar și punct de amestec. etc. atunci când rezolvăm practica
Prin urmare, este necesar să se traducă valoarea găsită a K în acele unități în care se efectuează calculul.
Fig. 417. Determinarea punctului de amestec critic (K).
Un punct critic de amestecare pe o curbă binodală este relativ ușor de găsit prin construirea unei diagrame triunghiulare.
Să presupunem că pentru o anumită combinație triplă a substanțelor A, B și C, poziția curbei binodale și a liniilor de comunicare A, BI c în diagrama triunghiulară sunt cunoscute (Figura 417). Prin punctele D, E, F, G, H, trasăm linii paralele cu laturile triunghiului. Obținem punctele P, 0, N. N ', O', P '. Prin aderarea la aceste puncte obținem o linie de legătură care intersectează curba binodală într-un punct care este punctul critic K de amestecare pentru un sistem ternar dat.
Cu ajutorul unei linii de conectare, puteți găsi liniile de conjugare. Să presupunem că este necesar să aflăm ce fază coexistă cu faza R (vezi figura 417). Realizarea tochkiRLiniyu paralel AB, găsi punctul de intersecție al acestei linii cu linia de legătură (tochkaQ „). După tochkiQ'Liniyu paralele Soare, găsiți punctul de pe linia peresecheniyaS binodal pe care și indică compoziția fazyS, va coexista cu linia fazoyR.LiniyaRSI conjugare.
Gradul de schimbare a concentrației în timpul extracției. Când fluid extra-girovanii lichid în cazul general, prezentate ca schematic în Fig. 418, a, originalul
Amestecul, care este un amestec lichid omogen din două sau mai multe componente, și s-solvent lichid care este miscibil cu amestecul de pornire și are capacitatea de a dizolva selectiv componentele amestecului original. Reacția „amestecul inițial cu o formă de solvent două noi mecanice Sec-limye faze lichide, extractul, care este o soluție de 9 una dintre componentele solubile ale amestecului inițial în soluție-TV, și p și p și n și m este restul amestecului inițial, mai mult sau mai puțin eliberată din componenta extrasă de solvent.
Ca urmare a interacțiunii amestecului inițial cu solventul, se obține un sistem cu două faze, care constă inițial dintr-un strat de solvent și un pat din amestecul inițial. Deoarece concentrația porționat între majoritatea componentelor ușor solubile în amestecul inițial mai mare decât echilibrul și componentele de echilibru solvenți mai puțin, cel mai solubil în solvent, va trece din amestecul de alimentare într-un solvent până până la atingerea echilibrului fazei între două faze lichide - extract și rafinat.
O astfel de un singur contact între amestecul inițial și un solvent în care este stabilit un echilibru de fază completă între extract și rafinatul, este o schimbare treptată a concentrației când ekstragirova-SRI sau extracție etapa teoretică.
Schema unui contact unic care corespunde unei etape a modificării concentrației în timpul extracției este prezentată în Fig. 418, b, unde linia RDEG este o curbă binodală de echilibru,
39 A. Kasatkin.
Punctul F corespunde compoziției amestecului inițial, punct de 5 puncte, corespunzător compoziției solventului, punctele E și R, corespunzând compozițiilor de echilibru ale extractului și ale rafinatului.
F este greutatea amestecului inițial în kgf; Greutatea în greutate a solventului în kgf Greutatea în greutate a extractului în kgf R-greutate de rafinat în concentrația kgf \ xAF a componentului A în amestecul inițial; xAs este concentrația de component A în solvent; XBf este concentrația componentei B din amestecul de pornire; XBs este concentrația componentei B în solvent; M reprezintă greutatea totală a amestecului rezultat din amestecarea amestecului inițial cu solventul în kgf;
Balanța materială a procesului este exprimată prin ecuație
M = F + 5 = R + E (3-269)
Pe baza regulii de proporționalitate prezentată mai sus, raportul dintre cantitățile de greutate ale solventului și amestecul de alimentare poate fi exprimat prin ecuația
Ultima ecuație permite determinarea poziției punctului M în grafic, care corespunde amestecului compoziției Hm-
Prin ecuațiile (3-270) și (3-271), cantitatea necesară de solvent poate fi determinată pentru a obține un amestec dintr-o compoziție dată hamIhVm'-
În etapa teoretică, cele două faze-extract și rafinat, formate ca urmare a contactului amestecului inițial cu solventul, au concentrații corespunzătoare echilibrului de fază. Poziția punctelor E și R din diagramă este determinată de intersecția liniei de conjugare ER cu curba binodală, cu condiția ca
Substituind în ecuația balanței materiale componenta A Exke și -Rx Ar-MxAM valoarea M = EJrR, găsim cantitatea de extract
Și cantitatea de rafinat
Pentru valori date ale valorii amestecului inițial și compoziția amestecului inițial și solventul, poziția punctului M în fluxul de solvent diagrama definiție fisionabil, și un consum minim de ea determinat dacă punctul M-fisionabil atinge punctul D, prin ecuația:
Poziția maximă a punctului M în punctul G ^ la ecuația
Metode industriale de extracție. În funcție de modul în care se face contactul dintre amestecul inițial și solvent și numărul de solvenți utilizați pentru extracție, metodele de extracție industrială pot fi combinate în următoarele grupe:
Extracție cu curent încrucișat cu un singur solvent.
Extracție cu contra-curent cu un singur solvent.
Extracția cu doi solvenți.
Fiecare dintre aceste metode poate fi practic realizată în echipamente periodice și continue. Loturile de plante diferă prin faptul că amestecul inițial și solventul sunt încărcate în aspirator periodic în mod discontinuu și numai o componentă a amestecului inițial poate fi extrasă în mod continuu în timpul procesului de extracție. În instalațiile de funcționare continuă, amestecul inițial și solventul sunt încărcate continuu și continuu * cele două componente ale amestecului inițial separat sunt separate.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: