Диссертация (1091385)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)2ОГЛАВЛЕНИЕОглавление…………………………………………………………………….. 2Обозначения и сокращения.............................................................................. 4Введение............................................................................................................. 5Глава 1. Литературный обзор......................................................................... 111.1.Разделениевеществметодамипротивоточнойжидкостнойэкстракции......................................................................................................... 111.1.1. Многоступенчатые процессы противоточной жидкостной экстракции...........................................................................................................................

131.1.2. Циклические процессы противоточной жидкостной экстракции.... 141.2. Разделение веществ методами жидкостной хроматографии сосвободной неподвижной фазой...................................................................... 221.2.1. Центробежная жидкостная хроматография........................................ 251.2.2. Жидкостная хроматография со свободной неподвижной фазой безприменения центрифуг ................................................................................... 251.2.3. Противоточные циклические процессы жидкостной хроматографиисо свободной неподвижной фазой................................................................

27Глава 2. Разделение смесей компонентов в противоточно-циклическомрежиме с переменной продолжительностью циклов.................................. 292.1. Теоретическая часть.................................................................................. 302.1.1. Математическая модель процесса....................................................... 302.1.1.1. Импульсная подача разделяемой смеси в аппарат.......................... 302.1.1.2.

Длительный ввод разделяемой смеси в аппарат.............................. 362.1.2. Анализ математической модели процесса.......................................... 392.2. Экспериментальная часть......................................................................... 462.2.1.Экспериментальнаяустановкаиметодикапроведенияэкспериментов...................................................................................................

462.2.2.Сравнениерезультатовтеоретическихиэкспериментальныхисследований..................................................................................................... 483Глава 3. Разделение смесей компонентов в противоточно-циклическомрежиме с периодической подачей питания...................................................

543.1. Теоретический анализ процесса............................................................... 543.2. Анализ математической модели.............................................................. 583.3. Сравнение предсказаний теоретического анализа с результатамиэксперименьтальных исследований ............................................................... 63Глава 4. Разделение смесей компонентов в противоточно-циклическомрежиме с подачей питания в среднюю зону многоступенчатой установки............................................................................................................................

694.1. Математическая модель процесса........................................................... 694.1.1. Импульсная подача разделяемой смеси в среднюю зону системыпоследовательно соединенных равновесных ступеней................................ 694.1.2. Длительная подача разделяемой смеси в среднюю зону системыпоследовательно соединенных равновесных ступеней................................

754.2 Влияние параметров процесса на процессы разделения........................ 804.3. Экспериментальная проверка математической модели процесса....... 84Выводы.............................................................................................................. 88Список литературы..........................................................................................

89Приложение4ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯx и y – равновесные концентрации извлекаемого компонента в фазесоответственно, рафината и экстракта;f Fx– фактор экстракции;K D FyFx и Fy – расход потоков фаз рафината и экстракта, соответственно;N = число ступеней в каскаде аппаратов;xf – концентрация в потоке питания (в исходном растворе);X yxиY– безразмерные концентрации в фазах;xfxf5ВВЕДЕНИЕАктуальность работыРазделение смесей компонентов на отдельные компоненты иливыделение и очистка целевого компонента из смеси является одной изосновных технологических операций в производствах химической,фармацевтической и других родственных отраслях промышленности.Жидкостная экстракция и жидкостная хроматография занимают заметноеместо в ряду этих процессов. Жидкостная экстракция применяется втехнологии основного органического синтеза (например, в производствекапролактама),вгидрометаллургии,нефтехимии,припереработкеотработанного ядерного топлива и в ряде других химических технологий.Жидкостная хроматография кроме применения в аналитических целях впоследнее время все более широко используется в промышленныхмасштабах для выделения и очистки продуктов в биотехнологии и припроизводствелекарственныхпрепаратов.Вотличиеотметодовклассической хроматографии в жидкостной хроматографии без твердогоносителятак называемая неподвижная фаза является подвижной,поскольку она не закреплена на неподвижном твердом носителе, аудерживается в хроматографическом устройстве в свободном (подвижном)состоянииспомощьюцентробежныхсилилисилвязкостииповерхностного натяжения.

По своей природе такие процессы жидкостнойхроматографии близки к процессам жидкостной экстракции. В основеобоих процессов разделения лежит разное распределение компонентовжидкой смеси между двумя фазами. Основным отличием хроматографииот жидкостной экстракции является то, что хроматографические процессы,как правило, проводятся в периодическом нестационарном режиме, апроцессы жидкостной экстракции – в непрерывном стационарном режиме;хроматографическиетехнологическойжидкостнойметодыоперацииэкстракциипозволяютразделитьмногокомпонентныеобычнообеспечиваютсмеси,ваоднойпроцессыразделениетолько6бинарных смесей в течение одной операции.

Благодаря подвижности обеихфаз в процессах жидкостной хроматографии без твердого носителяпоявляетсявозможностьсозданияновыхболееэффективныхпротивоточных экстракционно-хроматографических методов разделения,сочетающих преимущества процессов хроматографии и противоточнойэкстракции. Для практической реализации новых методов необходиморазработать их теоретические основы.Цель настоящей работы – разработка теоретических основпротивоточно-циклических экстракционно-хроматографических процессовразделения жидких смесей.Для достижения поставленной цели необходимо было решитьследующие задачи:Разработка и анализ математических моделей для различныхусловий проведения процесса разделения:при кратковременной (импульсной), протяженной во времении периодической подаче разделяемой смеси в хроматографическоеустройство;при подаче разделяемой смеси с одним из потоков фаз вхроматографическоеустройство и при подаче разделяемой смесиотельным потоком в среднюю часть хроматографического устройства.Экспериментальнаяпроверкаполученныхтеоретическихзависимостей на лабораторной установке, работающей в противоточноциклическом режиме контакта фаз.Научная новизна.

Впервые разработана математическая модельнового методаэкстракционного разделениясмеси компонентоввпротивоточно-циклическом режиме с переменной продолжительностьюполупериодов движения фаз: получены аналитические зависимости длямоделирования и расчета процесса для условий импульсной подачи смесии когда смесь в течении определенного времени подается с потоком одной7из фаз в первом цикле процесса. Сопоставлением эксперимента и теорииустановлено хорошее согласие между ними.Проведенанализматематическоймоделиэкстракционно-хроматографического разделения смеси компонентов в противоточноциклическом режиме при периодической подаче смеси в течениеопределенного времени с потоком одной из фаз в каждом цикле процесса.Впервые теоретически и экспериментально показано, что такой режимобеспечиваетнетолькоповышениепроизводительности,ноиселективности процесса разделения.Впервыеразработанаматематическаямодельэкстракционно-хроматографического разделения смеси компонентов в противоточноциклическом режиме при импульсной и протяженной во времени подачесмеси в среднюю часть хроматографического устройства: проведен анализмодели, получены аналитические зависимости для моделирования ирасчетапроцесса.математическойЭкспериментальномоделиреальномуподтвержденапроцессуадекватностьразделениясмесейфармацевтических продуктов.Впервые экспериментально подтверждена возможность проведенияпроцессовэкстракционно-хроматографическогоразделениясмесикомпонентов в противоточно-циклическом режиме на многоколоночнойустановке с импульсной подачей потоков фаз.Практическая значимость работы.

Предложен новый методразделения смесей компонентов в противоточно-циклическом режиме срегулируемой продолжительностью циклов, позволяющий значительноповысить эффективность работы экстракционных установок. Разработанапрограмма для компьютерного моделирования и расчета таких процессовразделения.Показана возможность работы многоколоночных экстракционнохроматографических установок в противоточно-циклическом режиме8контакта фаз, что многократно повышает эффективность разделениякомпонентов смесей.Методы исследованияПривыполнениифундаментальныеклассическойдиссертационнойположениятеориитеориихроматографии;работыжидкостнойиспользованыэкстракцииэкспериментальныеиметодыжидкостной экстракции и жидкость-жидкостной хроматографии; методыматематического моделирования.Апробация работыОсновные положения и результаты работы доложены и обсужденынаследующихРоссийскихимеждународныхконференциях:7thInternational symposium on countercurrent cromatography (г.

Гуанчжоу, 6-8августа 2012 г. Китай); Новые подходы в химической технологииминерального сырья. Применение экстракции и сорбции»(г. Санкт-Петербург, 3–6 июня 2013 г.); III Международной конференции по химии ихимической технологии (г. Ереван, 16–20 сентября 2013 г.);ПубликацииПо материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в томчисле 9 статей в журналах, рекомендованных ВАК, тезисы 3-х докладов наРоссийских и международных научных конференциях.В первой главе приведен литературный обзор, посвященныйциклическим процессам противоточной жидкостной экстракции и методами аппаратуре жидкостной хроматография со свободной неподвижнойфазой. Освещены принципы противоточных циклических процессовжидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой.Вторая глава посвящена разработке и исследованию процессовразделения смесей компонентов в противоточно-циклическом режиме спеременной продолжительностью циклов. Для реализации таких процессови выбора оптимальных условий для конкретных задач разделения жидкихсмесей необходимо иметь их математическое описание.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации