Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 5) (1113399), страница 119
Текст из файла (страница 119)
Подробнее о выборе экстрэгевта см, [ХП-З), Гпб.пщп ЛЫ-г обезнееепнн сестзепе флз прп зк«траспрпеапнн, прпменнемме прк кспельзезаннн прпзюугелъньм днлграмм В фззе рафкнатз и В фззе екстрзктз Е Относительный массовый состав Относительный мольный состав Х!!.
ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ КМ вк вм (г( = М = =— х — х (ХИ-4б) Откуда (ХП-6) (гг †К=о †Е=Т в. % Ай)050 60 70 50 50 40 30 20 ГО ОС лтю наес. ть Рис. ХП-5. Тройная система на тре- угольной диаграмме (Г = сопв!). Рис. ХИ-6. Вииодальные кривые при различных температурах. г) Если различные смеси компонентов А, В и С, например, такие„состав которых характеризуется точками К, Е и О (рнс. ХИ-4, а), смешиваются порознь со смесью, состав которой характеризуется точной Р, то образуются новые смеси, составы которых характеризуются точками )У.
О и Т, лежащими иа примых КР, ЬР и ОР. Материальные балансы в этом случае будут ДГпыК+Р; О=Е+Р; Т=(1+Р (ХП-5) д) Отсюда выводится имеющее большое применение свойство треугольной диаграммы: если разность количеств любых двух смесей компонентов А, В и С Рис. ХП-4. Нахождение полюса энстрагировання иа треугольной диаграмме: а — рпллыый поптлп; б — гипотетический ппптпв. и есть величина постоянная [см. формулу (ХП-6)], то иа треугольной диаграмме прямые, соединяющие точки, выражагощие составы этих смесей (на рис. ХИ-4, а точки К и Аг, В и О, О и Т), пересекутся в одной точке (Р), называемой поли!- сом экстрагирования.
Попик экстрагироваиня может оказаться вне диаграммы (например, точка Р' на рис. ХИ-4, б). В этом случае состав, выражаемый этой точкой, явлиется гипотетическим, так как лежит вне реальных пределов. Кривые равновесия фаз в треугольных диаграммах 12. На рнс. ХП-5 представлена типовая тройная система, причем кампоиенты А н В, а также В и С неограниченно растворнмы друг в друге, в компоненты А и С ограниченно растворимы и в определенных соотношениях образуют двухфазвую жйдкую смесь.
!3. На рис. ХП-5 кривая равновесия 1УКТ вЂ” пограничная (бииодальная *). Каждая бинодальная кривая для данной системы соответствует определенной ' Кривил рппиопппип ип плоюппи трпугольипкл иппыплетпп бпппллльиой потому, чтп пип плватыппет значение кпицеитраций двух посуш~ствуюптпл Рлптппрпп. ОСНОВНЫЕ ДИАГРАММЫ Н КРИВЫЕ РАВНОВЕСИЯ температуре, так как при изменении температуры изменяется растворимость н кривая меняет свое полажение, которое определиется экспериментально.
Обычно при повышении температуры область существовании гетерогенной (рассланваюшейся) системы уменьшается (рис, ХИ-6) и при так называемой критической температуре растворения фазы рафинатз и экстракта сливаются в одну общую фазу. Изменение давления в пределах 1 — 20 ат не оказывает заметного влияния яа растворимость. Точки, лежащие внутри области, ограниченной бииодальиой кривой, характеризуют двухфазную расслаивающуюся систему Точна К вЂ” иритическая точна, характеризующая состав.
при Ф 8 котором расслоение растворов прекрзщаетси и образуется гомогениый раствор. Область вне бииодальиой кривой — область гомогенных (нерасслаиваюшихся) растворов, Ветвь бииолальиой кривой А!К характеризует составы рафинвта, а ветвь КТ вЂ” составы экстрактов (см. Рис. ХП-5), В области гетерогенных растворов каждому составу рафияата й соответствует вполне опроделеиный состав экстракта Е.
14. Прямые, соединяющие составы двух сосуществующих слоев рафината и экстракта (например, й,Еь йзЕв йлЕп), иазывакпся линиями сопряжениям [О-), ХИ-)], Линии сопряжения ие параллельны друг другу, так как компонент В, добавленный к какой-либо гетерогенной системе, неравномерно распределяется межлу рафинатом и экстрактом !6. Процессы экстрагироваиня осуществляются только в области гетерогенных смесей. Так, если гетерогенная смесь общего состава характеризуется точкой М (рис. ХИ-5)„ то такая система образует две равновесные фазы, состав котоРых после Рассланваипа опРеделнтса сопраженными точками йт и Ел, лежащими ив пересеченви линии сопряжения, проходящей через точку М, с ветвями бинодальиой кривой. ' В литературе лти прямые ипзывиютпп тлпые хпрдлми рпвиовесия 10.4, О-В1. иохлми Кл-ттй соедиииыльпыыи лииипии Ог)г-21 коииадпми 10.41.
хы. экстэлгиэовлиие жндкостси осиовиыа дилгэлммы и кэивыи Рлвновесия Количество образовавшихся при расслаиваиии фаз рафината и экстракта чажио определить (измерив в одаиаковам масштабе отрезки прямой МЕг и МЙП из соотиошения: (ХП-7) Ег МИ~ Интерполяция ляпай сопряжения иа треугольных диаграммах пэямаугольныв дилгэлммы Х вЂ” Х, Уи У вЂ” Х !9. Если ва треугольной диаграмме трудио Рис. ХП-7.
ИитергаЛЯЦья Спастроить ступени экстрагнроваяия иэ-за скученлииий сопряжения иа тре- костя ливий иа ией, то большей точности расчета угольной диаграмме. можно постичь, пользуясь прямоугольиыми диаграммами. Ы. Значении координат вычисляются по формулам: Х -("')- (ХИ-8) кг А+ В / х„+х 100 — х КгВ 1 Ув Ув У -( 1- кг А+В /и ул +ув )ОО Ус кг С х -( /'-- '- (Х 1)-10) кг А+ В )я хл.+хв 100 хс Х (ХП-) 1) "'")+В/в ух+ "в )00 ус =, ("') (ХИ-9) !7. Если в справочииках имеются давные лишь для построения небольшого числа линий сопряжения, то можно осуществить графическую интерполяцию и навести новые линии сопряжения. !)Ь На треугольную диаграмму (рис ХП-7) наносим бииодальяую кривую и по имеюгпимся данным проводим линни соприжеиия а/, Ье, а). Через точки а, Ь, с, )), е и / проводим ли- 8 нии, параллельные стороиам треугольиика, и соответствующие точки пересечеиия Ж, М, 7., О.
Р и Я соединяем плавиой кривой, которая называется рабочей линией. Точка пересечения рабочей линии с бииодальной кривой есть критическая точка К Дополиительные лииии сопряжения строятся следующим образом. Задаются точкой на бноадальной кривой, иапример точкой и. На рафияатиой ветвв кривой через точку я проводят прямую параллельно стороне ВС до пересечения с рабочей ливией /т'МЕОД в точке Т, з из А г точки Т вЂ” прямую, параллельную стороне АВ до пересечения с экстрактной ветвью синодальной кривой в точке Е. Затем соединяем прямой точки )7 и Е п получаем дополнительную линию сопряжения )гЕ, устааавливающую состав экстракта Е, сосуществующего с рафииатом состава Й.
Здесь х», хэ, хе — солержание компонентов А, В и С в фазе рафинзта, масс.уш — координаты треугольной диаграммы (см. рис. ХП-5); у„, уя, уев то же в фазе экстракта. 21. Формулы для обратного пересчета: Х в 1+У У Ув 1+Х 1 — Х (ХП-12) 1+Уя Хв 1+Х 1 — У (ХП-13) ус 1+В ПРЯМОУГОЛЬПАя ДИАГРАММА У вЂ” х 24. Обычно эти диаграммы примеияются тогда, когла можно пренебречь взаимной растворимостью первичного А и вторичного С растэоризелей, а тре.
)гольной диаграммой иэ-за скученности линий пользоваться невозможно. 25. Концентрации в массовых процентах обычно обозначают в рафшюте: х, х». хс, г в экстракте у», уэ, ус. В заданных условиях ха=О п у» О. На диаграмме рис.,ХП-8 в координатах Тл=/(У) и Ха 1(Х) чистый компонент А' соответствует точке с координатами Х=О: У=О; чистый компонент  — точке с координатами У-1; 2=О; а чистый растворитель С вЂ” точке в беев Ус Ус конечности, так как Х = = — = аз. +У 0 Таким образом, добавлейие чистого растворителя С к смеси А+В приводгп к перемещению тачки, характеризующей эту смесь по линии Х=сопм (или У=сопя)), т. е.
по перпендикуляру к ося абсцисс. 22. Построение кривой равновесия на диаграмме Х вЂ” Х, У осуществляется посредством пересчета задаиных иа треугольной диаграмме сопряженных точек Е, и ))ь Еэ и )гг, Еэ и )гз и т. л» чта показано на диаграмме рис. ХП-5 н ХП-8, а. Построение зависимости равновесных составов рафииата Х я экстракта У показана на рис.
ХП-8,6. Интерполяция лииий сопряжения иа прямоугольной диаграмме в координатах Тя=/(У), Гя=/(Х) осуществляется при помощи диаграммы У=/(Х). 25. Кривая селективиости (рис. ХП-8,6) определяет зависимость концентрации компонента В в рафинате и экстракте без учета вторичяого растворителя С.
Так же как и бинодальиая кривая на треугольной диаграмме, кривая сезективиости соответствует определенной температуре. На диаграмме У=/(Х) (рис. ХП-8, 6) любая точка иа кривой селективности соответствует определенным составам сосуществующих фаз экстракта н рафината, поэтому любую ливию сопряжения па рис. ХП-8, а можно определить при помощи диаграммы У /(Х). Например, на рис ХП-й,а нужно нанести линию сопряжения для состава рафинага )7». Для этого иэ точки )1» иа рис.
ХП-8, а, характеризующей состав Й», проводится вертикаль до пересечения с кривой селективяости в точке й Е . На рис. ХН-8, 6 из точки 7) Е, проводят горизонталь до пересече. ния с диагональю в тачке и и из нее проводят вертикаль до пересечения с ветвью экстрактов ив синодальной кривой (рис.
ХП-8, а) в точке Е». 7)ения Й Е и будет искомой линией сопряжения. ступенчАтОе акстРАгиРОЕАние Х!!. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИЙКОСТЕИ ю м юу В с (О Х, ягВ/яг(А В) ОДНОСТУПЕНЧАТОЕ ЗКСТРАГИРОВАНИЕ 747 Рнс. ХП-8. Тройная система на прямоугольной диаграмме: а — э кчэгжэматэх е-л, У! 6-з коорллиэтлд Р-л. ((оординаты х' и у' представлюот собой относительные массовые доли, определнемые по формулам: х кг зкстрагирувмого компонента В в Фазе рафината х (ХВ-14) 100 — х Е кг первичного растворителя А у кг экстрагируемаго компонента В в фазе экстракта у (Х11-15) 100 — уе кг вторичноао растворителя С Ступенчатое нкстрнгироиинне 29. Одьюкратный контакт между исходной смесью и вторичным растворитедем (при продолжительном коитактнрованни и хорошем перемешиванин), в результате которого осуществляется равновесие между образующимися фазами экстракта и рафнната, называется ступенью изменения концентрации или теоре.
тической ступенью зкстрагировання. 27. Теоретическая ступень изображается: а) па треугольной диаграмме (рис. Х11-9,а и б) — линией )7МЕ; б) нз прямоугольной диаграмме в координатах у' — х' (рис. Х!1-10) — треугольником авс; в) на прямоугольной диаграмме в координатах 2 †, у (рнс. ХЦ-11,а и б) — линней йМЕ. Е а В Рис. ХВ-9. Одноступенчатое зкстрагированне на треугольной диаграмме: о — мслоллэл смесь Р, коночные эыирэкт Е и рмуимэт я„нэ содержэт экстрлголтэ С, лэ нок код экстрллтэ е о рэчлмлтэ я отгомээтсл чистый экстрлгэмт с! б — исходная смесь Р, конечные экстРакт Е„м Рэээээт Яком солоРжэт мекстоРоо лолмчостэо эдстээгээтэ С, Мэ экствэктэ Е м рмрэллгл я отгомэотсэ элотрлгээт 3, содеажэшмй лобольшоо «олмчостэо компонентов А и Е. 28. В реальных условиях контактирование исходной смеси и вторичного рэсгворнтеля продолжается сравнителыэо недолго и фазовое равновесие между экстрактом и рвфинвтом не достигается, что учитывветсн, например, введением коэффициента полезного действия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
