Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 5) (1113399), страница 123
Текст из файла (страница 123)
Определив положение О, находят графическим путем число ступеней экстрагирования секции экстракта, как в случае многоступенчатого протизоточного экстрагироиания. Нижнюю часть колонны (секцию рафината) можно представить как противоточный экстрактор, в который поступает «экстрагеитэ состава Е +~ н выходит,рафннат состава Я«! сверху поступает «нсходная смесь» состава Ег и аыходит экстракт состава Ег.
Полюсы экстрагнрования для секции рафннвтв обозначим через .йг. Полюс экстрагировання при минимальном возврате (при бесконечно большом числе ступеней экстрагнроэания) йг«»«находится на пересечении продолжений линий В«С и мг«Г «н. Рабочий полюс экстрагирования рафиивтной секции может находиться только между точками В'н««и С, например в точке )«'. Определив )и, строят ступени зкстрагироваиия для секции рафината, как в случае протнвоточного экстрагировання без возврата.
Таное оформление колонны приводит к тому, что экстракт Еь покидающий колонну. стремится находиться в раановесии с экстрактом Е., поступающим в верхнюю часть колонны. а не с исходной смесью Е (как это происходит при экстрагировании без возврата). Благодаря этому обеспечиааегся ббльшая концентрация компонента В в экстракте. При экстрагировании с возвратом концентрация экстракта достигает заданной величины Е „,.
Расчет экстра~нрования с возератом на треугольной диаграмме * 68. Графический расчет на треугольной диаграмме (рис. ХП-2!) гделан соответственно схеме процесса. поиазанной нв рис. ХП-)9. Ступени от ! по з — ! образуют секцию экстракта, а от з по и — секцию ра. 3, ипата. Рабочий полюс экстрагировання для секции экстракта обозначен через , а для секции рафнната — йг. Из рис, ХП-!9 следует, что составы Е,, Е, и Е«о«одинаковы, а материальный баланс для этих составов (сумма компонентов А, В н С); Также одинаковы составы В«, Вр и Еь н длн них имеем: Общий материальный баланс: Е + С = Е«ох+ Е«он 69. Построение процесса на рпс.
ХП-2! осупщствляем, исходя из задания, выбранных значений О н йт и уравнений материального баланса по сумме СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГНРОВАНИЕ хы. экстэлгнэовлнне жндкостеп компонентов А, В и С (Хи 46) .Е Е, Екон По '11 'гр о бог Е (ХП-44) кои материального баланса— Ея.н 765 1 о+ е 1) = С .+Е„„, Еоо1 = )Р+Ка Ео11= Со+ Й» Со= (Р+ Ер Е... = )Р+ Йз Е,=9+)7о 1 (;1 = Е+%' У=Е+))о К=Е +Е К= )'+Е С',=С +С„ )(р= Е„„+ В каждом из которых все точки лежат на одной прямой.
70. Количественные соотношения потоков можно определшь графически путем измерения соответствующих атрезков1 ЦЕ, ( ГЕг ЯЕ аС 'оСН ЕпЕ1 9Е Е,С дС ЕЕ Во ~~Ел+1 ~Но СоЕл+1 Е„+, СоЕг Во ~~р Еи-нСо йГСо Еоо1ЕР В уравнениях (ХН-43) н (Х11-44) Е, — сырой экстракт, отводимый из экстракционной колонны; Ео — конечный экстракт, отводимый из ректификациоиной колонны Кв; Е, — возврат конечного экстракта в экстрвкционную колонну; .Е„„ — конечный экстракт (продукт); Сл — экстрагент, отганяемый в колоние Ка1 Š— ИСХОдиЫй раСтВОр, ПОСтуиашщнй В КОЛОННУ; Яо — СЫРОЙ рафниат, ВЫ- ходящий из экстракциоиной полонны; ЕУ вЂ” сырой рафинат, поступающий в ректификационную колонну Кя, Е, — возират сырого рафииата в смеснтель М; Е,„„ — конечный рафинат (продукт); Сл — экстрагент, отгоняемый в колоние г С =Сп+Сл — смесь экстрагентов, атогнаниых в колоннах Ка и Ккп С вЂ” чистый свежий растворителок С, = С+ С вЂ” экстрагент, поступающий в г смеситель М; Во+1=Во+С,— питание экстракциониой колонны; О и йг — рабочие полюса экстрагирования секций экстракта и рафината.
Рис. ХП-21. Расчет экстрагироваиня с возвратом на треугольной диаграмма Размерности всех величин в уравиенвях кг (А + В+ С) кмоль (А+ В + С) сео: сек На треугольных диаграммах для обозначения состава потоков (в расчете на общее количество компонентов А, В н С) применяются те же буквы с размерностью. выраженной в массовых или мольных долях (или в оа)..
71. Через точки Я и йг проходит все прямые, соедицяющие точки. характеризующие составы экстранта и рафината между каждой ступенью секций экстранта и рафината соответственно. На треугольной диаграмме (рис. ХН-21) построение ступеней экстрагиравания начинается от точки Е1 (конечный состав сырого экстракта). Проводи линии сопряжения и лучи из полюса (г, доходят до точки Е.. Линия сопряжения )г.Е. пересекает прямую ЕЯ)Р. Точки )с. н Е, соответствуют составам рафината и экстракта на ступени з, на которую подается исходный раствор Е Начиная с точки Еы построение ступеней осуществляется уже с помощью рабочего полюса 1Р до тех пор, пока не будет достигнута заданная конечная концентрация сырого рафината )7 .
хы. экстелгиеовлиие жндкостнн стнпяичдтае эистэагиэанлции Выбор ееличины возврата Е =Е,= ОЕ1 ОЕэ (Хп-43) пз э ч !ь~" С,= йг+Яэ и О=Се+Екпс Рис. ХН-22. Нахождение оптималь- ной величины Еэ)Екэп! à — эксплуэтэпнэ; у — энпрт1пэппн н Пэыпнц 3 — суыыэрные рэсмплы. 72. Величину возврата можно выбирать в пределах, ограниченных с одной стороны минимальным теоретическим возвратам (при бесконечна большом числе ступеней экстрагирования) и с другой стороны бесконечно большим возваатом, при котором из экстрзктара не отводятся ни рафинат, ни экстракт.
йаследний случай аналогичен работе ректификациоиной колонны при бесконечно большой флегме (раздел Х, пп. 42, 43). 73. Минимальный возврат экстракта. Для многих систем минимум назара~а Онн, может быть определен графически кзк точка пересечения прямой СкЕ, н прямой, совпадаюшей с линией сопряжении и проведенной через точку исьхойнаго раствора р (линии СлЕ* и ГйпЕнО„н„на рис. ХП-2!). Точка О„н„дает самый короткий отрезок, и из формулы следует, что при !2ннэ возврат Е, будет наименьшим при бесконечно большом числе ступеней экстрагирования (случцй нереальный). 74. Минимальный возврат рафината.
Миннмальнын возврат рафината )Рннп графически может быть определен как точка пересечения продолжения линий РДн и и ИнС,. ПРи %' н лнниЯ РЯнпэ)унн„савпапает с .пинией сопРЯксении и числО ступеней рафинатнай секции становится бесконечно большим (случай нереальный). 75. Бесконечно большие возвраты экстракта и рафината. При бесконечна большим возвратах из экстракциониой установки не отбирается ни рафниат ()(э=б), ни экстракт (Е, -О). В этом случае Сь=С..
Из уравнений следует, что Я=ОУ=Сь т. е. все три И точки сливаются в одну точку С. При бесконечно большом возврате д число ступеней экстрзгирования становится минимальным. Однако это случай сэ Е, нереальный, так как установка не вы( ) дает продукта, — — 74. Рабочая величина возвратов. Эта величина при графическом расчете положения полюсов экстрагирования мажет находиться для секции экстракта между тачками Онн и С..
Поскольку полюса (~ и В' лежат на одной прямой, проходящей через тачку Е, только один возврат ()7э или Е,) может бить выбран произвольно, а другой зависит от первого. Обычно определяют минимальное значение ! — э 1 при полюсе экстрагнрования яннп и затем произ( Екэн )ынн Е, кпп вычисляют расходы на амортизацию, ремонт и эксплуатацию установки, строят график по типу рис, ХП-22 и определяют оптимальное значение ~ †,'э ) ! Екпн/ппт при котором суммарные расходы будут наименьшими. Подробнее о расчете нв треугольных диаграммах см. (ХП.3], Расчет акстрагнровання с возвратом на прямоугольной диаграмме * г — х у 77.
На этой диаграмме (рис. Х11-23) материальный баланс и величины потоков определяются по компонентам А и Е. свободным от чистого экстрагента С. Рис. ХН-23. Расчет зкстрагирования с возвратом на прямоугольной диаграмме в координатах 2 — Х, Г (абший случай: баланс определяется по А+В, свободным от чиста~о С). При этом величины обозначаются так же, как в формулах (ХП-43) н (ХП-44), м э~ , э р К п, с. ' Знэчпннп кппрдннпт см. п.
Ф. стхненчлтое нкстелгирондинп хп. экстрдгиговлнии жидкостпи Е,= Ел+1 = (ХП-46) ял-яг= (ХП-47) 769. 25 зл !зо 76. Освовныс уравнения баланса потоков следу1ащнс1 Ео+ Сн Си+Екал О+ Е» )и +Па С,+Л, У+яр У+ л.'» «к)+)С -» Е+ )Г причем в каждом иэ них все точки лежат на одной прямой. 79 Основные количественные соотношения потоков можно определить пу. 'гем измерения соответствующих отрезков на рис. ХП-231 Е» О~) Е, ОЕ» Сп «» Екал Е ОС СН ЕкаяЕ1 ЕвСн СН ' ЕОЕ1 Е» ОЕ1 ЕоСП Пи ~~лт1 Ел»1 )«г)ол Л» йг)»р Еле1С» 1«р ккС» Ело»яр Размерности всех величин в уравнениях материального баланса— кг «Л + В) к»голь «А+ В) или сек свк 80.
На рис. ХП-24 показан более простой случай„когда из сырых экстракта н рифииата отгоияется чистый экстрагент С. О Л, лг Илг(д'6) Рис. ХП-24. Расчет экстрагнрования с возвратом на прямоугольной диаграмме в координатах Х вЂ” Х, г' (частный случай: отгониется частый экстрагент С). Дн. ЭКСТРАГИРОВАМИЕ ЖИДКОСТЕИ ю « ж ь ь 1~ $„., ху Х, Х, Х„ ХО б Хт Х, Рнс.
ХН-ха. Расчет процесса вкстрагирования с возвратам на прямоугольной диаграмме в координатах — Х Х, У, «ГВ)ла(А+В) Рис. ХП-25. Определение числа ступеней при бесконечно большом возврате. вания для схемы с возвратом экстракта и рафината. диаграмма у — Х на рнс. ХП-24 используется длк построения линий сопряжений. 61, На рнс. ХП-25 показан графический расчет числа ступеней при бесконечва большом возврате. Точки, характеризующие составы О, МГ, Св и С„ слились в одну тачку. Расчет акстрагировання с возвратом на прямоугольной диаграмме" у' — х' 62.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
