Az extrakciós eljárás
Küldje el a jó munkát a tudásbázis könnyen. Használd az alábbi űrlapot
A diákok, egyetemi hallgatók, fiatal kutatók, a tudásbázis a tanulásban és a munka nagyon hálás lesz.
Extraction - a folyamat kitermelése egy vagy több komponens oldatok vagy szilárd anyagok keresztül lekérdezési oldószerek (kivonószerek). Amikor kölcsönhatásban áll az extrahálószert az ott csak könnyen oldható és extrahálható komponensek sokkal gyengébb, vagy lényegében nem oldódik, a fennmaradó komponenseket az eredeti elegy. Vegyészmérnök extrakciós oldatokat extraktánsok elterjedtebb, mint extrakció szilárd.
Elválasztására alkalmazható tiszta formában a szerves szintézis. Ezt alkalmazzák tisztítására származó szennyvíz szennyező anyagokat.
Extraction egy folyadék-folyadék rendszer anyagátadási folyamat zajlik részvételével 2 kölcsönösen oldhatatlan, vagy szervesen oldódik egymásban folyadékok.
Úgynevezett extrahálószer oldatot extraháljuk anyagok az extraktumban. A maradékot oldatot nevezett raffinátum. Raffinátumként visszanyert ülepítő medencékben. Kivont raffinátumként ekstragert.
2. oldószerkivonó
Az extrakciós folyamat általában sokkal költséghatékonyabb kijavítását, mivel nincs szükség, hogy elpárologjon az összes A folyékony keverék az extrakciós.
Normális esetben folyadék extrakció kombinált desztillációval, mellyel a kivonásához a szervezet regenerálódását. Az extraktumot - extrahált anyagokat feloldjuk az extraháló raffinátum - maradék betáplált oldatban.
Ábra. 1. ábra egy diagram, anélkül regenezatsii. A leggyakrabban használt rendszer regenezatsiey kivonatban.
Ábra. 1 reakcióvázlat extrakciós folyamatok
Equilibrium folyadék - folyadék rendszer
A terner rendszer folyadék - folyadék-adagolt anyag megváltoztathatja a koncentrációja a fázisok egyikének nélkül egyensúlytalanság. Általában, hogy nem változik a folyamat oldószeres extrakció, P nem befolyásolja a rendszer egyensúlyát.
eloszlás törvény: aránya egyensúlyi koncentrációinak elosztott két folyadékfázis közötti anyag T = const egy állandó.
ahol y * és x - az egyensúlyi koncentrációja a kiadagolt anyag, illetve a raffinátum és kivonat, m - eloszlási koefficiens.
A képlet szerint (1) egyensúlyi vonala legyen egyenes, áradó eredetű. Azonban ez igaz arra az esetre, teljes kölcsönös oldhatatlansága fázisok a folyamatban részt vevő, ami meglehetősen ritka a valós világban. Jellemzően m függ a koncentráció a kiadagolt anyag T = const, ha T változik, az értéke m változhat még.
egyensúlyi vonal a diagram yx állandó tempiratupe nevezett extrakciós izotermák (ábra. 2). Ha tudja, hogy az izotermák különböző T, lehetővé válik, hogy válassza ki a legmegfelelőbb T.
2. ábra. Tipikus extrakciós izotermák.
A háromszög diagram. Megjegyezzük, hogy a fázisok gyakran részt vesznek az extrakciós folyamatban, részlegesen oldódik egymásban. Ezután a kivonatot mellett a extrahálószer és az oldott anyag tartalmaz egy oldószert a betáplált oldatból, raffinátum és emellett az eredeti oldatot és egy bizonyos mennyiségű oldott anyag - egy bizonyos mennyiségű extrahálószer. Mindkét megoldás három elemből áll.
A, B, C - a tiszta komponensek. A pontnál - tiszta $ i, B pont - tiszta M, a C pont - tiszta Fu. Az M pont jellemzi értékek. Pontok a háromszög területe megfelel a készítmények terner megoldásokat.
Ábra. 3 háromszögű diagram
Az egyensúlyi koncentráció a háromkomponensű keverékek w-X lehet képviseli egy háromszög diagramon.
Ábra. 4 egyensúlyi görbéje egy háromszög diagramon.
A - 100% - oldószert a kiindulási oldatban,
B - 100% - oldott anyag
C - 100% - extrahálószer
A vonalak AB, BC, CA - jellemzik a kompozíció a kétkomponensű megoldásokat. Legyen A és B, B és C, végtelenül oldódik egymásban, és az A és C - korlátozott oldhatósága. Tegyük fel, hogy a készítmény az A és a C jellemzi pontok G1 és G2. Ha ehhez hozzátesszük, hogy ez, megkapjuk a három réteg megoldást a D1 és D2 megfelelő pontokat. Ez megfelel a húrt a megoldások egymással egyensúlyban vannak. K pont - kritikus pont megfelel egy egyfázisú oldatot.
Kölcsönös oldhatósága a hőmérséklet növekedésével növekszik, így a domain a létezését heterogén rendszerek csökken. Magas hőmérsékleten általában eltűnhet (egy pont Ta ábrán. 5).
Ábra. T 5 Hatás a egyensúlyi görbéje.
A fő jellemzője a szelektivitása az extrahálószer, amely jellemzi a képessége, hogy előnyösen kivonat egy két, három vagy több komponenst az oldat. A szelektivitás a extrakciós komponens jellemezve arányos együtthatót szelektivitást (elválasztási faktor)
Mint látható, annál inkább. Ha = 1, a szelektivitás értéke 0. valós körülmények több mint 2.
Által kijelölt y - kivonat x - raffinátum.
- Az elosztási együttható a B komponens
3. Anyagmérleg Az oldószeres extrakciós eljárás
Single (egylépéses) extrakcióval.
Tekintsünk egy egyfokozatú (egyszeres) extrakció. Ez a legegyszerűbb módszer, hogy a betáplált oldat és az extrahálószert F S egy keverőben összekeverjük, majd elválasztjuk a két réteget: kivonatot E és raffinátum R.
Ábra. 6. reakcióvázlat Az egylépcsős extrakciós.
A fázisokat részt oldószeres extrakcióval, rendelkeznek részleges kölcsönös oldhatósága. Ezután a rendszer legalább hármas. A háromkomponensű keverék háromszög rajzzal. (4) egyenlet átírható (az elválasztási kg N kiindulási elegy).
F + S = N = R + E (5)
Ábra. 7. A következtetés, hogy az anyagmérleg egyenlet.
Expression (5) lehetővé teszi, hogy az anyagmérleg egy háromszög diagramon a folyamat áramlási keverési F + S = N, majd elválasztó terner elegye N-végű threading R + E. a kar által szabályt felírható
Egy előre meghatározott ponton F S megtaláljuk a kívánt értéket a folyamatot. Az arány a E és R áramok a következő képlet szerint
A anyagmérleg a komponens, A és B extraktum áram E és raffinátum R figyelembe véve (2) a formája:
Mivel a koncentrációinak összege mindhárom A, B és C egyenlő 100%, majd matbalans C komponens nem szükséges. Tekintettel arra, hogy az N = E + R, így oldatot kapunk többlépéses extrakcióval izoterma
Elosztjuk az egyik a másik kapjuk:
(10) egyenlet a következő egyenletet egy egyenes vonal. Egyenletek szerint (4) és (10) találunk a készítmény bármely menet, ha az ismert mennyiségét és összetételét a három fennmaradó folyamok.
Összhangban az általános egyenlet anyagátadási mennyiség halad az egyik fázisból a másik anyag M felírható:
Itt - az anyagátadási együtthatókat a diszpergált fázis és a folytonos fázis.
Mivel a fázis érintkezési felület az extrakciós csepp, anyagátadási révén hajtják végre a gömb alakú felület. Nyilvánvaló, hogy a hidrodinamikai feltételek belül a csepp és a folytonos fázis különböző. Ezért a tömeges szállítási belül az egyes fázisok leírható azonos egyenletek.
4. A többfokozatú keresztáramú oldószeres extrakcióval
A törzsoldatot és a mindenkori Raffinátumok kezelt része S1 és S2 friss extrahálószer és r. H. Minden egyes extrakciós lépésben, amely egy keverő és ülepítő, és Raffinátumok táplált szekvenciálisan a következő lépésben, és E1 kivonatok és E2, és így tovább. G. után minden szakaszában található az oszlopról.
Ábra. 8. reakcióvázlat A többszörös extrakció egy ellenáramú oldószerben
Ezzel a módszerrel, lehet teljesen kivonjuk a betáplált oldat komponenseket és méretezni, hogy megkapja a tiszta raffinátum. Azonban, amint az a kezdeti oldatban elkerülhetetlen oldószer-veszteséget, mivel minden egyes lépésben megy részleges eltávolítása az oldószer extraktum.
5. ismételten extraháljuk, egy számláló mozgás
Ez a módszer extrakciós jellemzi több érintkező szakaszok az 1, 2 és így tovább. G. A ellenáramú áramlásokat a raffinátum R és extraktumot E szálak feltéve ellátó törzsoldatot és ekstagenta F és S átellenes végein.
Ábra. 9. reakcióvázlat több, oldószer extrakcióval, amelyhez egy ellenkező irányú mozgás
Folytonos ellenáramú extrakció. Ez a módszer a extrakciót végzünk egy oszlop típusú berendezésben (például nyílás). A nehezebb oldatot belép a felső, a az oszlop alján lép be egy könnyű fázist.
Helyezni Allbest.ru