Триъгълна диаграма - Студопедия

Екстракцияе процес на извличане на един или повече компоненти от разтвори или твърди порести материали със селективни разтворители (екстрагенти). Има процеси на екстракция в системи течност-течност(екстракция)и екстракция в системи твърдо-течност (екстракция в твърда фаза).

Процесите на екстракция се използват широко за извличане на ценни вещества от смеси, за пречистване на течности и твърди вещества от примеси.

Процесите на екстракция в течна фаза (или течност) се използват в нефтохимическата и химическата промишленост за извличане в чиста форма на различни продукти на органичния синтез и редки елементи, пречистване на отпадъчни води и др.

В някои случаи екстракцията се използва в комбинация с ректификация (предварителната екстракция може значително да намали консумацията на топлина за отделяне на течна смес чрез ректификация).

Екстракцията в системи течност-течност като метод за разделяне на течни смеси се основава на разликата в разтворимостта на разделените компоненти на сместа в течни разтворители, които съставляват две фази.

Принципната диаграма на процеса на екстракция е показана на фиг. 21.1. Първоначалният разтвор е смес отпървичен разтворителивъзстановим компонент.Последният може да бъде неорганичен или органичен.

Ориз. 21.1. Принципна схема на процеса на екстракция

На първия етап на екстракция изходният разтвор и екстрагентът се привеждат в тесен контакт, което осигурява максимално развитие на фазовата контактна повърхност. В този случай се получават две нови фази, които се наричат ​​екстракт и рафинат.Екстрактъте разтвор на екстрахируемкомпонент в екстрагента,рафинатъте остатъчният първоначален разтвор (първичен разтворител). На втория етап екстрактът и рафинатът се разделят чрез утаяване, центрофугиране или други методи.

Екстракцията се различава от другите процеси на масов трансфер по своята ниска работна температура. Екстракционното разделяне е най-икономично при разделяне на смеси, които са чувствителни към високи температури. В много случаи процесът на екстракция е придружен от химическа реакция.

Всеки екстрагент (вторичен разтворител) по време на екстракцията на определен компонент има граничен капацитет, при достигането на който разтворителят се насища с екстрахирания компонент. Стойностите на ограничаващия капацитет за различни вещества варират в широки граници.

Екстрагентът има следните изисквания:

∙ висока селективност по отношение на извлечения компонент;

∙ висок капацитет на извличане спрямо извлечения компонент;

∙ лесно повторно извличане, т.е. възможност за извличане на извличащия се компонент;

∙ добро фазово разделяне;

∙ безопасност при работа (екстрагентът не трябва да е токсичен, летлив и експлозивен);

∙ стабилност в процеса на екстракция или повторна екстракция;

∙ наличност (екстрагентът не трябва да е в дефицит).

Промишлените екстрагенти се разделят на три класа:

∙ органични киселини или техни соли (алифатни монокарбоксилни киселини, нафтенови киселини, сулфонови киселини, феноли, киселинни естери на фосфорната киселина), които пренасят метални катиони от водната фаза в органичната фаза;

Ориз. 21.2. Триъгълна диаграма:

—моларни фракции съответно на първичния разтворител, екстрагента и екстрахираното вещество;N— точка,съответстваща на състава на трикомпонентната

∙ соли на органични основи (първични, вторични и третични амини, както и кватернерни амониеви основи), с помощта на които се извличат метални аниони от водни разтвори;

∙ неутрални екстрагенти (вода, алкохоли, етери и естери, алдехиди и кетони), екстракцията на които се извършва по различни механизми в зависимост от киселинността на изходния разтвор.

При частична взаимна разтворимост на първичния разтворител и екстрагента всяка фаза по време на екстракцията ще бъде трикомпонентна система, чийто състав не може да бъде отразен в правоъгълна диаграма. Удобно е да се представят съставите на такива фази в триъгълна координатна система - на така нареченататриъгълна диаграма(фиг. 21.2), която е равностранен триъгълник. Всяка точка от страните на триъгълника съответства на състава на двукомпонентни разтвори, а всяка точка вътре в диаграмата съответства на състава на трикомпонентен разтвор.

За да се определи съдържанието на всеки компонент в разтвора, върху страните на диаграмата се нанасят скали, като дължината на всяка страна се приема за 100%. Съставът на разтвора или сместа се определя от дължината на сегментите, получени от страните на триъгълника. Например точкатаNхарактеризира трикомпонентна смес, състояща се от 20%

първичен разтворител, 50%екстрагент и 30% от екстрахираното вещество.

Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:

Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо

---