Одноступенчатая периодическая экстракция

Методы экстрагирования

1) Смесительно-отстойная экстракция. Исходный раствор и экстрагент смешивается в аппарате и затем отстаивается в отстойнике.

2) Экстракция в колонне – путём непрерывного контакта исходной смеси и экстрагента, противоточно перемещающихся одна относительно другой в одном экстракционном аппарате.

М - аппарат с перемешивающим устройством; О – отстойник, Е – сборник экстракта; R – сборник рафината. Исходная смесь (А + В) и экстракт С перемешиваются до установления состояния равновесия, затем разделяются в отстойнике, в котором образуются 2 слоя: слой , насыщенный экстрагированным компонентом В (называется сырым экстрактом) и слой отработанного исходного раствора (сырой рафинат).

 

Изобразим периодическую одноступенчатую экстракцию на диаграмме:


 
 

 

Состав исходной смеси изобразизится точкой S. Составу смеси после добавления экстрагента С соответствует точка М на прямой CS. Положение точки М зависит от количества экстрагента. При перемешивании и отстаивании образуются 2 жидкие равновесные фазы, составы которых представлены точками R и E. Положение точки М и GR и GE определяются по правилу рычага:


Обозначим GS – количество исходного раствора (2-х компонентного); GC – количество экстрагента. Тогда SM/MC = GC/GS; отсюда количество экстрагента GC = GS*SM/MC . Зная положение хорды равновесия, проходящей через точку М, можно определить количество рафината: GE/GR = RM/ME; (GE + GR)/GR = (ME +RM)/ME; так как GE + GR = GM, то GM/GR = RE/ME и GR = GM*ME/RE. Тогда количество экстракта GE = GM – GR = GM – GM*ME/RE = GM*(RE – ME)/RE = = GM*RM/RE = GE. Для определения состава рафината через точки C и R проводят прямую до пересечения с АВ. Получают точку RK. Для определения состава экстракта проведём линию через СЕ. ЕК – состав экстракта. Точки RK и EK соответствуют бинарным смесям, не содержащим экстрагента. По диаграмме можно определить max и min расход экстрагента. При уменьшении количества экстрагента точка М перемещается влево и в пределе совмещается с бинодальной кривой, точкой М1. Отсюда GCmin = =GS*SM1/M1C. Аналогично для точки М2 GCmax = GS*M2S/M2C; практический расход экстрагента выбирают промежуточным между GCmin и GCmax.