Расчет основных показателей экстракции в системе жидкость - жидкость
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
Объемный расход раствораVBм3/ч11,1Начальная концентрация в нем солиxHкг/м34,3Конечная концентрация в нем солиxKкг/м31,3Равновесная концентрация соли в органической фазеyK*кг/м335Начальная концентрация соли в органической фазеyHкг/м30Плотность экстрагентаrЭкг/м3879
Определить: объемный (VЭ, м3/с) и массовый (G, кг/с) расход экстрагента.
. Составляем уравнение материального баланса экстракции:
. Определение объемный расход экстрагента:
3. Определение массовый расход экстрагента:
Задача 2. Расчет необходимого числа ступеней экстракции при извлечении из раствора Молибдена 0,3М раствором Д2ЭГФК.
Начальное содержание Мо в водной фазеСОг/дм36,2Конечное содержание Мо в водной фазеСКг/дм30,020Коэффициент распределенияm-5
Определить: число ступеней (n) экстракции.
. Расчет извлечение при экстракции:
. Расчет критической величины коэффициента экстракции:
. Определение оптимального соотношения потоков:
Результат округляется до десятых в большую сторону.
. Определение уточненной величины коэффициента экстракции:
5. Расчет необходимого теоретического числа ступеней экстракции:
Результат округляется до целых в большую сторону.
(ступеней)
Задача 3. Расчет эффективности процесса экстрагирования соли Ме (в экстракторе типа смеситель - отстойник).
Объемный расход экстрагентаVЭм3/ч0,33Диаметр 6-ти лопастной турбинной мешалкиDТм0,15Скорость вращения мешалкиNс-18,14Вязкость водного раствораmПас0,95*10-3Вязкость экстрагентаmЭПас0,59*10-3Межфазное натяжениеsн/м22*10-3Коэффициент распределенияВ-0,031Объем экстрагентаVAм30,048Задержка экстрагента в экстрактореФДс0,091Функция мощности мешалкиФ-5,8Плотность экстрагентаrЭкг/м3865Плотность водного раствораrкг/м3998
Определить: эффективность экстракции.
. Определение плотности смеси:
кг/м3
. Определение вязкости среды:
Па*с
. Определение критерия Рейнольдса для смеси:
. Определение мощности, потребляемой мешалкой:
Вт
. Определение критерия Рейнольдса для воды:
. Определение коэффициента мощности в объеме воды:
. Определение удельной межфазной поверхности:
м/с
с.
м-1
. Расчет диаметра капель:
м
. Расчет средней продолжительности контакта фаз:
с
. Расчет эффективности экстракции:
Очистка сточных вод
Примером экстракционной очистки сточных вод может служить очистка от фенолов в коксохимической, сланцеперерабатывающей и углеперерабатывающей промышленности; от анилина; от уксусной кислоты; от эпихлоргидрина в химической промышленности органическими растворителями (бензол, простые и сложные эфиры).
При экстракционной очистке фенольных сточных вод в качестве экстрагента применяют бутилацетат, диизопропиловый эфир, бензол и др. Для повышения эффективности извлечения фенолов предложено использовать смешанные растворители: бутилацетат в смеси с бутиловым спиртом, с диизопропиловым эфиром и др. Однако наиболее часто применяют бутилацетат или смесь бутилацетата с изобутилацетатом (феносольван), обладающие высокой экстрагирующей способностью по отношению к фенолам.
Установки для экстракционной очистки сточных вод от фенолов включают четыре отделения: 1) подготовки фенольных сточных вод к экстракции - выделение смол отстаиванием и фильтрацией, охлаждение сточной воды, улавливание паров растворителя и, в случае необходимости, карбонизация; 2) экстракции; 3) регенерации экстрагента из воды; 4) регенерации растворителя из экстракта и получения товарных фенолов.
Для экстракционной очистки сточных вод коксохимических заводов могут быть применены различные растворители (бензол, сложные эфиры, поглотительное масло и др.), однако наибольшее распространение нашел бензол, получаемый при коксовании угля. В связи с тем, что коэффициент распределения бензола по отношению к фенолу невелик (около 2,2 при 20 С), используются значительные объемы бензола и концентрация фенолов в экстракте мала. Поэтому для регенерации бензола применяют не дистилляционные методы, а метод абсорбции водным раствором щелочи (бензол-фенолятный метод).
Бензол-фенолятный метод очистки включает следующие стадии: 1) обессмоливание воды отстаиванием, фильтрованием и промывкой циркулирующим бензолом; 2) экстракция фенолов из сточной воды бензолом; 3) очистка бензола от растворимых в нем кислых газов промывкой щелочно-фенолятным раствором; 4) экстракция фенолов из бензола щелочным раствором; 5) выделение растворенного бензола из обесфеноленной сточной воды. Полученные растворы фенолятов после предварительного упаривания направляют на переработку.
На некоторых коксохимических заводах в качестве экстрагентов используют бутилацетат, феносольван, каменноугольное масло и др.
Экстракционные методы обесфеноливания сточных вод обладают большими достоинствами: высокой эффективностью очистки, возможностью извлечения нелетучих фенолов и др.
Заключение
Основным достоинством процесса экстракции по сравнению с другими процессами разделения жидких смесей (ректификацией, выпариванием и др.) является низкая рабочая темпер