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