|
lIGs =
-М аО Д А =
1
;
= МаС,
в
Ч е р е з точку
М 2
вновь проводим хорду равновесия и т . д, По
строение продолжаем до тех пор, пока не будет достигнут требуе
мый состав раф ината. В настоящем примере для этого необходимы
четыре ступени экстраги рован и я. Определяем количества рафи
ната и растворителя по ступеням:
G s, t
—
G r ,
i„ il
G r ,
2
“ 2-63,5*37,5/86,5 = 55,1 кг;
g r < l =
G s,
з = 55,1 кг;
Gs ,
GR l
о
= G
f
=
100 кг;
GR t
3 = 2 -5 5 ,1-44/93 = 52,1 к г;
G
r
. I
== 2-100-23,5/74 = 63,5 кг; G s,a = 5 2,l кг;
Gs,
2
= 63,5 к г;
G
r
,
2-52,1-45/96 = 49,0 кг.
Общ ее количество растворителя:
Gs
=
S Gs ,
t
= 100 + 63,5 + 55,1 + 5 2 ,1 = 270,8
кг.
‘ Общее количество экстракта:
G
e
—
G
f
^ G
s
—
Gb .
4
= 100 + 2 7 0 ,8 — 49,0 = 3 2 1 ,8 кг.
П осле удаления растворителя останется:
G'
e
= GS - - G S = 3 2 1 ,8 - 2 7 0 ,8 = 51
кг.
Средний состав экстракта ~ 9 6 % (масс.) ацетона.
Пример 8.4 . В услови ях примера 8.2 определить состав и вы
ход продуктов, а так ж е число теоретических ступеней экстрагиро
в ан и я , если экстракц ия производится противотоком при соотноше
нии потоков
1
:
1
.
Р е ш е н и е . Ч ер ез точку
R
(рис. 8.15), характеризую щ ую
состав раф ината, и точку
М ,
определяющую общий фиктивный со
став смеси исходного раствора со всем растворителем (так как
GF : Gs
= 1,
F M = М С ),
проводим прямую до пересечения с пра
вой ветвью бинодальной кривой в точке
Е ,
соответствующей со
ставу эк стр ак та. При продолжении отрезков
F E
и
R C
они пере
секаю тся в точке
Р
(полюсе). Полюс является общей точкой пере
сечения всех лучей, проходящ их через точки, характеризую щ ие
состав раф ината на любой ступени и состав экстракта на последу
ющей ступени. Линии / —
Г , 2— 2 '
........
4— 4'
являю тся хордами
равн овеси я; число их определяет число теоретических ступеней
экстракц и и . Таким образом, число ступеней определяется графи
чески, путем последовательного проведения линий:
FC , R M E (Г ),
F E P , R C P
,
l ' —l ,
1— Р
,
2'—2, 2
—
Р ,
З'—З,
3— Р , 4 '— 4 (R ).
В дан
ном случае
= 4.
Количество экстр акта находим из соотношения;
G
e
/G
m
= G
e
/(G
f
+
Gs) = R M / R E ;
G
e
« (100 + 100) 64/85 = 150,5 кг.
«и
Р
и
с
,
8
,1
5
(а
п
ри
м
е
ру
8
.4
),
Х а р а к т е р и с т и к а п ро ц есса
П ер ек р ествш й т о к
П ротивоток
Число ступеней
Расход растворителя, кг-
Выход рафината, кг
Выход экстракта, кг
Выход экстракта после удаления растворите
ля, кг
Содержание ацетона в экстракте после удале
ния растворителя,
%
(масс.)
1
4
4
1630
270,8
100
48
49
49,5
1682
321.8
150,5
52
51
50,5
95,5
96
97,5
П осле удаления и з экстракта растворителя масса его состав
ляет;
G'
e
= 150,5— 100 = 50,5 кг.
Состав конечного экстракта характеризуется точкой
Е ':
аце
тона 97,5% (м асс.); воды 2,5% (масс.).
К оличество рафината:
0'
r k
G
r
= G
m
—
0 ^ = 2 0 0 — 150,5 = 49,5 кг.
Р езул ьтаты примеров 8.2, 8.3 и 8.4 сведены д л я сравнения
в таб л .
8
.
2
.
Исходные данные: смесь состоит из воды (А), ацетона (В) и
хлорбензола (С);
= 50% (масс.);
= 2% (масс.);
уд
= 0;
G
f
=
1 0 0
кг.
И з таблицы следует, что противоточная экстракц ия имеет
в данном случае большие преимущества (меньший расход раство
рителя, больш ая чистота экстракта и др.).
Пример 8.5. Оценить приблизительно целесообразность ис
пользования экстракции в примере 8.4, если удаление раствори
тел я и з экстракта производится непрерывной ректификацией;
допустимое содерж ание хлорбензола в дистилляте
1 0
% (масс.),
ацетона в кубовом остатке 1% (масс.} Коэффициент избытка флегмы
п рин ять в обоих случаях равным
2
.
Р е ш е н и е . Э кстракт, поступающий на перегонку, считаем
для упрощ ения бинарной смесью. Минимальное число флегмы и
число теоретических тарелок определяем по равновесным данным
обычными методами (расчет не приводится). Полученные данные
сводим в табл. 8.3.
И з сопоставления результатов делаем вывод, что экстракцию
в данном случае использовать целесообразно, но экономия, если
учесть стоимость оборудования и эксплуатационны е расходы,
будет незначительной. Д л я окончательного решения вопроса необ
ходим более подробный анализ.
Do'stlaringiz bilan baham: |
