Раздел 7 Романков, Флисюк

Экстрагирование

Задача 7.1 (задачник Романков, Флисюк)  Построить треугольную диаграмму равновесия для системы вода - уксусная кислота - этиловый эфир при 25°С, пользуясь данными табл. 8.4. Сравнить полученную диаграмму с диаграммой X, Y - z, Z (см. пример 7.3).
Скачать решение

Задача 7.2 (задачник Романков, Флисюк)  Уксусная кислота экстрагируется в противотоке этиловым эфиром из водного раствора, содержащего 20% (масс.) кислоты. Определить необходимое количество растворителя на 1000 кг/ч исходной смеси и число теоретических ступеней экстрагирования, если экстракт должен содержать 60% (масс.), а рафинат - не более 2% (масс.) кислоты (после отгонки растворителя).
Скачать решение

Задача 7.3 (задачник Романков, Флисюк)  Бензойная кислота экстрагируется из водного раствора с содержанием ее 1,5 кг на 1 м3 воды, последовательной промывкой бензолом, содержащим 0,2 кг бензойной кислоты на 1 м3 бензола, при отношении объемов воды и бензола VF=VS=4. Определить, сколько понадобится промывок, если конечное содержание бензола в воде 0,2 кг/м3. Определить также составы получающихся экстрактов. Равновесные данные при рабочей температуре:
Концентрация бензойной кислоты в воде, кг/м3    0,104      0,456      0,707      1,32      1,56

Концентрация бензойной кислоты в бензоле,       0,182       2,45        6,12       18,2      24,5
Скачать решение

Задача 7.4 (задачник Романков, Флисюк)  В противоточном экстракторе экстрагируется 1,4-диоксан из 25 % -го водного раствора бензолом, в котором массовая доля диоксана 0,5 %. Конечная массовая доля диоксана в воде 2 %. Определить: а) минимальную массу растворителя на 100кг исходной смеси; б) необходимое число теоретических ступеней экстрагиро­вания; в) состав экстракта, приняв массу растворителя в 1,5 раза больше минимальной. Равновесные данные см. в примере 7.1.
Скачать решение

Задача 7.5 (задачник Романков, Флисюк)  Построить фазовые диаграммы равновесия в координатах X, Y-z, Z и X-Y для системы вода - уксусная кислота - изопропиловый эфир при 20°С, пользуясь данными о равновес­ных составах сосуществующих фаз (в массовых долях), приведенными в табл.7.3. Соединительные линии на диаграмме X, Y - z, Z, проводить не следует. Определить оптимальный состав экстракта при работе противотоком для 5 и 10% исходных смесей.

Романков, Флисюк задача 7.5

Скачать решение

Задача 7.6 (задачник Романков, Флисюк)  Определить минимальное количество возврата экстракта и соответствующее ему минимальное количество растворителя на 100 кг исходной смеси вода - уксусная кислота с содержанием последней 10% (масс.), если экстракция производится диэтиловым эфиром при 25°С. Экстракт после отгонки растворителя должен содержать 75% (масс.) уксусной кислоты, а рафинат 1% (масс.); растворитель отгоняется полностью.
Скачать решение

Задача 7.7 (задачник Романков, Флисюк)  Решить задачу 7.6 приняв количество возврата двойным против минимального. Определить также число теоретических ступеней экстрагирования. (См. рис. 7.13)

Романков, Флисюк задача 7.7

Рис. 7.13 Диаграмма равновесия и ступени экстрагирования
Скачать решение

Задача 7.8 (задачник Романков, Флисюк)  Построить фазовые диаграммы равновесия в координатах X, Y - z, Z, для системы гептан - метилциклогексан - анилин при 25°С. Данные о равновесных составах сосуществующих фаз (в массовых долях, %) взять из табл. 7.4. Определить какова состава продукты можно получить, обрабатывая 40%-и раствор метилциклогексана в гептане чистым анилином при обычной противоточной экстракции. Определить также минимальное число ступе­ней экстрагирования (при полном возврате экстракта и рафината), если массовая доля мет и л циклогексана в экстракте 98 %, а в рафинате 1 % (после отгонки от растворителя).

Романков, Флисюк задача 7.8

Скачать решение

Задача 7.9 (задачник Романков, Флисюк)  Вычислить значение коэффициента массопередачи в усло­виях примера 7.6 при диаметре капель бензола 0,78·10-3 мм. Сравнить соотношение внешнего и внутреннего сопротивлений массопереносу с результатами примера 7.6.
Скачать решение

Задача 7.10 (задачник Романков, Флисюк)  В условиях примера 7.7 произвести вычисления для оп­ределения времени полного экстрагирования, а также для по­строения кинетической кривой (/„(т) отработки частицы радиусом 0,8·10-3м.
Скачать решение

Задача 7.11 (задачник Романков, Флисюк)  Метилциклогекеан экстрагируется анилином из 40 %-го раствора его в гептане при 250С в экстракционной установке с возвратом части экстракта и рафината. Массовая доля метилцик-логексана в экстракте 98%, а в рафинате 1 % (исключая раство­ритель). Отношение количеств возврата экстракта и экстракта-продукта принять в 1,62 раза больше минимального. Определить число ступеней экстрагирования.
Скачать решение

Задача 7.12 (задачник Романков, Флисюк)  В батарею из трех отстойников противоточного действия, объемом по 7 м3 каждый, поступают 2 т раствора NаОН в 1 м3 воды вместе с осадком СаСО3 и отбираются 6 м3 прозрачного концентри­рованного раствора на выпарку. С другой стороны, в батарею подается в качестве растворителя 6 м3 чистой воды на 2000 кг NаОН. Осадок СаСО3 при переходе со ступени на ступень и при удалении из батареи удерживает 1 м3 раствора. Определить: а) количество NаОН в шламе; б) степень извлечения NаОН; в) процентное содержание NаОН в растворе, поступающем на выпарку.
Скачать решение

Задача 7.13 (задачник Романков, Флисюк)  Определить число ступеней экстрагирования в условиях примера 7.10, если степень извлечения NаОН равна 0,98.
Скачать решение

Задача 7.14 (задачник Романков, Флисюк)  Определить число ступеней экстрагирования в условиях примера 7.11, если массовая доля СиС12 в экстракте будет равна 9 %, а степень извлечения меди 92 %.
Скачать решение

Задача 7.15 (задачник Романков, Флисюк)  Завод перерабатывает в сутки 10 т сульфида бария с соответствующим количеством соды и 35т воды с целью получения карбоната бария и раствора сульфида натрия. Переработка ведет­ся в пятиступенчатой противоточной батарее. Осадок карбоната бария во время процесса удерживает двойное (по массе) количест­во воды. В результате переработки получается 10%-и раствор сульфида натрия. Желательно добиться 98 %-го извлечения суль­фида натрия. Определить: а) потерю сульфида натрия в остатке; б) массу воды, которую необходимо добавить в качестве раствори­теля; в) массовые доли N2S в каждом сгустителе.
Скачать решение

Задача 7.16 (задачник Романков, Флисюк)  В противоточной экстракционной батарее экстрагирует­ся едкий натр из продуктов реакции
Nа2СО3 + СаО + Н2О = СаСО3 + 2NаОН.
Поступающая в батарею смесь содержит воды 50 % от массы осадка (СаСО3). Из этой смеси в батарее извлекается 95% NаОН, причем получается 15 %-й раствор. Сколько воды в качестве рас­творителя должно поступать в батарею и сколько ступеней долж­но быть в батарее, если из опытных данных известно, что осадок удерживает раствор в следующих количествах, зависящих от со­держания в нем NаОН

Задача 7.16 (задачник Романков, Флисюк)
 

Примеры решения глава 7

Пример 7.1. Бинарная смесь 1,4-диоксана с водой не может быть разделена ректификацией при атмосферном давлении вслед­ствие образования нераздельно кипящей смеси. Для извлечения диоксана используется экстракция его из водного раствора бензо­лом с последующей ректификацией смеси диоксан - бензол. Определить конечное содержание диоксана в воде, если 150 кг 20 %-го раствора диоксана обрабатываются последовательно пятью пор­циями бензола по 100 кг каждая. В свежем растворителе массовая доля диоксана 2%. Считать, что на каждой ступени экстрагиро­вания достигается равновесие. Взаимной растворимостью воды и бензола пренебречь.
Данные по растворимости диоксана в воде и бензоле при 25 °С:

Бинарная смесь 1,4-диоксана

Скачать решение(34.71 Кб) скачиваний268 раз(а)

Пример 7.2. В противоточном экстракторе непрерывного действия обрабатываются чистым бензолом сточные фенольные воды с целью очистки воды и извлечения фенола. Определить не­обходимый расход растворителя и число теоретических ступеней экстрагирования, если в 1 ч обрабатывается 10 м3 воды. Концен­трация фенола в воде: начальная 8 кг/м3, конечная 0,5 кг/м3, конечная концентрация фенола в бензоле 25 кг/м3, температура жидкостей 25?С.
Скачать решение(18.84 Кб) скачиваний262 раз(а)

Пример 7.3. По равновесным составам сосуществующих фаз (в массовых долях, %), приведенным в табл. 7.1, построить фазовые диаграммы равновесия для системы вода (А) - уксусная кислота (В) - диэтиловый эфир (С) при 25?С в координатах: а) X, Y - z, Z; б) Х-Y.
Скачать решение(34.25 Кб) скачиваний312 раз(а)

Пример 7.4. Определить наибольшую достижимую массовую долю уксусной кислоты в экстракте для системы вода-уксусная кислота-диэтиловый эфир при 25°С, если экстракция ведется в противотоке: а) для 15 %-й исходной смеси; б) для 5 %-й исход­ной смеси (по кислоте).
Скачать решение(22.09 Кб) скачиваний246 раз(а)

Пример 7.5. Рассчитать необходимое число ступеней и массу растворителя для экстрагирования уксусной кислоты из водного раствора диэгиловым эфиром (t =25°С), если массовая доля ук­сусной кислоты в исходной смеси 5%, а в экстракте после отгон­ки растворителя 60 %. В 1 ч перерабатывается 1000 кг исходного раствора; эфир из рафината и экстракта отгоняется полностью; массовая доля кислоты в остатке не более 1 %

 Рассчитать необходимое число ступеней и массу растворителя

Скачать решение(53.2 Кб) скачиваний258 раз(а)

Притер 7.6. Определить значение коэффициента массопере-дачи при извлечении фенола из сточных вод с помощью осаж­дающихся капель бензола диаметром 7,8·10-3 м. При температуре 20°С в малых содержаниях фенола справедливо линейное уравне­ние равновесия у*=3х, что соответствует коэффициенту распре­деления m=3. Сопоставить значения внешнего и внутреннего сопротивлений массопереносу.

 Условие к задаче 7.6 (задачник Романков, Флисюк)

Рис. 7.13 – Диаграмма равновесия и ступени экстрагирования
Скачать решение(27.36 Кб) скачиваний266 раз(а)

Пример 7.7. Определить времена отработки на 100 и на 50 % сферической пористой (?м=0,5) частицы при экстрагировании из нее твердого растворимого вещества потоком (?=0,25 м/с) чистого (С = 0) растворителя (рис. 7.8). Радиус частицы 0,4·10-3 м; плот­ность и вязкость растворителя ?=1,2·103 кг/м3 и ?=1,4·10-3 Па·с; плотность растворяемого вещества ?м=4,0·103 кг/м3, коэффици­ент диффузии вещества в растворителе D=3,0·109 ма/с; концен­трация насыщения при постоянной температуре процесса экстра­гирования С*=30кг/м3. Для определения интенсивности внеш­ней массоотдачи воспользоваться корреляционным соотношением Nu'=0,80·Rе0,5(Рr)1/3 (аналог соотношения (7.20)).

Условие к задаче 7.7 (задачник Романков, Флисюк)

Рис. 7.8 - Послойное экстрагирование из сферической частицы
Скачать решение(26.99 Кб) скачиваний269 раз(а)

Пример 7.8. В вертикальном отстойнике с коническим дном находятся осадок и 7 м3 раствора, содержащего 2т NаОН. После отстаивания сливается прозрачная часть объемом 6 м3, отстойник доливается чистой водой, и суспензия перемешивается. После по­вторного отстаивания снова сливается 6 м3 чистого раствора. Три слитых с осадка раствора смешиваются и направляются на вы­парку. Определить: а) содержание NaOH; б) массовую долю NаОН в растворе, поступающем на выпарку.
Скачать решение(14.24 Кб) скачиваний249 раз(а)

Пример 7.9. С целью извлечения меди колчеданные огарки подвергаются хлорирующему обжигу с поваренной солью. В обож­женной массе медь содержится в форме СuС12. Массовая доля хло­рида меди составляет 11%. Обожженный продукт подвергается выщелачиванию в противоточной батарее подкисленной водой, получающейся от промывки отходящих газов. Инертная твердая масса удерживает 2 кг воды на 1 кг твердого вещества. На каждой ступени достигается равновесие. Сколько ступеней необходимо иметь в батарее для получения раствора с массовой долей СuС12 12 % и степенью извлечения 98 % Сu из обожженного продукта?
Скачать решение(34.82 Кб) скачиваний252 раз(а)

Пример 7.10. Едкий натр получается по реакции

Na2СО3 + СаО + Н2О = СаСO3 + 2NаОН.

Продукты реакции поступают в первую ступень непрерывной противоточной трехступенчатой батареи с содержанием воды 50 % от массы шлама (СаСO3). В дальнейшем, при переходе со ступени на ступень и выходе из батареи, шлам удерживает воды в 1,5 раза больше собственной массы. Желательно добиться 98 %-го извлечения NаОН. Определить расход воды (на 100 кг сухого шлама) и составы растворов на каждой ступени.
Скачать решение(33.15 Кб) скачиваний275 раз(а)

Пример 7.11. Маслоэкстракционная установка перерабатыва­ет 1 т/ч «лепестка» (раздавленные и частично обезжиренные се­мена подсолнуха) с массовой долей масла 28 % и бензина 2,5 %. Поступающий в установку в качестве растворителя регенериро­ванный бензин содержит 1,5 % масла. Масса растворителя, по­ступающего в установку, составляет 50 % от массы «лепестка». По опытным данным масса раствора, удерживаемого твердой фа­зой, зависит от содержания в нем масла:

Условие к задаче 7.11 (задачник Романков, Флисюк)

Твердый остаток после экстрагирования содержит 5 % масла.
Определить: 1) количество экстракта и массовую долю масла в нем; 2) массу остаточного раствора, удерживаемого твердой фазой (шротом), и массовую долю масла в нем; 3) число ступеней экстра­гирования.
Скачать решение(70.76 Кб) скачиваний258 раз(а)

Пример 7.12. В непрерывнодействующей противоточной уста­новке производительностью 4,4 т/сут из руды извлекается озоке­рит (горный воск) с помощью керосина (или бензина). В экстрак­те, выходящем из каскада экстракторов, содержится 5 кг озокери­та в 100 кг чистого растворителя. В исходной руде 25 % озокерита и 75 % породы. В рафинате 0,2 кг озокерита на 100 кг пустой по­роды. Растворитель содержит 0,05 кг озокерита на 100 кг кероси­на. Необходимо определить число теоретических ступеней для осуществления процесса экстрагирования.
Скачать решение(50.9 Кб) скачиваний255 раз(а)

   
Яндекс.Метрика Rambler's Top100