Жидкостная экстракция - Контрольная работа

Различают: - жидкофазная экстракция-экстрагирование в системе Ж-Ж. Жидкостная экстракция - процесс перехода одного или нескольких растворенных веществ из одной жидкой фазы в другую, практически нерастворимую или частично растворимую в первой, но растворяющую эти вещества. Экстракцию из твердых веществ жидкостью (растворителем) часто называют экстрагированием. Если в этом процессе в качестве растворителя используется вода, то такую экстракцию называют выщелачиванием. Экстракция широко применяется: в химической, нефтехимической, фармацевтической, гидрометаллургической и других отраслях промышленности при получении редких и рассеянных элементов и т.п. с целью извлечения в чистом виде ценных или токсичных веществ из растворов, для получения концентрированных растворов этих веществ, для очистки сточных вод предприятий.А) без регенерации экстрагента (рис. Фх М) и экстрагент (фаза Фу) подают в экстракционный аппарат - экстрактор, в котором происходит перенос вещества М из фазы Фх в фазу Фу. В результате получают экстракт (фаза Фу М) и рафинат (фаза Фх). Схема без регенерации экстрагента в технике встречается редко. По этой схеме проводят регенерацию экстрагента из экстракта и экстрагента из рафината, если экстрагент частично в немрастворим.При проведении процесса жидкостной экстракции обычно температура не изменяется, а давление на равновесие в системе жидкость - жидкость практически не оказывает влияния. Тогда для трехкомпонентной системы жидкость-распределяемое вещество-жидкость С = 1 (К = 3, Ф = 2, п = О), и в ней можно изменять концентрацию одной из фаз без нарушения равновесия. Эта связь следует так называемому закону распределения: отношение равновесных концентраций распределяемого между двумя жидкими фазами вещества при постоянной температуре есть величина постоянная: m = у*/х или у*= мх (1) где у* и х - равновесные концентрации распределяемого вещества соответственно в экстракте и рафинате в относительных единицах; m-коэффициент распределения.Основное свойство экстрагента - селективность, которая характеризует его способность преимущественно извлекать один из двух, трех или более компонентов раствора. Поэтому наиболее предпочтительным следует считать тот экстрагент, который растворяет максимальное количество одного компонента и минимальное количество остальных. Селективные свойства экстрагентов обусловлены различием во взаимодеиствии с компонентами исходной смеси, вследствие различии их химической природы. Основные промышленные экстрагенты можно подразделить на три группы: 1) органические кислоты или их соли (фенолы, нафтеновые кислоты, сульфокислоты и т.п.), которые извлекают катионы металлов в органическую фазу из водной; 2) соли органических оснований (соли первичных, вторичных и третичных аминов и т.п.), С помощью которых извлекают анионы металлов из водных растворов;Поэтому для анализа и расчета процесса экстракции в условиях взаимной нерастворимости фаз можно использовать известный метод графического построения равновесной и рабочей линии на фазовой диаграмме у - х, с помощью которого определяют движущую силу процесса и высоту экстрактора (например, через ЧТТ или ЧЕП). В зависимости от глубины извлечения из исходного раствора растворенного в нем вещества, требований, предъявляемых к рафинату и экстракту, и других условий возможны различные варианты проведения процесса жидкостной экстракции. Однако любое экстрагирование обязательно включает в себя две основные стадии: смешение растворителя с исходной смесью для создания между ними тесного контакта и разделение образовавшейся смеси на экстракт и рафинад. В химической технологии используются в основном следующие способы проведения экстракции: однократная экстракция, многократная экстракция с перекрестным и противоточным движением растворителя, непрерывная противоточная экстракция. Наибольшее распространение в промышленности получила экстракция одним растворителем, хотя находит применение и экстракция двумя экстрагентами.

План

1. Общие сведения о процессе и области его применения

2. Основные схемы проведения экстракционных процессов

3. Равновесие в системе жидкость - жидкость

4. Выбор экстрагента

5. Материальный баланс процесса экстракции

1. Общие сведения о процессе и области его применения

Экстракционное разделение - процесс извлечения одного или нескольких компонентов из растворов или твердых пористых материалов избирательно действующими растворителями (экстрагентами).