Am; поліпшення s; Термодинамічний екстракційний рефлюкс
Покращене відділення: екстракційний рефлюкс
Як вже зазначалося раніше, якщо можна встановити вміст складової А в рафінаті [1] настільки низьким, наскільки це хочеться, у більшості випадків значна кількість В залишається в екстракті [2]. .
Склад екстракту [2], з одного боку, обмежений термодинамікою; він також у кращому випадку знаходиться в рівновазі з навантаженням, що є обмеженням, пов’язаним із процесом.
У випадку, який ми лікували до цього часу, термодинамічне обмеження було переважним, і ми, крім того, показали, що розчинений екстракт [2] мав молярну частку [3] етанолу в кращому випадку дорівнює 0,618, значення, до якого ми насправді наближались каскад змішувачів змішувачів.
Тепер розглянемо поділ метилциклогексану (MCH) та н-гептану (nC7) аніліном (див. Малюнок [4]). Метилциклогексан і н-гептан мають дуже подібні температури кипіння, і тому утворюють азеотроп, що робить поділ простою перегонкою неможливим. Таким чином, екстракція рідина-рідина [5] є дуже цікавою альтернативою.
Слід зазначити, що MCH і nC7 частково не розчиняються з аніліном, а діаграма рівноваги рідина-рідина не показує критичної точки [6] ("відкрита" діаграма). Як результат, більше не існує ніяких термодинамічних обмежень на поділ, і екстракт [2] може бути так само вільним від н-гептану, як це бажано.
Моделювання:
Питання/відповідь:
Питання
Бажано відокремити екстракцією [5] рідкої багатоступеневої рідини суміш, що містить 40% метилциклогексану та 60% н-гептану (у молярних фракціях [3]), використовуючи анілін як розчинник. Бажана залишкова мольна частка [3] метилциклогексану в розчиненому залишку [7] менше 1%. Усі стадії поділу підтримуються при температурі 300K.
Який мінімальний вміст розчинника [8] для проведення поділу? ?
Завдяки послідовним випробуванням із симулятором ми знаходимо мінімальну швидкість дефлегмації [9] 6,73. Обмежена розчинність MCH в аніліні пояснює, чому для вилучення MCH потрібні великі кількості аніліну.
Виберемо вміст розчинника [8] з 8. Конструкція веде до 12 стадій, але мольна частка [3] MCH у розчиненому екстракті [2] становить лише 0,48.
Якщо ми подивимося на діаграму Маккейба і Тіле (малюнок нижче), ми виявимо криву рівноваги, дуже подібну до тієї, яку ми отримуємо при дистиляції, але робоча крива перетинає її (при абсцисі порядку 0,7). Зрозуміло, що такий процес не дасть змоги максимально очистити екстракт [2]: при перегонці використовуються дві робочі лінії з різними нахилами, що дає можливість намалювати "сходи" з одного. діаграми. Для цього розділіть колонку на дві секції з обох боків подаючої пластини.