trích ly lỏng

TRÍCH LY LỎNG – LỎNG I Ngun lý trích ly lỏng – lỏng: Trích ly lỏng – lỏng trình tách chất hịa tan chất lỏng chất lỏng khác Trích ly lỏng – lỏng dựa truyền chất tan hai pha lỏng không trộn lẫn hồn tồn Trích ly lỏng – lỏng thường tiến hành áp suất khí nhiệt độ môi trường SƠ ĐỒ NGUYÊN TẮC CỦA Q TRÌNH TRÍCH LY Dung dịch đầu (A+B) Dung mơi S Trích ly Pha raphinat Pha trích: S+A Dung mơi Hồn ngun Cấu tử cần tách: A Mục đích chủ yếu trích ly lỏng – lỏng: • Tách cấu tử q • Thu dung dịch có nồng độ đậm đặc • Phân tách hỗn hợp đồng thành cấu tử thành phần Yêu cầu chung dung mơi: • Hịa tan chọn lọc cấu tử cần tách Ko hịa tan hịa tan cấu tử khác VD: A cấu tử phân bố S phải hịa tan A B S phải tan ko tan • Khối lượng riêng B S khác tốt • Nhiệt độ sơi A S khác tốt • Rẻ tiền, dễ kiếm • Ít độc hại, cháy nổ • Ít ăn mịn thiết bị So sánh phương pháp trích ly chưng luyện: • cấu tử A, B có nhiệt độ sơi khác xa Þ Dùng phương pháp chưng luyện cấu tử A, B có nhiệt độ sơi gn ị Dựng phng phỏp trớch ly ã Phng pháp chưng luyện thực nhiệt độ sôi Phương pháp trích ly thực nhiệt độ phịng • Nhược điểm phương pháp trích ly: Xuất cấu tử thứ II Biểu diễn cân bằng: II.1 Biểu diễn nồng độ: • Phần khối lượng: x AM M: AM = M xBM BM = M khối lượng hỗn hợp cấu tử M = AM + BM + SM ® xSM xAM + xBM + xSM = SM = M • Phần mol: nS nA nB XA = ; XB = ; XS = n A + n B + nS n A + n B + nS n A + n B + nS ® XA + XB + XS = • Chuyển đổi nồng độ: - NĐ phần klg sang NĐ phần mol: xi / M i Xi = å xi / M i - NĐ phần mol sang NĐ phần klg: X i M i xi = å X i M i II.2 Biểu diễn hệ cấu tử giản đồ tam giác: S S - Các đỉnh tam giác biểu diễn cấu tử tinh khiết VD: đỉnh A biểu diễn cấu tử A tinh khiết (xA=1) S S - - Đối với bậc thứ nhất: CBVC viết cho A: B.xo = B.x1 + S y1 Đối với bậc i bất kỳ: B.xi -1 = B.xi + S yi ® Quan hệ làm việc: o o i yi = f ( xi -1 ) B B yi = o xi -1 - o xi Si Si Nếu tỷ lệ B / S io bậc đường làm việc song song Phép dựng hình Mac Cabe Thiele thực sau: - Dựng đường cong CB theo số liệu CB - Đặt trục hồnh điểm có hồnh độ xo Từ điểm vẽ đường làm việc thứ cắt đường CB điểm có tọa độ - (x , y ) 1 Từ x1 vẽ đường làm việc thứ cắt đường CB điểm có tọa độ (x , y ) 2 … - Tiếp tục làm đạt - Số bậc trích ly = Số đường làm việc xn £ e cho phép y y = f ( x) * y1 y2 B tga = o Si e x2 x1 xo x Ưu nhược điểm pp trích ly nhiều bậc chéo dịng: - Ưu điểm: So với trích ly bậc trích ly nhiều bậc cho chất lượng sản phẩm (theo cấu tử B) cao nhiều (trong phương pháp ko nhận cấu tử A tinh khiết) - Nhược điểm: Tốn nhiều dung mơi (nhưng so với trích ly bậc lượng dung mơi tiêu hao cho đơn vị sp thấp hơn) Vì B S tan phần nên lượng B bậc NĐ cấu tử phân bố dung dịch trích lỗng III.3 Trích ly nhiều bậc ngược chiều: a Sơ đồ trích ly nhiều bậc ngược chiều: S2 S1 Lo S3 Si L1 Si+1 i L2 Li-1 Sn+1 Sn n Li Ln-1 Ln Hỗn hợp đầu Lo vào đầu này, dung môi Sn+1 vào đầu hệ thống Hai pha raphinat L pha trích S ngược chiều tiếp xúc trực tiếp với b Các phương trình CBVC: • Phương trình CBVC cho toàn hệ thống: Lo + Sn+1 = Ln + S1 = M Lo - S1 = Ln - Sn+1 = P Lo: Sn+1: Ln: Lưu lượng hỗn hợp đầu (kg/h) Lưu lượng dung môi (kg/h) Lưu lượng pha raphinat khỏi bậc thứ n (ra khỏi hệ thống) S 1: Lưu lượng pha trích khỏi bậc (ra khỏi hệ thống) M, P: Lưu lượng khối lượng hỗn hợp (kg/h) (kg/h) (kg/h) • Phương trình CBVC cho đoạn hệ thống thiết bị từ bậc đến bậc i: Lo + Si+1 = Li + S1 Lo - S1 = Li - Si+1 = P Đây phương trình đường làm việc cho bậc i Hiệu lưu lượng dòng pha bậc thiết bị trích ly nhiều bậc ngược chiều luôn số không đổi P Trên đồ thị tam giác đoạn thẳng biểu diễn hỗn hợp dòng pha bậc cắt điểm P c Biểu diễn trình trích ly nhiều bậc ngược chiều giản đồ tam giác: (Phương pháp Ponchon – Savarit) - Biết Lo xo - Biết xLn £ e ® Xác định: - Các lưu lượng S1, Ln thành phần pha trích - Số bậc trích ly Lo + Sn+1 = Ln + S1 = M Lo - S1 = Ln - Sn+1 = P A Lo L1 L2 L3 Ln L4 B S1 M S2 S3 S4 S º Sn+1 P d Biểu diễn q trình trích ly nhiều bậc ngược chiều hệ tọa độ rút gọn: (Phương pháp Mac Cabe Thiele) Sử dụng B S hồn tồn ko tan lẫn Khi dùng nồng độ tương đối: mA x= mB mA y= mS Lượng cấu tử A hỗn hợp đầu: B.xo Lượng cấu tử A pha trích: S y - CBVC viết cho toàn hệ thống: B.xo = S y1 + B.xn - CBVC viết cho đoạn hệ thống thiết bị từ bậc thứ i đến bậc thứ n: B.xi -1 = S yi + B.xn ® Quan hệ làm việc: yi = f ( xi -1 ) B B yi = xi -1 - xn S S B B yi = xi -1 - xn S S Phương trình biểu diễn đường thẳng qua điểm: M ( xn ,0) N ( xo , y1 ) B B y1 = xo - xn S S y y = f ( x) * N y1 y2 y3 M x3 xn = e x x1 xo x Nhận xét: - Hệ thống trích ly nhiều bậc ngược chiều cho sp S1 Ln - Lượng dung môi tiêu tốn cho đơn vị sp thấp nhiều so với phương pháp trích ly khác - Sản phẩm có độ tinh khiết cao - Kết cấu gọn thực tháp - Thường ứng dụng cơng nghiệp suất lớn hiệu Bài tập 4: Trích ly nhiều bậc ngược chiều Điều kiện tập 3: Lo = 100kg xLo = 50% axeton xLn £ 2% axeton Lượng dung môi vào tháp lượng hỗn hợp đầu: Lo : Sn+1 = : Xác định: - Lượng dung môi cần thiết? - Thành phần lượng sản phẩm? - Số bậc trích ly? ... lý trích ly lỏng – lỏng: Trích ly lỏng – lỏng q trình tách chất hịa tan chất lỏng chất lỏng khác Trích ly lỏng – lỏng dựa truyền chất tan hai pha lỏng khơng trộn lẫn hồn tồn Trích ly lỏng – lỏng. .. 60,58 13,76 25,66 60,58 13,76 III Các phương pháp trích ly: III.1 Trích ly bậc: a Sơ đồ trích ly: Lo S Lo S S1 S1 L1 Trích ly bậc gián đoạn L1 Trích ly bậc liên tục Người ta thường kí hiệu hệ thống... ĐỒ NGUN TẮC CỦA Q TRÌNH TRÍCH LY Dung dịch đầu (A+B) Dung mơi S Trích ly Pha raphinat Pha trích: S+A Dung mơi Hồn ngun Cấu tử cần tách: A Mục đích chủ yếu trích ly lỏng – lỏng: • Tách cấu tử q