Варианты заданий к расчету однократной экстракции

2 Для примера, выберем произвольно точку N.

с вершинами А, В, С.

N

3 Из точки N опустим на стороны перпендикуляры.

4 В равностороннем треугольнике сумма перпендикуляров, опущенных из любой точки внутри треугольника, равна его высоте.

5 То есть, если h - высота , а а, b, c - длины перпендикуляров, то можно записать

6 a + b + c = h.

7 Поделим обе части уравнения на h

получим:

8 xа + xb + xc = 1,

где xа, xb, xc – соответственно содержание компонента А, В, С в смеси компонентов N.

9 В вершинах А, В, С – имеем чистые компоненты А, В, С,

10 Точки на сторонах – смеси, состоящие их двух компонентов.

11 Сторона ВС –смесь компонентов В, С.

12 Сторона АС –смесь компонентов А, С.

13 Сторона АВ –смесь компонентов А, В.

14 Например, на стороне ВС в точке M имеем долю компонентов ха=0, хв =0,2 и
хс = 0,8.

M

хв

хс

15 Любая точка внутри треугольника – это трехкомпонентная смесь

причем точка N находится между точками

новая система N, то фигуративные точки всех трех систем располагаются на одной прямой,

N1и N2 на расстояниях,

Иными словами на треугольной диаграмме действует правило “смешения” или правило “рычага”

То есть,

=

обратно пропорциональных количествам систем N1 и N2.

N3

Меняется содержание компонента С. Отношение а/b остается постоянным.

N1

N2

то любые смеси N1, N2, N3, N4, составленные из раствора М и компонента С

будут лежать на прямой МС.

а

b2

а4

а3

а2

а1

b4

b3

b1

b

Т.к. треугольники подобны, то

В точке С компонента C =100 %

При движении по прямой СМ вниз, равноценно удалению компонента С из смеси Ni ,

и наоборот по прямой МС вверх равноценно добавлению компонента С к смесям М, N4, N3, N2, N1.

В точке M компонента C= 0 %

результаты анализа нанести на треугольную диаграмму

и провести анализ полученных равновесных фаз рафинатного и экстрактного растворов

добавить в него растворитель С

R1

E

Через эти две точки проходит нода.

Получим две точки R и E.

Нодой называется линия соединяющая две равновесные фаза.

Эту процедуру можно повторить много раз, при этом получим множество пар точек, например R1 и E1 и т.д.

Смин

M

N

R

E

находилась в двухфазной области.

То есть в точке Nmin имеем минимальное количество растворителя

Сmin= M∙NminM / NminC

А

В

М

А

В

Nmin

М

r

С

Смах

M

N

R

E

находилась в двухфазной области.

То есть в точке Nmах имеем максимальное количество растворителя

Сmах= M∙NmахM / NmахC

А

В

М

А

В

E

Nmах

М

С

E

Например, определим точку N как на рисунке.

Для определения точки N необходимо задаться количеством растворителя.

Через точку N проведем ноду, получим

С

M

N

R

E

С - растворителя; N - смесь M и C;

R, E –рафинатный и экстрактный растворы соответственно.

N

М

е

r

Принципиальная схема однократной экстракции

в точке Е экстрактный раствор,

в точке R рафинатный раствор.

Для определения экстракта (е) и рафината (r)

Через соответсвующие точки Е и R проведем линию СЕ и СR

Точки экстракта и рафината расположены на стороне АВ

Количество и качество продуктов определятся по правилу “рычага”.

N=Nмин+ξ∙(Nмах – Nмин)

Определить:
1 Количество растворителя.
2 Количество и качество экстракта и рафината