Однократная экстракция

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра «Нефтехимия и химическая технология»

Дисциплина «Процессы и аппараты химической технологии»

     Отчет

по лабораторной работе № 3

на тему: «Однократная экстракция»

Выполнил:

ст. гр. БТП-20-01                              Карпичкин А.Р

отчет принял:                                                                                Фролова И.Ф

Уфа 2023

Цель работы:

1. Исследование возможности разделения смеси гептана и толуола однократной экстракцией.
2. Определение коэффициента избирательности (селективности) применяемого растворителя.

Теоретическая часть

Экстракция – процесс извлечения одного или нескольких компонентов из растворов или твердых тел с помощью избирательного растворителя, в котором хорошо растворяются только извлекаемые компоненты и значительно хуже или практически не растворяются остальные компоненты исходной смеси.

Процессы экстракции в системах жидкость-жидкость находят широкое применение в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Экстракция в системах жидкость-жидкость представляет собой диффузионный процесс, проходящий при интенсивном контактировании растворителя с исходной смесью и образовании двух жидких фаз, между которыми распределяется извлекаемое вещество. Разделение образующих фаз - экстрактного и рафинатного растворов происходит за счет разности в их плотностях, что зависит от природы растворителя и разделяемого сырья и от температуры процесса. Контакт исходной смеси и растворителя при экстракции может быть осуществлен в одну ступень (однократная экстракция), а также многоступенчато (экстракция с перекрестным током и противоточная экстракция).

Схема однократной экстракции приведена на рисунке 1. Процесс заключается в последовательном перемешивании растворителя и исходной смеси и разделении полученных сосуществующих экстрактной и рафинатной фаз. При этом экстрактный раствор содержит экстракт, растворенный в растворителе, рафинатный раствор-рафинат и небольшое количество растворителя.

Экстракт состоит из хорошо растворимого компонента и некоторого количества малорастворимого компонента. Рафинат содержит в основном малорастворимый компонент. Четкость разделения зависит от избирательности (селективности) растворителя, которая характеризуется коэффициентом избирательности [pic 1].

Методика проведения эксперимента

Схема лабораторной установки представлена на рисунке 1.

Основными узлами установки являются: делительная воронка с мешалкой, колба, конденсатор-холодильник, паровик, колбонагреватель. Сырье - смесь гептана и толуола ( ) и растворитель диэтиленгликоль ( ) в объемах, указанных преподавателем, загружается в делительную воронку с мешалкой. Затем производится пуск мешалки.[pic 2][pic 3]

Для пуска мешалки необходимо поставить латр на ноль, подключить латр к сети, осторожно ввести латр в работу и довести обороты мешалки до 150-200 оборотов в минуту. Интенсивное перемешивание смеси ведется не

[pic 4]

Рисунок 1- Схема установки однократной экстракции

менее 10-15 минут. Во время перемешивания необходимо следить за работой мешалки. После окончания перемешивания рафинатная и экстрактная фазы должны отстояться не менее 15 минут. Затем производится разделение фаз.

Экстрактный раствор из делительной воронки сливается в мерный цилиндр для замера объема. Слив производится медленно в течение 3-5 минут при открытой пробке. Затем необходимо дать стечь экстрактному раствору со стенок смесителя и через 5 минут слить в тот же цилиндр. Рафинатный раствор сливается в другой мерный цилиндр и замеряется его объем.