Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education
Chemical Engineering

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

יעילות של מיצוי נוזלי נוזלי
 
Click here for the English version

יעילות של מיצוי נוזלי נוזלי

Overview

מקור: קרי מ. דולי ומייקל בנטון, המחלקה להנדסה כימית, אוניברסיטת לואיזיאנה סטייט, באטון רוז', לוס אנג'לס

מיצוי נוזלי נוזלי (LLE) היא טכניקת הפרדה המשמשת במקום זיקוק כאשר אחד מהם: (א) התנודתיות היחסית של התרכובות שיש להפריד דומות מאוד; (ב) אחד או יותר מרכיבי התערובת רגישים לטמפרטורה אפילו ליד תנאי הסביבה; (ג) הזיקוק ידרוש לחץ נמוך מאוד או יחס זיקוק/הזנה גבוה מאוד. 1 הכוח המניע להעברת מסה הוא ההבדל במסיסות של חומר אחד (ההטבעה)בשני זרמים אחרים immiscible או חלקית מטעה (ההזנה ואת הממס). ההזנה וזרמי הממס מעורבים ולאחר מכן מופרדים, ומאפשרים ל- solute לעבור מההזנה לממס. בדרך כלל, תהליך זה חוזר על עצמו בשלבים רצופים באמצעות זרימה נגד זרם. הממס העשיר בבולטה נקרא התמצית כשהוא עוזב, וההזנה המרוקנת היא ההגרלה. כאשר יש הבדל צפיפות סביר בין ההזנה לזרמי ממס, החילוץ יכול להתבצע באמצעות עמודה אנכית, אם כי במקרים אחרים ניתן להשתמש בסדרה של טנקי ערבוב ויישבות.

בניסוי זה, המטרה המבצעית היא לחלץ איזופרופנול (IPA, ~ 10 - 15 wt. %, solute) מתערובת של C8-ל- C10 פחמימנים באמצעות מים טהורים כממס. סוג יורק-שייבל (מערבלים אנכיים ומתמזגים, אחד לכל שלב פיזי) עמוד מיצוי זמין. כמו רוב המחלצים, היעילות הכוללת (שלבים תיאורטיים מספר / שלבים פיזיים) של עמודה זו היא נמוכה למדי, במיוחד בהשוואה לעמודות זיקוק רבות. היעילות הנמוכה נובעת הן העברת מסה איטית (שתי התנגדויות נוזליות במקום אחת כמו זיקוק) ולעתים קרובות גם מפירוק של השלבים. ההשפעה של מהירות המסית על ההתאוששות המנוטרל בתמצית ויעילות העמודה הכוללת תיבחן.

Principles

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Figure 1

או א) שיטת McCabe-Thiele, או b) סימולטור תהליך (למשל, ASPEN פלוס, HYSYS, ChemSep) עשוי לשמש להערכת מספר שלבי שיווי המשקל (התיאורטי). שיטת מקייב-תיל מועסקת על בסיס ללא ממס, כלומר הן המסיסות של הממס בתמצית והן של המתחם המדולל בהגרלה מוזנחים. ייצוג שלבי של מיצוי נוזל-נוזלי נגד זרם מוצג באיור 1, כאשר F' הוא קצב הזרימה הטוחנת של ההזנה (קבוע בקירה), S' הוא קצב הזרימה הטוחנת של תמצית (קבוע בקירה), Xf הוא שבר השומה של solute בפיד, Ys הוא שבר שומה של solute בממס, Ye הוא שבר שומה של solute בממס בזרם תמצית, ו- Xr הוא שבר שומה של דילול בזרם ההגרלה.

איור 1: ייצוג שלבי של תהליך החילוץ.

במצב יציב, איזון מהותי על ההזנה בין קצה ההזנה של העמודה לבין כל שלב, n (קו מיתאר מנוקד לעיל) מוביל לקו ההפעלה:

Equation 1 (1)

בפרט, המשוואה מסופקת בשני קצות העמודה, כך שהנקודות (Xf, Ye) ו- (Xr, Ys) מונחות על הקו. ניתן להשתמש בנתוני שיווי המשקל בנספח בשילוב עם משוואה זו (גרפית או מספרית) כדי לעבור דרך העמודה.

סימולטורים תהליך יכול לעשות חישובים שלב לשלב קפדניים יותר, אבל עדיין בהנחה שלבי שיווי משקל. ניתן להשתמש בשיטות NRTL או UNIQUAC (שתי קבוצות הפרמטרים בנספח) כדי לדגמן את קשרי השיווי משקל. שים לב כי היתרון הגדול של סימולטורים הוא שהם אומרים לך כמה ממס בסופו של דבר בתמצית וכמה דילול בסופו של דבר בהגרלה. הם גם יכולים לתת את טמפרטורות היציאה עבור עמוד אדיאבטי, או את חובת החום הדרושה כדי לשמור על האיזותרמי בעמודה.

מנגנון יורק-שייבל מוצג באיור 2. ניתן להציג הזנה בתחתית (11 שלבים) או באמצע העמודה (6 שלבים).

Figure 2
איור 2: מנגנון מיצוי נוזל נוזלי-נוזלי של יורק-שייבל.

יחידת החילוץ מורכבת מעמודת פירוט בגודל 2 אינץ', עם 11 שלבי מיצוי, שכל אחד מהם מורכב מקטע ערבוב של אינץ' אחד וסעיף אריזת רשת תיל בגודל 4 אינץ' (מתמזג). הטור נסער מכנית על ידי תועמלים מסוג גלגל משוטים (טורבינת רושטון). מנוע מהירות משתנה, עם ידית בקרה וקריאה דיגיטלית בלוח הבקרה, שולט במהירות המסית. רוטהמטרים על ההזנה ומפרצונים ממס משמשים למדידת קצבי זרימה אלה. ניתן למדוד את קצבי הזרימה של התמצית וההגרלה בעזרת צילינדר ושעון עצר מדורגים.

המשוואות הבאות מתייחסות לקריאות הרוטמטר לשיעורי זרימה נפחיים (ניתן לבדוק את הזרימות גם באמצעות גליל מדורג):

Equation 2 (2)

Equation 2(3)

כאשר Ff הוא קצב זרימת ההזנה (~ 10 wt. % IPA) ב- mL / min,Rf הוא קריאת רוטמטר ההזנה,Fs הוא קצב זרימת הממס ב- ml/ min, ו-R s הוא קריאת רוטמטר ממס.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Procedure

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

בניסוי זה, המאפיינים של n-nonane הם קירוב טוב לאלה של תערובת פחמימנים למטרות נתונים שיווי משקל. מערכת טרנרי מים / isopropanol / n-nonane תערוכות סוג I התנהגות שיווי משקל (יש כמה טווח הרכב על איזה פיצול שלב לא יתקיים) בטמפרטורת החדר. נתוני שיווי המשקל עבור מערכת זו ניתן למצוא בנספח.

1. הפעלת הטור יורק-שייבל

  1. מלאו את המחלץ בתערובת פחמימנים /IPA (במידת הצורך) ודמם אוויר מקו ההזנה. כבה את זרימת ההזנה.
  2. הפעל את המערבל ולשמור על מהירות המסית קבוע.
  3. פתח את הממס, להאכיל, לחלץ, ולהגרף שסתומי כדור; ולהתחיל את זרימת הממס (מים) לתוך העמודה.
  4. אם לא קיים ממשק בין הכניסה הממס לבין היציאה של ההגרלה, תן לשלב המפוזר לעלות וליצור את הממשק העליון.
  5. כאשר נוצר הממשק העליון, (מחדש) הפעל את זרימת ההזנה.
  6. שלוט ברמת הממשק על-ידי התאמת הגובה של U ההפוך בשורת התמצית מתחתית המגדל. התאמת רמת הממשק העליונה (U הפוך) היא רגישה. תנועות של שבריר של סנטימטר מספיקות לעתים קרובות.
  7. בדוק מעת לעת את זרם ההגרלה למצב יציב באמצעות כרומטוגרפיה של גז. כרומוטגרף הגז יפריד ויהמת את הרכיבים במדגם.
  8. השתמש הידרומטר כדי למדוד את הכבידה הספציפית של זרם התמצית ולקבוע את הרכב. (פעולה זו יכולה גם לסייע לאשר כי הושג מצב יציב.) הרכב זרם התמצית לעומת טבלאות כבידה ספציפיות ניתן למצוא במדריך של פרי. 3 ניתן להשתמש בנתונים אלה כדי לבצע אינטרפולציה עבור אחוז משקל של IPA.
  9. השתמש הידרומטר כדי למדוד את הכבידה הספציפית של ההזנה ולהגרלה לשימוש בחישובים הבאים.

2. הליך כיבוי

  1. לאחר השלמת הניסויים, כבה את המסית ואת מתג הכוח הראשי.
  2. סגור את ההזנה ואת שסתומי כדור ממס, משאיר את ההגרלה לחלץ שסתומי כדור פתוח.

מיצוי נוזלי נוזלי, או LLE, היא טכניקה המשמשת להפרדת נוזלים שלא ניתן להפריד עם זיקוק עקב רכיבים רגישים לטמפרטורה או נקודות רתיחה ממס דומות. העברה המונית ב LLE מונעת על ידי הפרש המסיסות של solute להאכיל immiscible או חלקית miscible זרמים ממס. זרם ההזנה המכיל את solute מעורבב עם זרם הממס, לעתים קרובות באמצעות מסית, המאפשר solute להעביר מן ההזנה לממס. ההזנה המדולדלת, המכונה ראפינט, מופרדת מהתמצית, שהיא שלב הממס העשיר בבולטה. וידאו זה ימחיש מיצוי של איזופרופנול מ n-nonane, באמצעות מים טהורים ולחקור כיצד משתני הפעלה משפיעים על יעילות העמודה הכוללת.

LLE מבוצע בדרך כלל בשלבים רציפים באמצעות זרימה משותפת או זרם נגדי. מערכות נגד זרם בדרך כלל עדיפות, כפי שהם נוטים להיות יעילים יותר. בדרך כלל, השלבים שוכנים בתוך יחידה אחת. ניתן להגדיר עמודות מיצוי נגד זרם בשתי דרכים. כאשר הממס כבד יותר מנוזל ההזנה, או מדולל, הממס מוצג בחלק העליון של העמודה ואת solute ואז יוצא בתחתית. כאשר הממס קל יותר מהדילול, הממס מוצג בתחתית העמודה, וההתבודדות תצא מהעמודה בחלק העליון. במצב יציב, האיזון החומרי של ההזנה בין סוף ההזנה של התהליך לבין כל שלב הנקוב על-ידי N הוא כפי שמוצג. כאשר X הוא שבר השומה של solute בדולל, Y הוא שבר השומה של solute לממס. F הוא קצב הזרימה הטוחנת של דילול ההזנה ו- S הוא קצב הזרימה הטוחנת של הממס. ניתוח לוחות תיאורטיים משמש להערכת היעילות של תהליך ההפרדה. לוחות אלה הם שלבים היפותטיים שבהם שני שלבים נמצאים בשיווי משקל אחד עם השני. אם שני הנוזלים נמצאים בשיווי משקל בשלב, כלומר לא יהיה שינוי בריכוז של אף אחד מהם נתון זמן ערבוב ארוך יותר, אז השלב נחשב צלחת תיאורטית. ככל שמספר הלוחות התיאורטיים גבוה יותר, כך התהליך יעיל יותר. משתני הפעלה כגון טמפרטורה, לחץ, קצבי זרימה ומהירות מסית משפיעים על היעילות ולכן ניתוח לוחות תיאורטי. הניסוי הבא יבחן תהליך LLE כדי לחלץ איזופרופנול solute מ n-nonane באמצעות מים כמו ממס. מערכת זו, המכילה שלושה נוזלים, נקראת מערכת טרנרית. לעתים קרובות, כל שלושת הרכיבים הנוזליים הם miscible במידה מסוימת. התנהגות שיווי משקל עבור ממיסים אלה ואחרים ניתן למצוא בספרות. עכשיו שהיסודות של LLE והפעולה שלה הוסברו, בואו נסתכל על תהליך ההפרדה.

טור יורק-שייבל ישמש לניסוי זה. זהו עמוד נסער עם מניעי גלגלי ההנעה הפנימיים, המחוברים להנעה אנכית אחת. כל רמה מכילה אריזת רשת תיל כדי לאפשר הפרדת פאזה, ומופרדת באמצעות מחיצות כדי לספק שלבים בודדים. תחילה השתמש במידית הבקרה ובהקראה הדיגיטלית בלוח הבקרה כדי לשלוט במהירות המסית. השתמש ברוטמטרים על ההזנה ומפרצונים ממס כדי למדוד את קצב הזרימה של הזנה וממס. השתמש צילינדרים מדורגים ושעון כדי למדוד את קצבי הזרימה של התמצית ולהגרלה. עכשיו להפעיל את המיקסר ולשמור על מהירות המסית קבוע ב 300 סל"ד. פתח את שסתומי הכדור עבור ממס, להאכיל, לחלץ ולהגרלה. התחל את זרימת המים לתוך העמודה כדי לקבל את יחס טוחנת ממס להאכיל הרצוי בקצב של 200 מיליליטר לדקה. שים לב אם קיים ממשק בין כניסה ממס ליציאה ממס, ואם לא, תן לשלב המפוזר לעלות כדי ליצור את הממשק העליון. הפעל את זרימת ההזנה כאשר נוצר הממשק העליון. להתאים בזהירות את הגובה של U הפוך על קו התמצית מתחתית המגדל, כדי לשלוט על רמת הממשק העליון בין שני השלבים. זה מבטיח כי שלב ההגרלה אינו זורם לתוך מיכל החילוץ אם מותאם נמוך מדי, או כי התמצית אינה זורמת לתוך מיכל ההגרלה אם הממשק מוגדר גבוה מדי.

לאסוף דגימות כל 10 דקות בנקודת המדגם ראפינאט בארבעה בקבוקי מיליליטר. השתמש בכרומטוגרפיה של גז, או GC, כדי לכמת את הרכיבים ולאשר כי הושג מצב יציב. לאחר מכן, באמצעות גליל נקי מדורג, לאסוף 250 מיליליטר של התמצית בנקודת המדגם, ולאחר מכן למדוד את הכבידה הספציפית או צפיפות יחסית של המדגם למים, באמצעות הידרומטר. אינטרפולציה של אחוז המשקל של איזופרופנול במדגם באמצעות הטבלה שסופקה, אשר מציג הרכב זרם לחלץ לעומת כוח משיכה ספציפי. חזור על ההליך עבור שני שיעורי הזנה נמוכים יותר. הקפד לשמור הן על יחס הממס-להאכיל והן על קבוע מהירות המסית. בסיום, לכבות את המסית ואת מתג הכוח הראשי ולסגור את ההזנה שסתומי כדור ממס, משאיר את raffinate לחלץ שסתומי כדור פתוח. עכשיו בואו נעריך את התוצאות.

ראשית, בואו נסתכל על ההתאוששות האחוזית של איזופרופנול עם קצב זרימת הזנה מגוון וקצב תסיסה מגוון. עם קצב זרימת הזנה מוגבר, אחוז ההתאוששות עולה ורמות כבויות. זה אופייני למערכת שאינה קרובה להצפות. שיעור התסיסה המוגברת גם הגדיל את ההתאוששות. יעילות שלב, מחושב באמצעות ניתוח לוח תיאורטי באמצעות סימולציה ממוחשבת מושפע גם על ידי פרמטרים אלה. כצפוי, הן יעילות השלב והן ההתאוששות של אחוזים עולים עם קצב זרימה גבוה יותר ועצבנות. זאת בשל ערבוב משופר, אשר מביא טיפות קטנות יותר ופיזור משופר, ובכך לשפר את העברת ההמונים, עם זאת, שתי מערכות היחסים ברמה גבוהה יותר. יעילות ואחוז התאוששות את ובסופו של דבר להקטין עקב אמולסיה והצפות. היווצרות של אמולסיה משפיעה לרעה על ההתאוששות והיעילות מכיוון שהשלבים כבר לא יכולים להיפרד בצורה נקייה כדי לעבור למעלה או למטה לשלב הבא. זו יכולה להיות בעיה במערכות כמו יחידת יורק-שייבל, מה שהופך את מיקסר וכלי מתנחלים בסדרה לחלופה מושכת.

מיצוי נוזלי נוזלי היא טכניקת הפרדה המשמשת במגוון רחב של הפרדות וניתן להשתמש בה במגוון הגדרות. במקרה שבו אמולסיה של שלבים היא אתגר, טנקי מתנחלים מערבל בסדרה ניתן להשתמש. התקנה פשוטה זו משתמשת במיכל שבו שני השלבים מעורבבים על ידי מסית. שני השלבים מתמזגים במיכל המתנחלים, שם השלב הכבד בסופו של דבר מתיישב לתחתית ומוסר דרך שקע בתחתית המיכל. שלב האור מתיישב למעלה ומוסר דרך שקע אחר. טכניקת הפרדה נוספת הרותמת את תכונות המסיסות של solute היא מיצוי נוזל מוצק. בהפקת נוזל מוצק, ההשתכשך הנוכחי במטריצה מוצקה מופק לתוך נוזל באמצעות ערבוב נמרץ. טכניקה זו משמשת בקנה מידה גדול עבור יישומים רבים, כגון הסרת רעלים כמו קוטל עשבים אטרזין מהאדמה.

הרגע צפית בהקדמה של ג'וב להפקת נוזל נוזלי. עכשיו אתה צריך להבין את היסודות של מיצוי LLE באמצעות עמודה יורק-Scheibel וכיצד משתני תהליך כגון מסית וקצב זרימה יכול להשפיע על ההתאוששות והיעילות של העמודה. תודה שצפיתם.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

איורים 3 ו-4 מראים תוצאות כאשר קצב התסיסה וזרימת ההזנה היו מגוונים על פני טווח רחב. היעילות הכוללת ואת ההתאוששות להגדיל לפני הופך ymptotic, אשר אופייני למדי של מחלצי נוזל נוזלי שאינם בהצפות או ליד. בתנאי הצפה קרובים, היעילות וההתאוששות הכוללת צפויות לרדת בחדות. שים לב כי, שלא כמו זיקוק, הצפה יכולה להתרחש מיצוי נוזל נוזלי בשיעורי הזנה גבוהים או גבוהים (או יחסים). 1 בניסוי זה, השלב האורגני הקל יותר הוא גם השלב המפוזר (טיפה), ולכן בקצבי הזנה גבוהים צפוי כי הטיפות מתמזגות לפני ההצפות, מה שמוביל לשיעורים נמוכים יותר של העברת המונים, ולכן, התאוששות ויעילות נמוכות יותר. בשיעורי ממס גבוהים הטיפות צריכות להישאר קטנות, ולכן צפוי כי ההתאוששות והיעילות יישארו גבוהות עד קרוב מאוד לנקודת ההצפה.

Figure 3
איור 3: אחוז התאוששות של IPA מתערובת פחמימנים למים, עבור עמוד יורק-שייבל, 11 שלבים, 16 - 18 מול אחוז IPA ב Isopar E (הזנה), S/F (טוחנת) = 1.5.

Figure 4
איור 4: אחוז יעילות השלב הכוללת עבור מיצוי IPA באמצעות עמוד יורק-שייבל, 11 שלבים, 16 - 18 מול% IPA בתערובת פחמימנים (הזנה), S/ F (טוחנת) = 1.5.

כפי שניתן לראות מאיור 3 ו-4, הגדלת שיעור התסיסה מגבירה הן את ההתאוששות והן את היעילות הכוללת. הסיבה לכך היא שעם הזנת כוח גדולה יותר הטיפות של השלב המפוזר קטנות יותר - התלות הנצפית היא הפוכה בערך ביחס למהירות המסית. 4 הפרמטר "a" (אזור בין-דתי/נפח כולל) המופיע בקורלציות העברת מסה ומשוואות שטף מסה בסיסיות ניתן לכתוב כדלקמן עבור טיפות כדוריות בגודל אחיד:

a = 6 ε/ד ( 4)

כאשר ε הוא שבר עוצמת הקול של השלב המפוזר. בעוד ε יכול להגדיל עם עלייה במהירות שטחית של כל שלב, השינויים שלה הם בדרך כלל פחות מסומן מאשר שינוי הקוטר ביחס למהירות. אז (בדרך כלל) ככל שהמהירות גדולה יותר, כך האזור הבין-משרדי יותר, מה שמוביל להעברת מסה מהירה יותר.

היוצא מן הכלל לדיון הנ"ל הוא במהירויות גבוהות מאוד, שלא הושגו בתאנים 3 ו-4, שם שני השלבים מעורבים כל כך, שאם המתח הבין-דתי ביניהם נמוך, תתקיים אמולסיה. היווצרות אמולסיה משפיעה לרעה על ההתאוששות והיעילות מכיוון שהשלבים כבר לא יכולים להיפרד בצורה נקייה כדי לעבור למעלה או למטה לשלב הפיזי הבא. אמולסיה היא בעיה בעקירות נוזליות רבות, והיכן שלא ניתן להגביל סדרה של כלי מיקסר ומתנחלים בסדרה, מועדף לעתים קרובות על פני עיצובים מסוג טור כגון מגשי מסננת או יחידות יורק-שייבל.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Applications and Summary

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

מיצוי נוזלי נוזלי (LLE) הוא חלופה זיקוק אשר מסתמך על חוסר גמישות ממס-הזנה (או אי התאמה קלה) ומקדם מחיצה מנוזל נוח כדי להשיג שחזורים ממס גבוה בשלב ממס נמוך כמו ממס / ממס יחס כמו מעשי. למרות שטווח התזרימים ("ההסבה") שעליהן LLE יהיה יעיל מוגבל לעתים קרובות, ובעוד יעילות השלב נמוכה כך שיווי המשקל בשלב אינו מושג, תערובות מסוימות פשוט לא ניתן להפריד באמצעות שיטות אחרות בתהליך רציף נגד. ניתוח מתמטי של פעולת שיווי המשקל של מחלצים כאלה עוקב אחר הליך מוכר מסוג מקייב-תיל (אם כי ריפלוקס חסר לעתים קרובות, כך שרק קו הפעלה אחד). הניתוח הלא-שיווי משקל ("מבוסס קצב") של LLEs הוא מורכב ותלוי מאוד במהירות היחסית בין שני השלבים ("מהירות החלקה"), גודל הבועה ושבר הפאזה המפוזר, שכולם ניתנים לצפייה אך קשה לחזות.

כדי לתאר בצורה מושלמת את ההידראוליקה וההעברה ההמונית של LLE טיפוסי הוא מעבר ליכולת של אפילו סימולטורים תהליך מתוחכמים ביותר, כיום. לכן, תכנון יחידות תעשייתיות עדיין מסתמך על קנה מידה מיחידות מסוג טייס-צמח, כמו זה שנבדק בניסוי זה. בדרך כלל המהנדס מנסה לשכפל מתארי מפתח כגון הפרמטר "a", יחס ממס/הזנה, קלט/נפח כוח מסית מוחלט, מיקום הזנה ומספר השלבים הפיזיים כדי לשמור על יעילות הבמה ושחזור קבוע במהלך scale-up. אף על פי כן, קנה מידה הוא מדע לא רקקטי, ו זיהומים, אשר משנים את המתח הבין-דתי, יכולים להשפיע מאוד על הביצועים של מערכות אמיתיות. ככל שיהיו יותר גורמים קבועים, כך גדל הסיכוי שההרחבה תצליח.

ישנם מגעים רבים ושונים של LLE: סדרה של מערבלים - כלי שיט של מתנחלים, אריזות מובנות דומות לאלה המשמשות בבולמים ובעמודי זיקוק, עמודי מגש מסננת, מגעים מסתובבים לדיסק (בדומה ליורק-שייבל, אך עם בלבול במקום רשת), מגעי Kuhni (שילוב של דיסק מסתובב ומגשי מסננת), ומגני פוביאלניאק ("Pods"), שם הזרימה היא כוח רדיאלי וצנטריפוגלי משמש להגברת הפרדת השלבים הנוזליים. 5

דוגמה קלאסית של LLE תעשייתי היא הפרדה של חומצה אצטית ממים באמצעות אתיל אתר או אצטט אתיל; 6 הוא עדיף על זיקוק בריכוזים נמוכים יותר של חומצה אצטית. אולי הנפח הגדול ביותר LLE תהליך הוא זה של deasphalting פרופאן, אשר משמש זיקוק שמנים סיכה בבתי זיקוק בתנאים כמעט סופר-ביקורתיים. 1 עם זאת, רוב היישומים נמצאים בייצור של כימיקלים מיוחדים ובתעשיות פרמצבטיות, החל מיצוי חומצת לימון מציר תסיסה ועד טיהור אנטיביוטיקה וטיהור חלבונים. 1 במקרים אלה, מגוון רחב של ממיסים אורגניים מחומצנים או מערכות מימיות דו פאזיות (כאשר שלב אחד הוא בעיקר מים והשני מלחים ופולימרים מומסים מימיים) מנוצלים. עבור האחרון, מערכת פולימר טיפוסית היא פולי (אתילן גליקול)/דקסטרן עם NaCl ו Na2SO4 כמו מלחים. היישומים כוללים הפרדת תאי דם אדומים ומיצוי של האנזים פופרוקטוקינאז מ S. cerevisiae. 7

נספח – נתוני שיווי משקל8

קווי עניבה ניסיוניים באחוז שומה ב 25 °C (5 °F)

Table 1

פרמטרי מודל ספציפיים בקלווין

יוניקווק NRTL (a = 0.2)
אני J AIJ AJI AIJ AJI
1 2 -186.05 104.6 814.26 -468.11
1 3 361.91 621.82 3151 1367.4
2 3 -126.43 311.7 581.79 -25.91

R1 = 0.92 R2 = 2.7792 R3 = 6.523

Q1 = 1.4 Q2 = 2.508 Q3 = 5.476

סטייה ממוצעת בין חישוב לריכוזים ניסיוניים במול. %
UNIQUAC (פרמטרים ספציפיים) 1.4
NRTL (פרמטרים ספציפיים) 0.54
UNIQUAC (פרמטרי ברירת מחדל) 1.68

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

References

  1. T.C. Frank, L. Dahuron, B.S. Holden, W.D. Prince, A.F. Seibert and L.C. Wilson, Ch. 15 of  Chemical Engineers Handbook, 8th Edition, R.H. Perry and D.W. Green, Eds., McGraw-Hill, New York, 2008.
  2. W.L. McCabe, J.C. Smith, and P. Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th Ed., McGraw-Hill, New York, 2005, Ch. 23; C.J. Geankoplis, Transport Processes and Unit Operations, 3rd Ed., Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1993, Ch. 12; R.K. Sinnott, Coulson and Richardsons Chemical Engineering Vol. 6 Chemical Engineering Design (4th ed.):  http://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpCRCEVCE2/coulson-richardsons-chemical/coulson-richardsons-chemical
  3. B.E. Poling, G.H. Thomson, D.G. Friend, R.L. Rowley and W.V. Wilding, Ch.2 of Chemical Engineers Handbook, 8th Edition, R.H. Perry and D.W. Green, Eds., McGraw-Hill, New York, 2008.
  4. J.C. Godfrey, R. Reeve and F.I.N. Obi, Chem. Eng. Prog. Dec. 1989. pp. 61-69; I. Alatiqi, G. Aly, F. Mjalli and C.J. Mumford, Canad. J. Chem. Eng., 73, 523-533 (1995).
  5. http://www.pharmaceuticalonline.com/doc/podbielniak-contactor-a-unique-liquid-liquid-0003 (accessed 12/19/16).
  6. C.J. King, Ch. 18.5 of “Handbook of Solvent Extraction, T.C. Lo, M.H.I Baird and C. Hanson, Eds., Wiley, New York, 1983.
  7. Methods in Enzymology, Vol. 228, Aqueous Two-Phase Systems, H. Walter and G. Johannson, Eds., Academic, San Diego, 1994.
  8. A.I. Vorobeva and M.Kh. Karapetyants, Zh. Fiz. Khim., 41, 1984 (1967).  Fits to data from:  J. Gmehling, and U. Onken, "Vapor-liquid equilibrium data collection", Dechema, 1977.

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter