Главная -> Словарь

Кажущейся адсорбции

Пример 13 1. В сепарирующей центрифуге с числом оборотов 1200 в минуту осветляется масло, вязкость которого и, = 50 спз, плотность QK = 800 кг/л8. Диаметр наименьших взвешенных частиц d = 20 мк, кажущаяся плотность их QT = 1800 кг/л3. Диаметр барабана центрифуги D — 1 м, высота барабана Н = 0,5 м, ширина закраины 10 см. Требуется определить часовую производительность центрифуги.

частиц в лг'!; Q — кажущаяся плотность

Q — кажущаяся плотность твердого материала в кг/л3;

Пример 19. Рассчитать скорость начала псевдоожижения микросферического катализатора, имеющего средний диаметр частиц d = 60 мк. Кажущаяся плотность твердого материала Q = 1100 кг/м3, насыпная плотность без уплотнения QH = 650 кг/м3.

Кажущаяся плотность зерен,

где d3 — средний эквивалентный диаметр частиц, мк', s — удельная наружная поверхность, см2/г; рк — кажущаяся плотность катализатора, г/см3 .

Существует упрощенный метод расчета28 среднего эквивалентного диаметра частиц порошкообразных катализаторов по диаграммам, составленным применительно к следующим условиям анализа: внутренний диаметр гильзы — 2,5 см; объем пропускаемого воздуха — 250 мл; давление фильтрации — 9,5 мм вод. ст.; температура — 20°С; высота слоя порошка — 1,0—1,5 см; масса порошка—2,5—8 г; кажущаяся плотность катализатора—1,0— 1,8 г/см3.

Кажущаяся плотность катализатора представляет собой отношение массы пробы к объему, занимаемому только самими частицами. В этом случае объем пустот между частицами в слое не учитывается.

Кажущаяся плотность в большой степени зависит от пористости частиц. Поэтому ее используют в основном для косвенной характеристики пористости катализатора , которую определяют «ак отношение объема пустот пор частиц к их объему:

Пористость катализатора и его кажущаяся плотность связаны зависимостью

где р — кажущаяся плотность частиц катализатора радиусом г; ДТСр — средне-логарифмическая разность тепловых потоков сырья и катализатора.

В смесях предельных углеводородов с олефинами или с ароматическими углеводородами во всем интервале концентраций лучше адсорбируется непредельный или ароматический компонент, и график зависимости кажущейся адсорбции непредельного компонента от концентрации в пределах от 0 до 100% имеет обычно вид изотермы U-образного типа.

Изотермы истинной адсорбции, состав адсорбированной фазы и коэффициент разделения. Когда адсорбируются оба компонента бинарной смеси, то изотерма кажущейся адсорбции представляет собой результат комбинации изотерм истинной адсорбции для каждого компонента. Бартелл к Слоун получили изотерму кажущейся адсорбции, имеющую S-образ-ную форму, комбинируя видоизмененные уравнения Фрейндлиха для адсорбции каждого компонента, но полученные изотермы не являются изотермами истинной адсорбции . Если считать, что адсорбированная фаза представляет собой все вещество, находящееся в порах, то величина истинной адсорбции А может быть получена добавлением общего объема растворенного вещества в порах к величине избирательной адсорбции. Таким образом,

Приведенные выше уравнения показывают, как по изотермам кажущейся адсорбции можно вычислить истинную адсорбцию, состав адсорбированной фазы и коэффициент разделения, если известна величина норового объема. Другим способом получения этих величин является метод адсорбции непосредственно из паровой фазы. В этом методе адсорбент помещается в паровую фазу над бинарным раствором известного состава, а затем по разностям количеств и концентрации исходного и полученного растворов определяется общая адсорбция каждого компонента. Поскольку -все три фазы — жидкая, паровая и адсорбированная ^- находятся .в равновесии, состав адсорбированной фазы должен быть тем же, что и при непосредственном контакте с жидкостью. Впервые этот метод был применен. в 1913 г. Вильямсом к системе уксусная кислота — вода — древесный уголь , однако до настоящего времени он мало использовался. Вильяме вывел также уравнение для расчета изотермы истинной адсорбции, которое хотя и отличается по форме, но все же эквивалентно уравнению .

На рис. 2 приведены изотермы избирательной адсорбции аи, исправленной избирательной адсорбции а и истинной адсорбции А для системы толуол — н-гептан на силикагеле. Данные, по которым построена . изотерма истинной адсорбции, были получены всеми тремя методами, описанными выше. Изотермы кажущейся адсорбции нельзя получить методом равновесия в паровой фазе. Даже при малых концентрациях толуола

Для разбавленного раствора значение исправленной избирательной адсорбции а приближается к значению кажущейся адсорбции аи. Поэтому на основании уравнения можно написать

Большинство бинарных смесей предельных углеводородов дают на силикагеле изотермы кажущейся адсорбции S-образного типа, подобные приведенным на рис. 6 для системы н-гексан—циклогексан . Каждый компонент смеси лучше адсорбируется в определенной части интервала

концентраций. 'Смесь, содержащую от 0 до 60% w-гексана, адсорбцией можно разделить на фракции: чистый циклогексан и смесь с содержанием 60% н-гексана. Смесь, содержащая от 60 до ЮО'% н-гексана, подобным же образом может быть разделена на чистый н-гексан и смесь, содержащую 60% н-гексана. По аналогии с перегонкой такие смеси, получающиеся при адсорбционном разделении, могут быть названы адсорбционными азеотрошшми смесями. На рис. 6, кроме изотерм кажущейся адсорбции, приведены также изотермы истинной адсорбции для гексана и для цикло-гексана. Характерно, что изотермы истинной адсорбции также имеют S-образную форму. На рис. 7 для этой системы показана зависимость состава адсорбированной фазы и коэффициента разделения а от концентрации. Из графика видно, что и эти кривые также имеют S-образную форму.

Аналогично можно применить уравнение и для адсорбции из жидкой фазы . По аналогии с адсорбцией из паровой фазы в качестве показателя постоянной адсорбционной емкости можно выбрать постоянное значение кажущейся адсорбции в весовых единицах, т. е. в граммах адсорбированного толуола на 1 г адсорбента. Однако при увеличении температуры общая масса адсорбированной фазы уменьшается, хотя объем ее остается постоянным. Таким образом, постоянство массы адсорбированного толуола при повышении температуры означает, что концентрация толуола в адсорбированной фазе возрастает. Вместо этого мы предпочли применить уравнение к данным, полученным при условии, что г/, т. е. состав адсорбированной фазы, остается постоянным. Зависимость 2,303 lg с

гдет — масса адсорбента, приходящаяся на 1 ел длины колонны; / — функция, входящая в уравнение изотермы кажущейся адсорбции на 1 г адсорбента; X — расстояние от верха колонны адсорбента в см. Во многих случаях, вплоть до умеренных концентраций, / выражается довольно точно изотермой адсорбции Фрейндлиха