Главная -> Словарь

Разделения суспензий

Состав и свойства жидкости, применяемой в качестве неподвижной фс.зы, — важнейший фактор, определяющий разделительную способность колонки газожидкостной хроматографии. Эта жидкость при температуре колонки должна быть практически нелетучей, и. растворимость паров компонентов в ней должна быть достаточно велика. Для разделения соединений одного гомологического ряда по температурам кипения полезны жидкости, родственные им но свойствам. Например, для разделения неполярных или слабо полярных соединений выбирают пенолярные растворители . Для разделения спиртов, аминов и др. применяют полярные жидкости, например нолигликоли. Ряд сложных эфиров, таких, как эфиры фталсвой кислоты, эфиры масляных кислот с триэтиленгликолеы, благе даря особенностям их состава пригодны для разделения многих смесей.

Модификация поверхности адсорбента ионами металла, обладающего высокими комплексообразующими свойствами, позволяет удерживать ГАС в слое благодаря образованию лабильных связей в координационной сфере иона-комплексообразователя, т. е. реализовать координационный или лигандно-обменный механизм сорбции. В качестве таких связанных с поверхностью носителя акцепторов чаще других используются ионы Ag+, Hg++, Си++, Ni++, Fe3+ .

После этого появилось большое число работ, посвященных разработке теоретических основ образования комплекса карбамида с нормальными парафинами и применению этого явления в нефтеперерабатывающей промышленности для депарафинизации нефтепродуктов и выделения парафина, а в жировой промышленности - для разделения жирных кислот. В научно-исследовательских работах комплексообразование стали использовать для разделения соединений различных классов и для других различных целей.

Благодаря большой длине капиллярные колонки значительно более эффективны, чем обычные набивные колонки, заполненные твердым носителем с нанесенным растворителем, длина которых составляет несколько метров. Эффективность капиллярных колонок составляет до 3000—5000 теоретических тарелок на 1 м, т. е. при длине 200 м эффективность может достигать 106 теоретических тарелок. Такие колонки успешно используются для разделения соединений с очень близкими летучестями, в том числе при анализе изотопов и изомеров.

Комплекс карбамида был впервые получен в 1940 г. Бен-геном , установившим, что алифатические соединения с прямой цепью, содержащие шесть и более атомов углерода, легко образуют с карбамидом кристаллические комплексы, а соединения с разветвленной цепью и циклические соединения таких комплексов не образуют. Это открытие стало известно лишь в 1949 г. Вскоре после опубликования Бенгеном своих первых работ появилось большое количество других работ, посвященных теоретическим основам комплексообразования и применению этого метода в нефтеперерабатывающей промышленности для депарафинизации нефтепродуктов и выделения парафина^/ в жировой промышленности — для разделения жирных кислот; в научно-исследовательских работах — для разделения соединений различных классов, для выделения некоторых индивидуальных веществ и т. д. В соответствующих разделах названы имена многих советских и зарубежных ученых и инженеров, внесших свой вклад в разработку теоретических основ процесса карбамидной депарафинизации и внедрение его в промышленность.

др., широка пользуются для разделения соединений разных классов. Метод адсорбции является основным в анализе асфальтсжо-смолистых веществ.

Кристаллизация дает ряд специфических преимуществ. Поэтому можно утверждать, что кристаллизация должна занимать определенное место как метод разделения соединений, имеющих сравнительно высокую температуру кристаллизации и поэтому не требующих глубокого охлаждения. Однако стоимость глубокого охлаждения быстро растет при снижении требуемой температуры кристаллизации. Стоимость очистки методом кристаллизации соединений, плавящихся ниже —18°, вероятно, окажется настолько высокой, что этот процесс будет использоваться только в случаях, когда все остальные методы окажутся непригодными. Однако ценность продукта и требования к его чистоте часто не позволяют отказаться от этого процесса. Важной особенностью кристаллизации является теоретическая возможность за одну ступень получить продукт чистотой 100%. Ни один другой процесс не дает этой возможности даже теоретически. В органической химии эта особенность уже давно получила широкое признание. Указание «очищен кристаллизацией» или «перекристаллизован» приводится в литературе как свидетельство весьма высокой чистоты соединения. Обобщая, можно утверждать, что применение кристаллизации может оказаться целесообразным в тех Случаях, когда: а) требуется весьма высокая чистота продукта ; б) необходимо подвергнуть очистке термически нестойкие соединения; в) температура кристаллизации целевых продуктов не слишком низка; г) необходимо разделить близкокипящие п химически сходные изомеры.

Благодаря большой длине капиллярные колонки значительно более эффективны, чем обычные набивные, заполненные твердым носителем, пропитанным растворителем, длина которых составляет несколько метров. Эффективность капиллярных колонок составляет до 3000—5000 теоретических тарелок на 1 м, т. е. при длине 200 м эффективность может достигать 10б теоретических тарелок. Такие колонки успешно используют для разделения соединений с очень близкими летучестями, в том числе при анализе изотопов и изомеров.

В аналитической практике нередко приходится ис-следовать состав и строение сложных смесей элементоорганиче-ских соединений. Единственно возможным путем решения такой задачи является предварительное разделение образца на фракции и анализ каждой фракции отдельно. Среди многочисленных методов разделения сложных смесей особое место занимают хроматографические. Это объясняется достоинствами хроматографических методов: селективностью, быстротой, компактностью аппаратуры, малой затратой проб и реагентов, возможностью разделения соединений без нарушения их исходной формы, удобством в работе и т. д.

В работе описан гибридный хромато-атомно-абсорбци-онный метод раздельного определения ТЭС и ТМС в бензине. Для разделения соединений свинца использован жидкостной хроматограф «Перкин-Элмер», модель 601 с колонкой ODS длиной 50 см и с внутренним диаметром 2,6 мм. Условия разделения следующие: температура 50 °С, подвижная фаза—смесь воды с метанолом , скорость потока 1,0 мл/мин, давление 8,5 МПа. После ультрафиолетового детектора выходная трубка из нержавеющей стали с внутренним диаметром 0,1 мм соединяется тефлоновой трубкой длиной 10 мм, внутренним диаметром 2 мм с всасывающим капилляром распылителя СФМ «Перкин-Элмер», модель 360. Конструкция горелки не изменена, лишь удалено устройство, предназначенное для задержания крупных капель аэрозоля. Без этого устройства до 80% всасываемых бензиновых фракций поступает в пламя. Скорость всасывания раствора не зависит от работы распылителя, на нее влияет лишь запрограммированное давление, необходимое для хроматографического разделения. Нулевое положение СФМ устанавливают при пропускании через хроматограф чистой смеси растворителей. Метод позволяет четко разделять и количественно определять 0,25—50 мкг свинца в форме ТЭС и ТМС. Как показано в гл. 6, при пламенном атомно-абсорбционном анализе интенсивность сигнала от одинакового количества свинца в растворе в форме ТЭС и ТМС различается в 2—3 раза. Поэтому при использовании описанного метода для количественного определения свинца в различных формах соединений нужно соответствующее эталонирование.

На рис. 6 изображен отстойник полунепрерывного действия для разделения суспензий. Смесь поступает в отстойник сверху. Осадок оседает на дно аппарата и периодически выгружается. Жидкость выводится из аппарата непрерывно.

Фильтрация применяется для разделения суспензий при помощи пористых перегородок, задерживающих твердые частицы и пропускающих жидкость. Твердые частицы образуют на перегородке осадок, а очищенная жидкость — фильтрат — проходит через перегородку.

Отстойное центрифугирование представляет собой процесс разделения суспензий или эмульсий в центрифугах, оборудованных барабанами со сплошными стенками . Суспензия вводится в нижнюю часть барабана и под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам. На стенках образуется слой осадка, а жидкость образует внутренний слой.

Рассматриваются устройство, приемы и методы монтажа насосов, аппаратов для разделения суспензий и очистки газов, сушильных установок, аппаратов колонного типа, оборудования для перемещения и сжатия газов, дробилыш-размольного оборудования, тепло-обменных аппаратов и печей, аппаратов с мешалками, реакторов каталитических процессов, аппаратуры высокого давления, резервуаров и газгольдеров.

ГЛАВА V МОНТАЖ АППАРАТОВ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ

§ 18. Конструкции аппаратов для разделения суспензий

Фильтрацией называют процесс разделения суспензий с помощью пористой перегородки, пропускающей жидкость, но удерживающей частицы твердой фазы.

Центрифугированием называется процесс разделения суспензий под действием центробежных сил, по принципу фильтрации или отстаивания. Фильтрующие центрифуги имеют барабаны с перфорированной поверхностью, а отстаивающие — со сплошной стенкой.

Глава V. Монтаж аппаратов для разделения суспензий .... 77

§ 18. Конструкции аппаратов для разделения суспензий ... 77

Многочисленные исследования, а также опыт работы установок карбамидной депарафинизации показали, что чистота получаемых жидких парафинов зависит от качества и количества растворителя, содержания ароматических углеводородов в сырье, степени контактирования комплекса с промывной жидкостью, агрегатного состояния комплекса, способа разделения суспензий и промывки комплекса.