Handbook of Separation Process Technology

047189558X - Handbook of Separation Process Technology......Page 1
Table of Contents......Page 2
Index......Page 0
Part I. General Principles......Page 9
1.1 Introduction......Page 10
1.2 Thermodynamic Framework for Phase Equilibria......Page 11
1.3 Fugacity Coefficients......Page 19
1.4 Activity Coefficients......Page 31
1.5 Vapor-Liquid Equilibria and Liquid-Liquid Equilibria......Page 41
1.6 Fluid-Solid Equilibrium......Page 52
1.7. High Pressure Vapor-Liquid Equilibria......Page 58
Notation......Page 61
References......Page 64
2.1 Introduction......Page 67
2.2 Conservation Laws......Page 68
2.3 Molecular Diffusion......Page 77
2.4 Mass Transfer in Turbulent Flow......Page 108
2.5 Notation......Page 129
References......Page 131
3.1 Basic Mechanisms and Analogies......Page 137
3.2 Gas-Liquid Segregation......Page 140
3.3 Immiscible Liquid Segregation......Page 156
3.4 Liquid-Solid Segregation......Page 166
3.5 Gas-Solid Segregation......Page 185
Notation......Page 202
References......Page 204
4.1 Methods of Operation......Page 206
4.2 Process Synthesis......Page 213
4.3 Control of Separation Processes......Page 227
4.4 Special Problems......Page 229
References......Page 231
Part II. Individual Separation Processes......Page 235
5.1 Introduction......Page 236
5.2 Phase Equilibrium......Page 238
5.3 Equilibrium Stages......Page 245
5.4 Specification of Variables......Page 265
5.5 Special Distillations......Page 268
5.6 Transfer Units......Page 282
5.7 Tray-Type Distillation Columns......Page 283
5.8 Packed-Type Distillation Columns......Page 302
5.9 Mass Transfer in Tray Columns......Page 320
5.10 Mass Transfer in Packed Columns......Page 331
5.11 Distillation Column Control......Page 336
Notation......Page 339
References......Page 343
6.1 Basic Concepts......Page 348
6.2 Multistage Contactors......Page 362
6.3 Differential Contactors......Page 373
6.4 Predicting Contactor Performance......Page 388
Notation......Page 409
References......Page 411
7.1 Diffusion and Mass Transfer......Page 414
7.2 Equilibrium Considerations......Page 423
7.3 Stagewise and Differential Contacting Calculation Methods......Page 424
7.4 Stagewise Contact in Perforated Plate Columns......Page 441
7.5 Stagewise Contact in Mixer-Settlers......Page 444
7.6 Mechanically Agitated Columns......Page 448
7.7 Performance and Efficiency of Selected Contactors......Page 451
7.8 Solvent and Process Selection......Page 455
Notation......Page 466
References......Page 471
8.2 Extraction Chemistry and Reagents......Page 477
8.3 Phase Equilibria......Page 487
8.4 Extraction Kinetics......Page 496
8.5 Contacting Equipment and Design Calculations......Page 500
8.6 Process Design and Engineering......Page 505
References......Page 506
9.1 Introduction......Page 510
9.2 Leaching Practice......Page 514
9.3 Thermodynamics of Leaching......Page 532
9.4 Kinetics of Leaching......Page 539
References......Page 546
Front Matter......Page 550
Contributors......Page 553
Preface......Page 555
A......Page 558
B......Page 561
C......Page 562
D......Page 568
E......Page 574
F......Page 580
G......Page 584
H......Page 585
I......Page 586
L......Page 589
M......Page 594
N......Page 597
P......Page 598
R......Page 601
S......Page 602
T......Page 605
U......Page 606
V......Page 607
X......Page 608
Z......Page 609
10.2 Contacting Methods......Page 610
10.3 Industrial Leaching Equipment......Page 611
10.6 Multistage Equilibrium Countercurrent Extraction......Page 620
10.7 Ficks\'s Laws......Page 624
10.8 Unsteady-State Batch Extraction......Page 625
10.9 Solute Diffusivities......Page 627
10.10 Fixed Beds......Page 628
10.11 Axial Dispersion and Flow Maldistribution......Page 630
10.12 Superposition-Multistage Countercurrent Extraction......Page 633
10.13 Continuous Countercurrent Extraction......Page 634
10.16 Reflux Extractors......Page 636
10.18 Solvent Selection......Page 637
10.20 Solids Feed Preparation......Page 638
10.23 Solid-Liquid Heat Exchange......Page 639
Notation......Page 640
References......Page 643
11.1 Introductory Comments......Page 648
11.2 Fundamentals......Page 650
11.3 Solution Crystallization......Page 677
11.4 Melt Crystallization......Page 697
11.5 General Design and Operational Considerations......Page 706
Notation......Page 709
References......Page 710
General Bibliography......Page 713
12.1 Introduction......Page 715
12.2 Adsorbents......Page 716
12.3 Criteria for Adsorption Use......Page 724
12.4 Basic Adsorption Cycles......Page 725
12.5 Process Flowsheets......Page 730
12.6 Selecting a Process......Page 739
12.7 Process-Design Considerations......Page 741
12.8 Future Directions for Adsorption Technology and Uses......Page 762
References......Page 763
13.1 Principles of Ion Exchange......Page 769
13.2 Applications of Ion Exchange......Page 783
13.3 Equipment for Ion Exchange......Page 789
13.4 Recent Developments in Ion Exchange......Page 798
Notation......Page 801
References......Page 802
14.1 Theory......Page 805
14.2 Scale-Up of Elution Chromatography......Page 811
14.3 Countercurrent and Simulated Countercurrent Systems......Page 817
14.4 Hybrid Systems......Page 823
14.5 Other Alternatives......Page 825
Acknowledgment......Page 828
References......Page 829
Summary......Page 832
15.1 Introduction......Page 833
15.2 Specific Examples......Page 836
References......Page 844
16.2 Flotation Techniques......Page 847
16.3 Physicochemical Principles......Page 851
16.4 Flotaids......Page 864
16.5 Variables in Flotation......Page 868
References......Page 872
17.1 Background......Page 878
17.2 Theory of Separation......Page 881
17.3 Laboratory Studies......Page 886
17.5 Larger-Scale Studies......Page 890
17.7 Conclusions......Page 894
References......Page 895
18.1 Ultrafiltration......Page 898
18.2 Reverse Osmosis......Page 908
Bibliography......Page 911
19.2 General Description of Liquid Membranes......Page 912
19.3 Principles of Separation......Page 913
19.4 Practical Applications for Liquid Membranes......Page 917
References......Page 930
20.1 Introduction......Page 934
20.2 General Design Procedures and Application Examples......Page 944
20.3 Measurement and Phenomenological Description of Gas Sorption and Transport in Polymers......Page 955
20.4 Fundamentals of Sorption and Transport Processes in Polymers......Page 969
20.5 Characterization of Asymmetric Membranes......Page 989
20.6 Modeling and Design Considerations......Page 994
References......Page 1018
21.1 Dialysis......Page 1028
21.2 Electrodialysis......Page 1042
Notation for Section 21.1......Page 1051
References......Page 1052
22.2 Initial Screening......Page 1056
22.4 Process Simulation......Page 1066
22.5 Process Synthesis......Page 1067
Notation......Page 1068
References......Page 1069