Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
До настоящего. времени работы по применению экстракции для опреснения соленых вод не выщлп за рамки лабораторных или опытно-промыщленных масштабов. Однако ввиду разнообразия предложенных методов, специфических требований к экстрагентам и актуальности проблемы исследования в этой области заслуживают детального рассмотрения.

ПОИСК





Опреснение соленых вод

из "Основы жидкостной экстракции"

До настоящего. времени работы по применению экстракции для опреснения соленых вод не выщлп за рамки лабораторных или опытно-промыщленных масштабов. Однако ввиду разнообразия предложенных методов, специфических требований к экстрагентам и актуальности проблемы исследования в этой области заслуживают детального рассмотрения. [c.238]
Наиболее подробно изучены способы извлечения из соленых вод не примесей, а пресной воды. Эти способы основаны на том, что растворимость воды в органических растворителях зависит от температуры. Растворители смешивают с очищаемой водой при температуре, для которой растворимость воды и селективность процесса оптимальны. После разделения фаз температуру изменяют, растворимость воды в экстракте резко уменьшается, и очищенную воду отделяют от экстрагента. Таким образом, процесс состоит из экстракции, сепарации и доочистки воды от растворенного экстрагента [242—243]. [c.238]
Экстрагент, пригодный для опреснения, выбирают с учетом стоимости растворителя, его стойкости, летучести и селективности, а также с учетом зависимости растворимости воды от температуры. Последнее требование наиболее существенно с точки зрения уменьшения энергетических затрат необходимо, чтобы температура экстракции не очень сильно отличалась от температуры сепарации, но при этом извлекалось бы большое количество воды. С этих позиций наиболее подробные исследования выполнены Худом и Дейвисоном [244]. Установлено, что из большой группы соединений наилучшими экстракционными характеристиками обладают низкомолекулярные алифатические амины. Показано, что селективность реагентов и температурная чувствительность воды повышаются с ростом степени замещения на атоме азота оснований уменьшение степени замещения приводит к увеличению концентрации солей в получаемой экстракционным способом пресной воде [245]. [c.238]
Особенности процесса детальна изучены на примере систем с триэтиламином (ТЭА), поскольку именно для ТЭА наблюдается максимальное расхождение между предельными кривыми фаз в системах с дистиллированной водой и солевыми растворами, служащее качественной мерой избирательности экстрагента [246, 247]. Селективность ТЭА в значительной степени определяется концентрацией солей в исходном сырье и концентрацией воды в экстрагенте при данном содержании солей селективность понижается с увеличением содержания воды в экстрагенте. [c.238]
Оптимальные условия извлечения воды триэтиламином и селективность ТЭА при различном содержании солей можно найти с помощью данных о равновесном распределении компонентов в тройных системах (Na l, K l, N32804) в области температур 17—40 °С [247]. Показано, что при температуре экстракции около 20 °С, при которой бинодальная кривая наиболее чувствительна к изменению температуры, рост солесодержания в исходном растворе сопровождается заметным уменьшением концентрации воды в экстракте. Так, при изменении концентрации соли от 0,5 до 35 г/л содержание воды уменьшается от 29,3 до 11,3% (масс.). Более резко уменьшение растворимости воды проявляется при понижении температуры и становится незначительным при температуре сепарации. Важно отметить, что рост содержания соли приводит к закономерному уменьшению концентрации ТЭА в рассоле. Поэтому выбор температуры сепарации определяется лишь содержанием амина в рассоле и выделенной из экстракта воде, поступающих на очистку от растворенного экстрагента. [c.239]
Среди различных опробованных методов извлечения аминов из водных растворов (отгонка водяным паром, горячим воздухом или другими носителями, экстракция вторичным экстрагентом и т. д.) Л. А. Кульский с сотр. [243] отдают предпочтение отгонке. Этот способ позволяет проводить практически полный оборот экстрагента и достаточно просто оформляется технологически. Худ и Дейвисон [244] на примере отгонки водяным паром диизопропиламина показали, что концентрация экстрагента снижается с 3.2 до 0.0025 г/л. При этом расход пара на 1 кг пресной воды составляет 0,06 кг. а потери амина — 2,4 кг на 1 м . Завершающими стадиями доочистки воды могут быть адсорбция следов амина на активированном угле или ионообменных смолах, а также выдерживание воды в течение 1—2 суток для разложения остатков амина [243. 248]. [c.239]
Полное отделение экстрагента от воды может быть осуществлено и при использовании высаливающего агента, в качестве которого обычно применяют вещества, разрушающие водородные связи экстрагента с водой, например низкомолекулярные углеводороды [249]. Принципиальная технологическая схема опреснения воды предусматривает циркуляцию экстрагента воды через испаритель углеводорода. В зоне экстракции и испарения экстрагент подается противотоком к очищаемой воде и растворяет все большее количество воды по мере испарения углеводорода. В зоне конденсации вода выделяется из экстракта за счет конденсации углеводорода, например пропана или бутана. Наиболее перспективными для этих процессов оказались растворители с НКТР. поскольку извлечение воды в них при потоке через зону экстракция — испарение увеличивается не только из-за изменения содержания углеводорода, но и благодаря оптимальному температурному режиму. [c.239]
Использование столь высокоосновных соединений, как амины, сопряжено с образованием в процессе экстракции осадков гидроксидов кальция и магния, что приводит к необходимости предварительного умягчения исходной воды. Поэтому представляют интерес методы с использованием менее основных реагентов. [c.239]
основанные на применении бутанола [250] и фенола [251], предусматривают доочистку получаемой воды экстракцией вторичным растворителем — бензоло.м. При использовании бутанола экстракцию проводят при 115 °С, сепарацию — при 63 °С, при использовании фенола соответственно при 25 С и О— (-5) С. [c.239]
При использовании в качестве экстрагента оксоциклических органических веществ, содержащих один или несколько атомов углерода, например диоксана, рекуперацию его из пресной воды и сбрасываемого рассола осуществляют путем добавления жидкого диоксида углерода [252]. Этот прием позволяет значительно понизить растворимость воды в смеси экстрагента и СО2 и получать пресную воду с содержанием солей порядка 0,2—0,5 г/л. Остаточная концентрация диоксана в воде понижается до 3 мг/л. [c.239]
Повышение температуры и давления создает предпосылки для использования в процессах опреснения воды высокомолекулярных парафинов. Так, фракция углеводородов Сц—С12 при температуре 343 °С и давлении выше 183-Па растворяет значительное количество воды. Опресненная в этих условиях вода содержит 0,12 г солей и порядка 12 мг/л углеводородов. При температуре выше 316 °С указанное солесодержание достигается за один цикл, а при температуре 288 °С для получения воды питьевого качества необходима многоступенчатая экстракция, Расход энергии на опреснение воды примерно в 5 раз меньше, чем при использовании метода дистилляции [253]. [c.240]
Использование углеводородов (гексана, 2,3-диметилбутана, гептана, октана, изооктана) в качестве экстрагентов воды предусматривает возможность широкого варьирования параметров процесса. Описана [254] следующая схема процесса. Исходную воду насосом, повышаюшим давление до (35—70)-1 Па, подают в первую контактную колонну, в которой она в результате противоточного смешения с углеводородами нагревается до температуры 232—288 С, достаточной Для экстракции. Экстракт поступает в противоточный теплообменник, охлаждаемый углеводородом из второй колонны, и охлаждается до температуры менее 232 °С, в результате чего происходит отделение воды. [c.240]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте