Экстракционные аппараты для систем жидкость— жидкость

Дифференциально-контактные и ступенчатые экстракторы без перемешивающих устройств (распылительные, тарельчатые, ситчатые колонные экстракторы) отличаются сравнительно низкой интенсивностью массопередачи. Это объясняется тем, что в системах жидкость — жидкость разность плотностей фаз значительно ниже, чем в системах газ — жидкость или пар — жидкость. Поэтому собственная энергия потоков, используемая для контактирования фаз, в экстракционных аппаратах без перемешивающих устройств недостаточна для преодоления сил [c.649]

В настоящее время на основании многочисленных исследований найдены эмпирические зависимости, позволяющие рассчитать цля заданной производительности основные размеры экстракционного аппарата. Очень важная характеристика аппарата нри заданной системе жидкость — жидкость — коэффициент массопередачи Р, значение которого необходимо при расчетах. Коэффициент массопередачи — это количество вещества, переходящего в единицу времени из одной фазы в другую через единицу площади раздела фаз лри средней движущей сипе процесса, равной единице. [c.292]

Из нижней части аппарата / непрерывно отбирают часть углеводорода, содержащего немного сульфоновых кислот, и перекачивают его в нижнюю часть экстракционной колонны 2, которая наполнена разбавленным, почти 50 %-ным метанолом. Более легкая смесь углеводородов и сульфоновых кислот вспльивает вверх, причем последние вымываются разбавленным метанолом Вытекающие сверху углеводороды непрерывно поступают обратно в реактор, где вновь подвергаются действию газовой смеси (ЗОг + Ог). Последняя циркулирует в системе, поскольку степень ее превращения за каждый проход через реактор неве.пика, и пополняется непрерывно свежей смесью ЗОг + Ог по мере расходования. Как и в лабораторных опытах, здесь также можно узнать о начоле реакции по помутнению жидкости, но ее окраска уже не изменяется. В первое время после начала экстракции метанол мутнеет, ио но мере того, как содержание в нем сульфоновых кислот увеличивается, это помутнение исчезает почти полностью. После того как концентрация последних достигает 20—25%, экстракт начинают непрерывно отбирать, пополняя содержимое экстракционной колонны свежим разбавленным метанолом. Таким образом достигнутую концентрацию [c.489]

В пульсационных экстракторах интенсификацию массообмена между контактирующими фазами обеспечивают сообщением им колебательного движения определенных амплитуды и частоты. Независимо от типа насадки экстракционную колонну в этом случае снабжают генератором пульсаций (пневматическим, механическим и др.) Так, в установке с пневматической системой пульсаций (рис. 2.46) воздух или инертный газ от компрессора 2 через ресивер 5 и золотниково-распределительный механизм 3 пневматического пульсатора поступает в пульсационную камеру 1 экстрактора 4. При прямом импульсе уровень жидкости в пуль-сационной камере снижается, вследствие чего жидкость в колонне поднимается при обратном импульсе—камера соединяется G атмосферой и жидкость в колонне опускается. В аппаратах [c.118]

С учетом изложенного представляется возможным наметить схему расчета экстракционной колонны с провальными тарелками, который, очевидно, можно свести к определению диаметра и высоты рабочей части колонны, работающей в режиме, близком к захлебыванию, для данных геометрии аппарата, системы жидкостей и рабочих условий. [c.298]

О СРАВНЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕХАНИЧЕСКИХ ЭКСТРАКЦИОННЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ ЖИДКОСТЬ - ЖИДКОСТЬ [c.49]

Для экономичной регенерации растворителя и удовлетворительной работы установки обогрев экстрактной и рафинатной отпарных колонн должен проводиться при помощи замкнутой системы масляного обогрева, чтобы предотвратить нагрев тонкой граничной пленки фурфурола до температуры, превышающей 355°. При температуре всего фурфурола или потока его более 232 образуется кокс. Должны быть приняты меры, предотвращающие окисление масла и растворителя, особенно при очистке высокоароматического сырья. Применение окисленного фурфурола при очистке ароматических масел сопровождается образованием отложений полимерных веществ и кокса в трубопроводах и аппаратуре. Этот недостаток можно уменьшить созданием во всех емкостях для фурфурола подушки инертного газа, деаэрацией сырья, предотвращением подсоса воздуха на приеме насосов, проведением отпарки обескислороженным водяным паром и, возможно, добавкой антиокислителей к фурфуролу. Кроме того, при изменении уровня жидкости в отдельных аппаратах системы в них должен подаваться инертный газ применение меди илп медных сплавов недопустимо, так как этот металл катализирует разложение фурфурола. Предполагают, что хлористый натрий усиливает образование кокса в экстракционной аппаратуре поэтому целесообразно нефти, из которых вырабатывают масла, предварительно обессоливать. [c.250]

Окончательный выбор аппарата обусловлен особенностями разрабатываемого экстракционного процесса и обычно требует проведения предварительных опытов. В ответственных случаях соответствующие испытания должны проводиться не на модельных, а на промышленных системах жидкость — жидкость. [c.352]

Характеристики экстракционных аппаратов. Несмотря на то что многие экстракционные аппараты эксплуатируются уже весьма продолжительное время и широко распространены в промышленности, сведения о них ограничены. Это объясняется в некоторой степени тем, что эксплуатационные характеристики экстракторов зависят от очень большого числа переменных, Известно, что скорость процесса экстракции является функцией характеристик системы жидкость — жидкость, условий проведения процесса, а также типа аппарата. [c.521]

В рекомендованных уравнениях для расчета экстракционных аппаратов не отражено влияния межфазовой турбулентности и сопротивления на границе раздела фаз — явлений, которые в настоящее время еще не поддаются учету. Кроме того, рекомендуемые уравнения получены при помощи обработки результатов опытов, проведенных на бинарных системах, т. е. при растворении одной жидкости в другой, в которой первая частично растворима. Все количество дисперсной фазы, задерживаемое в колонне в этом случае, по-видимому, представляет собой активную УС, т. е. участвует в массопередаче. При наличии третьего (распределяемого) компонента некоторое количество капель непрерывно задерживается в насадке, причем в них быстро достигается состояние равновесия с окружающей жидкостью вследствие этого поверхность таких капель нельзя рассматривать как поверхность, участвующую в массопередаче. [c.558]

Фактически в настоящее время интенсивно работающие тарельчатые экстракционные колонны эксплуатируются в области скоростей легкой жидкости, соответствующих существованию взвешенного слоя тяжелой жидкости, а применяемый в экстракции термин затопление равносилен вышерассмотренному уносу тяжелой жидкости из колонны. Поэтому сформулированные выше закономерности взвешенного слоя для системы Г — Т и Г — Ж можно применять для ориентировочного анализа работы вертикальных противоточных экстракционных аппаратов (Ж — Ж) и выбора лучших условий их эксплуатации. [c.202]

Для проведения экстракционного сульфирования в технике, очевидно, должны быть использованы сульфураторы, относящиеся к группе аппаратов, отвечающих системе взаимодействия веществ жидкость—-жидкость . Поскольку взаимодействуют жидкости, не смешивающиеся друг с другом, ускорению процесса может способствовать весь.ма энергичное пе- [c.160]

Частота и амплитуда, оптимальные для каждой системы, зависят от свойств перерабатываемых жидкостей, однако эффект пульсации неизменно выражается в заметной интенсификации массообмена между фазами. Наряду с этим, а также с возможностью переработки взвесей (пульсация способствует осаждению твердых частиц), пульсационный режим способствует эмульгированию и связан с расходом энергии на работу насоса. Оценка экономического эффекта, достигаемого в результате перевода экстракционного аппарата на пульсационный режим работы, требует сравнения экономических показателей обоих режимов. [c.479]

Экстрагирование в системе твердое тело — жидкость, и в частности извлечение растворимых веществ из ткани растительного сырья, характеризуется сложным по характеру и существенным по величине изменением физических условий по длине экстракционного аппарата. [c.208]

И. применяют для сжатия вторичных паров с це- лью их использования в выпарных аппаратах, работающих ио принципу теплового насоса (см. Выпаривание), в системах синтеза аммиака под высоким давлением (заменяют циркуляционные компрессоры) для подъема и перекачивания жидкостей с глубин, превышающих всасывающую способность жидкостных насосов ири нагревании жидкостей голым паром, являющимся в этом случае инжектирующим агентом, обеспечивая хорошее перемешивание нагреваемой среды и конденсата. Кроме того, И. применяются в системах пневматич. транспорта, в абсорбционных и экстракционных аппаратах, создавая хороший контакт контактирующихся фаз (жидкость — газ, жидкость — жидкость) и способствуя процессу массообмена. [c.135]

ВЫСОКОЙ чистоты, выпускаемый в баллонах. В зависимости от типа трубки, питающей выпускной клапан, из баллона можно подавать жидкий или газообразный диоксид углерода. В предложенном Симсом [49] новом устройстве используются оба типа баллонов и несколько видоизмененная экстракционная камера (рис. 34). Аппарат Сокслета с гильзой, содержащей пробу, помещают в камеру, систему герметизируют и из нее откачивают воздух, но эта операция приемлема не для всех проб. Сначала в системе поднимают давление с помощью газообразного диоксида углерода, затем через клапан А систему подключают к источнику жидкого диоксида углерода. При открытом клапане А медленно приоткрывают клапан Б, через который газ начинает выходить. Когда граница жидкости достигнет нижнего конца трубки, соединенной с клапаном Б, выходящий через него бесцветный газ теряет прозрачность. Далее оба клапана закрывают, прибор помещают в неглубокую водяную баню (35— 50 С) и через пальцевый холодильник пропускают воду (О—10°С). Длительность экстракции в зависимости от природы пробы может составлять 2—3 ч или несколько больше. В отдельных случаях сначала проводят 24-часовую экстракцию, а затем повторяют ее на различных аликвотных объемах той же пробы, каждый раз сокращая длительность экстракции вдвое, пока не начнет снижаться извлечение. [c.70]

Все экстракционные системы укладываются в два принципиальных режима работы аппарата 1) режим, когда сплошной фазой является тяжелая жидкость, а диспергируется легкая (в этом Случае давление в канале выхода легкой фазы не должно превышать 25% от давления в канале входа легкой фазы), и 2) режим, когда сплошной фазой является легкая жидкость, а диспергируется тяжелая (в этом случае давление на выходе легкой фазы составляет 60% от давления на входе легкой фазы). При этих режимах экстрактор работает без захлебывания с максимально возможным числом ступеней равновесия. [c.312]

Основной недостаток резонансной пульсации заключается в том, что амплитуда и частота, которые определяются свойствами системы, до некоторой степени зависят от внешних факторов таких, как скорость дисперсной фазы. Регулирование частоты возможно лишь путем добавления некоторого переменного объема воздуха, что приводит к снижению собственной частоты колебаний. Как следует из уравнения (114), с увеличением размеров установки собственная частота колебаний существенно снижается, поэтому на крупномасштабных промышленных экстракторах резонансная частота будет значительно ниже, чем на лабораторных установках. С другой стороны известно, что для каждого процесса существует оптимальная с точки зрения эффективности разделения интенсивность пульсации [142]. Поскольку амплитуда пульсации в экстракционных аппаратах обычно бывает порядка нескольких сантиметров, то оптимальной интенсивности пульсации будет соответствовать частота значительно более высокая, чем резонансная частота для данного аппарата, которая является оптимальной с точки зрения минимума затрат энергии на пульсацию. Выбор рабочего режима пульсации может быть сделан на основании экономического критерия, учитывающего как стоимость продукта, так и энергетические затраты. Поэтому представляет интерес методика расчета аппарата, пульсирующего на заданной частоте [144]. Математическая, модель пнев-могидравлической системы, состоящей из тарельчатой экстракционной колонны и пульсационного колена, присоединенного к нижнему отстойнику и частич но заполненного жидкостью, включает уравнения, которые описывают поведение газа в пе- [c.177]

При перемешивании взаимно нерастворимых жидкостей образуется эмульсия, или дисперсия одной жидкости в среде другой жидкости, являющейся сплошной фазой. Нестабильные эмульсии, в которых капли дисперсной фазы относительно велики, обычно называют дисперсиями. Принято различать эмульсии типа вода в масле или масло в воде в зависимости от того, какая фаза (водная или органическая) образует дисперсную фазу. Хотя в экстракционном процессе водная фаза может отсутствовать, такое обозначение удобно для описания дисперсной системы. Условия, определяющие образование эмульсий того или другого типа, служили предметом многочисленных исследований. Некоторые результаты, относящиеся к аппаратам с мешалками, были приведены выше. [c.491]

К медленным реакциям, определяющим общую скорость процесса, относятся многие реакции в системе жидкость — жидкость, играющие важную роль в основной органической промышленности (например, нитрование, сульфирование и гидролиз). Эти процессы по традиции не относятся к экстракционным, а рассматриваются как химические гетерофазные реакции. Проектирование аппаратов для таких процессов основывается скорее на расчете и конструкции реактора с учетом скорости реакции, а не скорости массопередачи. Протекание этих химических реакций сопровождается большими тепловыми эффектами и включает, как и экстракция, процесс массопередачи. Единственное различие заключается в относительных значениях скорости массопередачи. Представляет интерес найти возможность иереноса определенных закономерностей из одной группы процессов в другую. [c.359]

Многофазные системы (а экстракционные системы зачастую являются многофазными) могут быть пленочными, струйными и дисперсными. Дисперсная система представляет собой непрерывную жидкую (текучую) среду, в которой находится одна или несколько диспергированных фаз в виде твердых частиц, капель или пузырьков. При этом диаметр движущихся в жидкости частиц может изменяться примерно на 3 порядка. Такие системы характерны в технике разделения для аппаратов с вихревым слоем, при пневмо- и гидротранспорте и т. д. [c.81]

Выбор конструкции экстрактора. Выбор оптимальной конструкции аппарата для данного производственного процесса жидкостной экстракции представляет собой достаточно сложную задачу. Наиболее надежным критерием оценки экстракционных аппаратов является их технико-экономическое сравнение с учетом производительности, разделительной способности, энергетических затрат, а также капитальных и эксплуатационных расходов. При этом сравниваемые аппараты должны удовлетворять специфическим требованиям, связанным со свойствами и особенностями обрабатываемой системы жидкость — жидкость (например, эмульгируе-мость, наличие твердых примесей и др.). Однако соответствующие методики технико-экономического сравнения (см., например, i[l]) сложны для практического использования. Сопоставление экстракторов по балльной системе, включающей 19 признаков сравнения, имеющих преимущественно качественный характер i[2], не всегда приводит к однозначным и точным выводам. [c.254]

Наряду с такими широко распространенными методами турбу-лизации потоков, применяемыми в экстракционных аппаратах, как механическое перемешивание, сообщение потоку пульсаций и т. д., заслуживает внимания метод пневмодиспергирования. Последний заключается в том, что через слой двух взаимно несмешивающихся жидкостей барботирует газ, который создает в сплошной фазе пульсационные токи, обеспечивающие интенсивное дробление дисперсной фазы. Исследования показали, что при сравнительно небольшом расходе газа образуется полидисперсная система капель размером 20—800 мк, имеющая удельную межфазную поверхность 1000— 3000 на 1 ж аппарата. [c.280]

Экстракционный метод нашел свое развитие в особом способе экстракции жидкости жидкостью, так называемой противоточной экстракции. Основан он на законе Нернста для идеальных растворов, согласно которому при одних и тех же условиях растворенное вещество распределяется между двумя несмешивающимися растворителями в постоянном, не зависящем от концентрации и воспроизводимом отношении. Если же в системе имеется два или больше веществ, то каждое из них подчиняется тому же правилу. Метод противоточной экстракции был предложен Мартином и Сингом в 1941 г. Синг обнаружил (1938) значительное различие в коэффициентах распределения ацилированных аминокислот между хлороформом и водой, а Мартин разработал перед этим противоточный экстрактор для очистки витаминов. Б конечном итоге их совмеот-ная работа привела к аппарату, в котором водная фаза адсорбировалась на силикагеле, а противоток создавался хлороформом. Этот метод был автоматизирован Крейгом в 1944 г. В 1948 г. Рэмси и Паттерсон применили неводные системы растворителей, в частности для разделения жирных кислот С5—С д. Конечно, революционизирующее значение в области выделения и очистки органических веществ принадлежит хроматографии, основанной на избирательной адсорбции растворенных веществ многими твердыми материалами. [c.304]

Уравнение (II, 157а) применяют для определения объема V, занимаемого в двухфазном потоке внутри аппарата одной из фаз, расход которой составляет Q. например общего объема капель (дисперсной фазы) и сплошной фазы для системы жидкость — жидкость в экстракционных аппаратах и т. п. [c.123]

В ряде случаев при осуществлении тепло- и массообменных или химических процессов, как показала практика, целесообразен переход от гомогенных систем к гетероген-ньш. Изменение количества фаз достигается, в частности, введением в жидкость дополнительной газовой фазы. К примеру, известен и достаточно широко применяется в пищевой технологии прием интенсификации теплообменных процессов и аппаратов, заключающийся в повышении коэф-фрщнентов теплопередачи за счет принудительногааэрирования жидкого теплоносителя [121]. Эффективным оказался также ввод газовой фазы при проведении экстракционных процессов в системе жидкость — жидкость [1301. [c.11]

Благодаря большому количеству конструкций аппаратов для экстракции, выбор наиболее подходящего типа представляет собою довольно трудную задачу. Этот выбор следует делать на основе анализа физико-химических свойств жидкостей, технических условий работы и экономических показателей установки. При оценке пригодности экстракционных аппаратов той или иной системы большую помощь может оказать таблица сравнительной оценки отдельных параметров различных аппаратов с помощью балльной системы, предложенной Праттом [5]. [c.368]

Распределительная хроматография, которая для этой цели и с таким эффектом использовалась Мартином и Сйнджем, принципиально может рассматриваться как своеобразный вариант противоточной экстракции, при проведении которой экстрагируемое соединение распределяется между двумя жидкими фазами, одна из которых закреплена на твердом носителе (этой фазой в методике с обращенными фазами является менее полярная жидкость), в то время как другая движется в заданном направлении. Имеется ряд теоретических подходов к исследованию процессов, происходящих в колонке при распределительной хроматографии [1—4а] они основаны на концепциях дистилляционного процесса. Хроматографическая колонка условно разбивается на ряд секций, сравнимых с гипотетическими дистилляционными тарелками, и предполагается, что каждая тарелка эквивалентна одному экстракционному сосуду одноступенчатого процесса. По мере проведения процесса вещество распределяется между двумя фазами и подвижная фаза, содержащая это вещество, переносит его с одной тарелки на другую. Теория хроматографического процесса, основанная на этой концепции, очевидно, очень близка к теории противоточного распределения Крейга. Однако, если в прерывном процессе, осуществляемом на аппарате Крейга, может достигаться истинное равновесие, то в колоночной распределительной хроматографии достичь равновесия на каждой тарелке практически невозможно. Для того чтобы обойти это осложнение, Мартин дал другое определение тарелки в хроматографии. Следуя Мартину, можно определить хроматографическую тарелку как слой, в котором отношение усредненных концентраций распределяющегося вещества в неподвижной фазе и в элюате, вытекающем из этого слоя, соответствует отношению, достигаемому при равновесии в системе. Высота тарелки обозначается как высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ). [c.32]

Рассмотрим вопрос о минимально возврате на примере системы с равновесием (рис. 15-39). Пусть точка О обозначает требуемый состав конечного рафината (после отгонки растворителя), точка Е —состав конечного экстракта, точка Е — состав исходного раствора. Соединим эти точки с Т очкой С (растворитель). Точки пересечения лучей СЕ, СЕ, СО с пограничными линиями определяют составы соответствующих фаз, которые являются смесями растворителя С с соответствующими жидкостями О, Е или Е. Так, точка С определяет состав рафината, покидающего экстракционный аппарат и направляющегося в ректификационную колонну точка Н — состав экстракта, покидающего экстрактор точка / — состав исходного раствора, насыщенного растворителем, после поступления исходного раствора Е в колонну. Таким будет состав одной из фаз в точке питания экстрактора исходным раствором Е после расслоения. [c.813]

Экстракционные процессы проводятся чаще всего при цостоян-ных давлении и температуре. В связи с этим свойства жидкостей (вязкость, плотность) и коэффициенты диффузии для рассматриваемой экстракционной системы можно считать постоянными. При постоянных размерах аппарата переменными величинами остаются, таким образом, скорости потоков фаз, входящие в состав критериев Рейнольдса. [c.305]

Преимущества ЦЭ перед экстракционной колонной заключаются в их компактности, потребности малого объема растворителя и высокой технологической гибкости и мобильности, позволяющие осуществлять переход ЦЭ с режима на режим за 10-15 мин, а также их пригодности к работе со склонными к эмульгированию системами масло-фенол, так как эмульсия интенсивно разрушается в поле мощных центробежных сил, превышающих силу гравитации в несколько тысяч раз. К недостаткам следует отнести повышенную сложность обслуживания по сравнению с экстракционной колонной, что обусловлено высокими скоростями вращения ротора /до 1б00 об/мин/ и развиваемым в нем давлением. Эти аппараты весьма чувствительны к механическим примесям, которые попадают в полость ротора с поступающими в него жидкостями и вызывают сильные вибрации. Поэтому на линиях подачи сырья и фенола необходимо устанавливать фильтры с размером ячеек не более 1 мм и переодически останавливать ЦЭ и промывать растворителями - ацетон, толуол и др. [c.45]

Исследование этого аппарата на модельной системе ксилол — уксусная кислота — вода показало, что в одном аппарате достк-гаехся эффект разделения, приближающийся к одной теоретической ступени равновесия (к. п. д. равен 98—100%). При этом время иребывания жидкостей в аппарате, в зависимости от свойств последних и интенсивности перемешивания, может быть доведена до 5—6 мин. Так, например, при экстракционном разделении ниобия и тантала аппарат аналогичной конструкции (рис. 3) обеспечивал производительность, превышающую его десятикратный объем. [c.109]

Стремление интенсифицировать диффузионные процессы привело к созданию аппаратов, работающих па принципе струйного истечения. Исследование экстракторов, построенных по принципу струйную насоса, показало, что они являются высокоэффективными и удобными в эксплуатации. Использование энергии истечения струи жидкости из сопла обеспечивает высокую степень турбулизации двухфазной системы, кроме того, в струй-Н011 колонне можно осуществить эффективный процесс экстракции без использования внешних источников дополнительной энергии, при отсутствии движ гщихся частей внутри колонны, что выгодно отличает ее от известных типов экстракционного оборудования [1—4]. [c.215]

В литературе опи.сано много систем для непрерывной экстракции. Батлер [В] приспособил аппарат Сокслета для непрерывной экстрак-ШП1 жидкости. В шве 1парском патенте [9] описыва]отся противоточшле сепараторы, в которых тонкие слои фаз проходят друг над другом в медленно вращающемся горизонтальном цилиндре, содержащем множество поперечных перегородок с небольшими отверстиями для пропускания фаз. Лва французских патента [](), 11] также описывают противоточные системы для экстракции растворителем, причем растворитель течет в горизонтальной трубке навстречу потоку разделяемой жидкой смеси. Перемешивание может быть произведено либо рядом лопастных мешалок, либо введением в экстракционную среду сжатого воздуха. Приведенные системы только иллюстрируют многочисленные системы, предложенные для экстракции растворителем, и ни-коем образом не являются исчерпывающим обзором. [c.321]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология