Эффективность ступени в процессах экстракции

В промышленных условиях в целях сокращения времени контакта фаз (и тем самым сокращения объема оборудования) экстракционные системы не доводят до равновесного состояния и за принятое время контакта фаз получают неравновесные конечные концентрации. Для оценки эффективности процесса экстракции в реальных условиях (в промышленных аппаратах) используется коэффициент полезного действия (к. п. д.) ступени экстракции т). Величина этого к. п. д. представляет собой отношение изменения концентраций в фазе в реальных условиях к изменению концентраций в равновесных условиях (выраженное в долях или процентах) [c.28]

Во всех указанных случаях представляется необходимым осуществление многоступенчатой экстракции в лабораторных условиях. При проведении лабораторной экстракции основные параметры (объемное соотношение фаз, число ступеней и др.) должны соответствовать тем же параметрам в промышленном процессе, так как определить их расчетом для сложных систем невозможно. Только при таком условии можно по лабораторным данным выяснить, какие результаты может дать экстракция в крупном масштабе. Это значит, в частности, что в лаборатории обычно необходимо исследовать процесс противоточной многоступенчатой экстракции, поскольку в промышленности для повышения эффективности процессы экстракции обычно осуществляют по противоточной схеме. Истинно противоточный процесс должен быть непрерывным. Однако на стадии лабораторной разработки обычно имеется недостаточное количество исходных веществ, чтобы проводить непрерывную экстракцию. Поэтому используют один из следующих методов [c.405]

Термин ступень , примененный выше, относится к одной законченной операции смешения и разделения, при которой масло и растворитель достигают фазового равновесия. При противоточной экстракции эффективность экстрактора измеряется эквивалентным числом ступеней. Как правило, чем больше число ступеней в экстракционной системе, тем более избирателен процесс экстракции. Однако существенной разницы между пятью и восемью ступенями при очистке смазочных масел не наблюдается. Промышленные экстракционные колонны обычно эквивалентны трем или большему числу ступеней экстракции. [c.194]

Применение возврата вызывает увеличение концентрации возвращаемого компонента как в подаваемом растворителе, так и в отбираемом. Поэтому вместе с другими свойствами меняется избирательность ( 8), и влияние возврата на эффективность процесса экстракции, и число ступеней могут быть различными. [c.218]

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СТУПЕНИ В ПРОЦЕССАХ ЭКСТРАКЦИИ [c.179]

Определение числа ступеней равновесия. Теоретическое описание кинетики процесса экстракции из твердых материалов, как уже отмечалось, вызывает большие затруднения, и даже в сочетании с экспериментом может служить основой лишь для приближенных инженерных расчетов. В связи с этим на практике часто оценивают эффективность экстракторов непрерывного действия по числу достигаемых ступеней равновесия. Это позволяет в случае многоступенчатых аппаратов оперировать коэффициентами полезного действия реальных ступеней (степень приближения к равновесию), а в случае протяженных аппаратов (шнековые и др.) — длиной, эквивалентной одной ступени равновесия. [c.607]

Важным достоинством смесителей-отстойников является возможность их эффективного применения для процессов экстракции, требующих большого числа ступеней. Смесительно-отстойные экстракторы занимают большую площадь, чем колонные аппараты, но зато требуют меньшей высоты производственного помещения (при горизонтальном расположении ступеней). [c.540]

Эффективность процесса очистки масляных фракций определяется растворяющей способностью и селективностью фенола. В литературе подробно рассмотрено влияние на процесс экстракции таких факторов, как температурный режим и подача антирастворителя в зону экстракции, кратность растворителя к сырью и число теоретических ступеней экстракции [9, с. 7-19]- В данной главе проанализирован опыт эксплуатации экстракционных колонн с различными контактными устройствами, ступенчатые схемы очистки, применение в процессе экстракции смесителей с акустическими излучателями типа ГАРТ и центробежного экстрактора типа "Подбильняк", а также рассмотрена зависимость процесса очистки от подготовки сырья на установках АВТ и положения уровня раздела фаз. [c.12]

Данные ио сравнительной эффективности процессов экстракции в зависимости от величины коэффициента распределения и числа ступеней контакта (при т—1) приведены в табл. IV. . [c.319]

Анализ исходного сырья и всех продуктов, получаемых в процессе экстракции, проведен по методикам [5, 6]. Из-за ограниченной эффективности опытного экстрактора обесфеноливание широкого дистиллята проводили в две последовательные стадии. На первой стадии при варьировании скорости вращения ротора (250—450 об/мин), расхода дистиллята (10—18 л/ч) и щелочи (1,8— Зл/ч) нашли оптимальный режим работы экстрактора, при котором проведена вторая стадия процесса. Результаты двухстадийного обесфеноливания широкого дистиллята (четыре теоретических ступени разделения) [c.22]

Лабораторные экстракторы малых размеров. В лабораторных многоступенчатых экстракторах непрерывного действия можно проводить как обычную противоточную экстракцию, так и экстракцию с двумя экстрагентами. В этих аппаратах непосредственно осуществляются схемы процессов, показанные в нижней части рис. 201, 204 и 205. Чтобы применять при работе аппаратов более крупного масштаба результаты, полученные в лабораторном экстракторе, необходимо знать достигаемое в последнем число теоретических ступеней. По этой причине для лабораторной разработки экстракционных процессов обычно используют аппараты ступенчатого типа с эффективностью ступени, близкой к 100%. [c.420]

Зависимости между различными способами выражения эффективности ступени и коэффициентами массопередачи легко получить для разбавленных растворов и несмешивающихся растворителей, т. е. для случаев, когда количество каждой фазы при экстракции не изменяется. Обратимся к рис. 217, Если начальные концентрации (в мол. долях) рафината и экстракта равны соответственно и у, а конечные концентрации — и г/2, то при скоростях I моль сек- для непрерывного процесса (или при количествах жидкостей, равных L моль для периодического процесса) количество экстрагированного вещества составляет [c.446]

В периодическом процессе объем аппарата равен объему загрузки плюс объем свободного пространства над зеркалом жидкости (высота свободного пространства обычно не меньше 0,3 м в открытых аппаратах, но в малых смесителях может быть меньше). В непрерывном процессе объем аппарата, занимаемый жидкостью, равен о = (Э0, где 0 —время пребывания, определяемое скоростью экстракции и ожидаемой эффективностью ступени. Перемешивание в непрерывных условиях можно осуществлять как в аппаратах со свободным объемом над поверхностью перемешиваемой жидкости, так и в полностью заполненных аппаратах. [c.453]

Пример Х-2. Определить эффективность ступени для процесса экстракции, рассмотренного в примере Х-1, допуская, что смеситель состоит из трех секций высотой 0,3 м каждая, а жидкости движутся через аппарат прямотоком. [c.473]

Определение эффективности ступени в непрерывном процессе по опытным данным периодической экстракции. Опытные данные, полученные при периодической экстракции, как будет показано ниже, можно описать (см, табл. 16) уравнениями [c.473]

Остатки растворителя можно извлечь различными способами— отгонкой водяным паром или воздухом, экстракцией вторичным экстрагентом, адсорбцией на угле и т. д. Для удаления из воды остатков аминов наиболее целесообразно использовать отгонку, позволяющую возвратить отогнанный растворитель в цикл экстракции. На рис. 331 приведена схема отгонки из воды ТЭА водяным паром 1202]. Минимальный расход водяного пара для практически полного извлечения экстрагента составляет 0,05 кг на 1 кг очищенной воды. Повышение эффективности опреснения воды достигается применением многоступенчатой экстракции [199, 200]. Расчет многоступенчатого процесса экстракции воды сводится к определению температурного режима, относительного расхода экстрагента и числа ступеней разделения [203]. [c.456]

Для выражения эффективности тарельчатых экстракторов обычно пользуются понятием ступени изменения концентрации или теоретической ступени, число которых находится графическим путем — построением ряда ступеней в пределах кривой равновесия и линии рабочих концентраций, полагая, что в каждой ступени достигается равновесие. Для определения высоты колонны, эквивалентной одной теоретической ступени (ВЭТС), можно использовать уравнение, полученное в общем виде для процессов экстракции (2) с учетом гидродинамических особенностей процесса [c.296]

В инжекторных струйных колоннах достигаются высокие удельные производительности, составляющие в сумме по обеим фазам 50 м /(м -ч). Рабочая высота этих колонн обычно не превышает 1—1,5 м — расстояния, равного длине двух факелов от противоположно направленных инжекторов (так как пересечение факелов приводит к снижению эффективности из-за усиления продольного перемешивания). Общая эффективность одноступенчатого аппарата низка, поэтому они применимы для процессов экстракции, где требуемая эффективность не превышает двух-трех теоретических ступеней разделения. [c.313]

Достоинствами экстрактора ЭГН являются высокая производительность и эффективность, возможность осуществления разделения компонентов в одном аппарате (если экстракционная система имеет 5—6 равновесных ступеней), высокая степень чистоты выходящих фаз, компактность. К недостаткам можно отнести большое гидравлическое сопротивление аппарата невозможность использования для экстракционных систем, содержащих твердую фазу неприменимость к системам, требующим для завершения процесса экстракции времени контакта более 1 мин. [c.157]

Наиболее часто применяют колонну со смесительными и отстойными камерами. Она более эффективна, так как процесс экстракции протекает не только в смесительных, но и в отстойных камерах, поэтому число теоретических ступеней может превышать число ступеней смешения. [c.121]

Так же как при дистилляции, эффективность экстракционного процесса может быть увеличена с использованием аппаратуры, состоя1цей из ряда теоретических ступеней разделения, и возвращением части экстракта в качестве рефлюкса во фракционирующую систему. Для иллюстрации этой аналогии предположим, что однократная экстракция смеси двух углеводородных [c.279]

Степень приближения к равновесию в определенной стушени служит мерой эффективности ступени. Если равновесие достигнуто, ступень называют теоретической или идеальной. По эффективности ступени в процессах экстракции опубликовано сравнительно немного данных [31]. [c.179]

Из множества конструкций экстракционных аппаратов [1, 3, 4] наибольшее распро-странение получили противоточные колонны с механическим перемешиванием вибра-. ( ционные, роторно-дисковые, пульсационные и др, В тех случаях, когда требуется аппарат, эквивалентный большому числу теоретических ступеней, используют смесительно-1" отстойные экстракторы. Аппараты этого типа позволяют строго контролировать или I целенаправленно изменять состав экстрагента на отдельных ступенях. Для экстрак-ционных процессов, в которых взаимодействуют плохо отстаивающиеся или склонные I к эмульгированию фазы, применяют тарельчатые колонны. Если требуется малое время I контакта в процессе экстракции, рекомендуется использовать центробежные аппараты. Наиболее простые и высокопроизводительные из всех известных видов экстракцион- I ных аппаратов — распылительные колонны — могут применяться в тех случаях, когда 1- требуется аппарат, эффективность которого не больше одной теоретической ступени. I Общие принципы расчета массообменной (в том числе и экстракционной) аппа- [c.255]

Высказанные выше положения основаны на гидродинамике насадочной колонны в отсутствие массопередачи. При наличии массопередачи капля может не достичь своего устойчивого размера вследствие постоянно изменяюш,егося состава фаз. В этом случае эффективная межфазная поверхность в единице объема насадки будет изменяться в широком диапазоне, что, в свою очередь, будет влиять на значения ВЕП и БЭТС в различных точках колонды. Значения ВЕП и ВЭТС зависят также от изменений коэффициентов массопередачи под действием межфазной турбулентности. Несмотря на то что проводятся весьма интенсивные исследования ВЕП и ВЭТС для различных типов насадки, их изменение внутри одного отдельного аппарата практически не изучено. При исследовании процесса экстракции толуола из н-гептана в диэтиленгликоль было показано, что обш ее межфазное сопротивление массопередаче выше при низких концентрациях толуола, чем при высоких [И]. Поэтому для получения эквивалента теоретической ступени необходима большая межфазная поверхность в части колонны, обедненной толуолом при этом число теоретических ступеней не будет прямо пропорционально увеличению длины колонны. [c.16]

Отмечающееся на практике стремление увелйчению глубин обесфеноливания сточных вод, естественно, требует применени высокоэффективных экстракторов вместо применяемых в наЪто щее время насадочных и распылительных колонн. На Щекинско газовом заводе, например, насадочная колонна высотой 23,5 имеет всего 3,5 теоретических ступени [Ю] . В последнее врем разработан ряд новых конструкций аппаратов, позволяющих значительной мере улучшить показатели процесса экстракци К таким аппаратам относятся колонны с мешалками, роторн дисковые, пульсационные, центробежные и другие экстрактор Многие из этих аппаратов уже прошли опытно-промышленну проверку и широко применяются в промышленности их констру ции и описания приведены в специальной литературе [20—29 Применение роторно-дисковых экстракторов, в частности, как П казывают испытания [24, 25]1 позволяет повысить эффективное массообмена по сравнению с распылительными колоннами в тр раза. При равных условиях обесфеноливания подсмольной вод они имеют производительность в семь раз выше, чем ступенчат противоточный экстрактор с восьмью теоретическими ступеням [c.347]

Указанные недостатки явились причиной постановки работ по замене бутилацетата другими растворителями. Из испытанных соединений практический интерес представляют диизопропиловый эфир и высшие спирты. Первый, являющийся побочным продуктом получения изопропанола, позволяет производить обесфеноливание на бутилацетатных установках без существенной их реконструкции. Несколько меньший коэффициент распределения фенолов между диизопропиловым эфиром и водой легко компенсируется увеличением числа ступеней экстракции. В присутствии диизопропилового эфира происходит лучшее разделение фаз в сепараторах, снижаются температуры регенерации растворителя, на-.блюдается меньшая загрязненность выделяемых фенолов и сточной воды, сокращаются потери за счет гидролиза. Промышленный опыт применения диизопропилового эфира подтверждает высокую экономическую эффективность этого процесса. [c.352]

Эффективным видом аппаратурного оформления процессов экстракции являются многоступенчатые системы смесительно-отстойного типа. Каждая ступень такой установки состоит из смесителя, в котором при интенсивном перемешивании происходит экстракция извлекаемого вещества из твердого тела, и устройства для разделения фаз. Эти установки широко используют, в частности, для так называемой репульпациоиной промывки осадков, получаемых при фильтровании. Указанный принцип может быть реализован в секционном аппарате, в каждой секции которого происходит смешение и последующее разделение фаз, или в сериях последовательно соединенных по твердой и жидкой фазам аппаратов. Разделение фаз может осуществляться с помощью осаждения, фильтрования, центрифугирования, механического отжима или путем сочетания этих операций. Одна ступень такой установки по эффективности близка к аппарату идеального смешения. При соединении ступеней по принципу противотока обеспечиваются преимущества этого способа проведения процесса. Привлекательной стороной такого аппаратурного оформления процесса является возможность использования наиболее эффективных способов взаимодействия и разделения фаз. [c.499]

Технологическое оформление и расчет статики процессов экстракции. В зависимости от требований к продуктам разделения и масштабов производства экстракция проводится путем однократного взаимодействия с растворителями, многоступенчатого процесса с подачей в каждую ступень свежего растворителя, а также путем непрерывного или многоступенчатого противоточного взаимодействия фаз. Первые два способа применяются в лабораторной практике или в производствах небольшого масштаба. Противоточное взаимодействие наиболее эффективно и является самым распространенным промышленным методоА1 проведения процесса экстракции. Во всех случаях процесс экстракции сочетается с процессом регенерации растворителя (или растворителей, если их два или более) с целью его повторного использования и выделения из растворов целевых продуктов. Чаще всего разделение экстракта осуществляется методами дистилляции или ректификации, а иногда с помощью других методов (азеотропной или экстрактивной ректификации, кристаллизации и т. д.). Выбор метода разделения экстракта зависит от физико-химических свойств содержащихся в нем веществ. Экономичность процесса разделения смеси методом экстракции определяется затратами на проведение собственно экстракции и на разделение экстракта. С учетом этого выбирается оптимальный способ разделения заданной смеси из числа возможных. [c.570]

Этот способ проведения процесса экстракции (рис. 174) является наиболее эффективным срав-нительно с другими экстракционными методами разделения. Исходный раствор Е вводят в центральную часть каскада, состоящего из п + п ступеней, через которые противотоком движутся два экстрагента А и I) последние могут быть и не чистыми веществами. На одном или на обоих концах каскада можно организовать возврат флегмы (см. рис. 174). [c.346]

Это уравнение дает возможность определять эффективность ступени, работающей в непрерывном процессе, исходя из данных для пep юдичe кoй экстракции в том же аппарате. Уравнение (X, 41) является приближенным, так как при его выводе не учитывалось влияние непрерывного движения жидкости на коэффициенты КеО. и /Сдй. Кроме того, степень экстракции в непрерывном процессе может оказаться больше расчетной величины в результате концевых эффектов. [c.474]

Кроме того, следует учитывать, что процесс экстракции происходил одновременно в вентиле и в циклоне, и трудно установить, какая степень экстракции достигалась только в самом вентиле. При объемном соотношении керосина и воды 3 1 эффективность ступени изменялась от о = 0,95 до о=0,633 в зависимости от суммарной объемной скорости жидкостей, изменявшейся в пределах (38—76) 10 m Imuh. Падение давления в вентиле соответствовало расходу энергии P/Q = 1400—7300 жидкости. Для сравнения отметим (рис. 231), что расход мощности для этой же системы в сосудах с мешалками при тех же значениях эффективности ступени составляет 83 ООО—3900 дж1м . При достаточно тонком диспергировании, обеспечивающем высокие скорости массопередачи, разделение фаз в циклоне было недостаточным, однако можно использовать более эффективные отстойники. [c.490]

Экстрактор Фенске и Лонга в некоторых отношениях является смесителыю-отстойным. Он состоит из ряда секций, расположенных вертикально. В каждой секции происходит перемешивание (вследствие возвратно-поступательного движения тарелки) и отстаивание жидкостей. Этот экстрактор применяют в лабораторных условиях для изучения процессов экстракции, поскольку эффективность ступени такого аппарата составляет, как правило, 100% (см. главу IX). Несмотря на то что предложен метод моделирования этих аппаратов, о промышленном применении их сведений не имеется. [c.596]

Скорость экстракции прямо пропорциональна плош,ади поверхности раздела, что установлено на основании изучения переменных факторов процесса смешения. В процессе экстракции урана диал-килфосфорной кислотой (при эффективности одной ступени более 90%) необходимая мощность на стадии экстракции составляет около 0,008 л. с. и. [c.278]

Приведенные способы расчета позволяют определить число ступеней, оптимальное соотношение растворителей п место подачи питания. Оптимальный объем питания Уа этими способами определить нельзя. Поэтому необходимо экспериментально определить пределы концентраций, в которых наиболее эффективно протекает разделение р-пиколиновой фракции. При этом необходимо учитывать фактор накопления. Фактор накопления является характерным для процесса экстракции двумя растворителями и означает, что при установившемся режиме экстракционного разделения концентрации убывают от ступени питания к ступени отбора экстрактов. При этом на ступени питания концентрация веществ в фазах определяется не только питанием, но и количеством веществ, вносимых па ступень питания экстракционным и промывным растворителями. [c.331]

Постоянство коэффициентов распределения нри последующих (после 1—2 обработок) операциях экстракции нейтральных масел позволяет а) найти действительное содержание нейтральных масел, в исследуемых пробах, пр меняя предложенные фор-М5 "лы б) использовать предложенные формулы для расчета эффективности процесса экстракции нейтральных масел из растворов фенолятов дизельной фракции сланцевой смолы полукоксования сланца и произвести расчеты требуемых чисел ступеней экстракции нейтральных масел для перекрестной и противоточ-пой схем процессов экстра1щии. [c.241]

Направление работ, выполненных за последние 20 лет по теории экстракции, соотвегствовало роводипшимся исследованиям аналогичных прои,ессов дистилляции основное внимание уделялось главным образом изучению равновесия, методам проведения процесса и расчету числа теоретических ступеней или единиц переноса, требующихся для заданного процесса разделения. Экспериментальные работы были посвящены измерениям равновесия, определению эффективности ступени в смесительно-отстойных экстракторах и определению высоты эквивалентной теоретической ступени (ВЭТС) для дифференциально-контактных экстракторов колонного типа (ВЭТС аналогична ВЭТТ для ректифика- [c.9]

В работе Оверкашера, Кингсли, Олнея [219] при изучении эффективности экстракторов с механическими мешалками была получена зависимость эффективности экстрактора (в долях от теоретической ступени) от потребляемой мощности. При сопоставлении этой зависимости с зависимостью поверхности фазового контакта от потребляемой мощности путем нанесения данных Оверкашера с сотрудниками [219] и данных Бабанова на график 4—147 получаем прямые с одинаковым наклоном, что указывает на определяющее значение поверхности фазового контакта на процесс экстракции и одинаковый характер зависимости эффективности и Лф от потребляемой мощности. [c.585]

Для снижения расхода соляной кислоты предложена двухступенчатая экстракция прокаленных фосфоритов. В первой ступени фосфат обрабатывается фосфорнокислым раствором, полученным во второй ступени экстракции. Пульпа декантируется, раствор поступает на преципитирование, а твердый остаток растворяется в соляной кислоте (вторая ступень процесса). Пульпа второй ступени также декантируется, раствор используется в первой ступени процесса, а шлам промывается и идет в отброс. Смысл этой схемы заключается в том, что в первой ступени разлагаются частично нейтрализованным раствором окись кальция, образовавшаяся при прокалке карбонатов фосфорита, и, возможно, наиболее тонкие фракции фосфата. Во второй ступени. недоразложенные частицы фосфата реагируют с соляной кислотой в условиях высокой кислотности среды. В результате этого расход соляной кислоты снижается на — 20%. При переработке апатитового концентрата эта схема не эффективна из-за усложнения процесса при экономии лишь 5—7% соляной кислоты. [c.670]

При экстракции по многоступенчатой противоточной схеме сточная вода и экстдоагент поступают с противоположных концов установки, состоящей из нескольких ступеней, каждая из которых включает смеситель воды и экстрагенты и отстойник (или центробежный сепаратор). Сточная вода и экстрагент движутся навстречу друг другу, в результате очищенная сточная вода выходит и последней ступени, а конечный экстракт — из первой ступени. На последней ступени сточная вода, содержащая небольшое количество извлекаемой примеси, смешивается со свежим экстрагентом,. а на первой ступени исходная сточная вода контактирует с экстрагентом, содержащим некоторое количество примеси. Благодарят этому достигается большая движущая сила процесса экстракций и высокая эффективность очистки сточных вод. [c.232]