Экстракционные колонны для системы 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]

Коэффициенты массообмена в экстракционных колоннах зависят от фнзнко-химических свойств жидкостей, турбулентности в обеих фазах и геометрических элементов колонны. Несмотря на трудности определения поверхности контакта фаз, количественно массообмен определяется для всех типов колонн при помощи объемных коэффициентов массопередачи или высоты единицы массопереноса. Обе аелнчины (коэффициент и высоту единицы переноса) относят к фазе рафината, или к фазе экстракта, или же к диспергированной фазе, или к сплошной. Опытные данные выражаются с помощью критериев подобия, используемых при описании диффузионных процессов критерия Шервуда 5п, критерия Рейнольдса Ре для обеих фаз и критерия Шмидта 5с. В состав этих критериев входят вязкость и плотность жидкости но они не учитывают межфазного натяжения, которое в жидких системах оказывает влияние на массообмен через межфазную турбулентность. Расчетным уравнениям придается зид показательных функций. Введение в уравнения критерия Рей- юльдса для обеих фаз одновременно следует из предполагаемого влияния турбулентности одной фазы на другую. Во многих случаях зто влияние не подтверждается, и тогда уравнение содержит только один критерий Рейнольдса или скорость одной фазы. [c.304]

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]

ЭКСТРАКЦИОННЫЕ КОЛОННЫ ДЛЯ СИСТЕМЫ ЖИДКОСТЬ - ЖИДКОСТЬ [c.56]

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]

Экстракция в системе жидкость — жидкость широко используется для выделения веш еств из водных растворов. Однако технологическое осуществление этих процессов в больших масштабах, иапример в экстракционных колоннах с насадкой, связано с некоторыми недостатками потерей экстрагента вследствие его механического уноса, образованием эмульсий, которые затрудняют разделение фаз, и др. Влияние этих отрицательных явлений можно значительно уменьшить увеличением времени расслаивания фаз. Однако с практической точки зрения это невыгодно, так как приводит к значительному замедлению процесса в целом. [c.73]

Нисходящее движение твердых частиц во взвешенном состоянии наблюдается в вертикальных трубах (стояках), предназначенных для транспортировки твердого материала из одной емкости в другую, расположенную ниже первой [157, 158]. В системах жидкость—жидкость режим движения капель во взвешенном слое считается достаточно перспективным как для проведения процессов теплообмена в колонных теплообменниках прямого контакта, предназначенных для опреснения морской воды [159, 160], так и для процессов массообмена в распылительных экстракционных колоннах [161, 162]. [c.95]

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]

Особенность работы таких экстракционных колонн заключается в том, что обе фазы жидкие и поэтому значения вязкости и плотности фаз различаются значительно меньше, чем для системы пар (газ)—жидкость. В соответствии с общими представлениями о противоточ-ном движении двух фаз, развитыми в работах А.Г. Касаткина, А.Н. Плановского, В.В. Кафа-рова и других исследователей, расчет предельных скоростей фаз в насадочных колонных экстракторах можно проводить по уравнению [c.328]

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]

Принимается, что при осевой дисперсии в установившемся двухфазном потоке, как, например в случае системы жидкость — жидкость в насадочном газовом абсорбере или экстракционной колонне для каждой фазы справедливо уравнение (4.47). Радиальными градиентами концентрации пренебрегают [c.625]

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]

На рис. 196 сопоставлены прямые, отвечающие уравнениям (IV, 370) — (IV, 372) и (IV, 376) для абсорбционных, ректификационных и экстракционных колонн. Инверсия фаз раньше всего наступает в системах жидкость — жидкость, затем в системах пар — жидкость и, наконец, в системах газ — жидкость. Все три прямые параллельны, что указывает на справедливость общего закона, определяющего инверсию фаз. [c.392]

Экстракционная центрифуга Подбельняка сконструирована для непрерывной многоступенчатой противоточной экстракции (неремешивания) и разделения двух жидких фаз с использованием лишь одного вращающегося ротора. Из центрифуги выводятся два жидких потока вместе с более тяжелой жидкостью одновременно могут отводиться твердые вещества, обладающие пластической текучестью. Согласно литературным данным центрифуги Подбельняка дают следующие преимущества по сравнению с экстракционными колоннами или сочетанием отдельных экстракторов н центрифуг уменьшаются габариты, упрощается трубная обвязка, сокращается потребность во вспомогательном оборудовании, уменьшаются расходы на эксплуатацию н содержание, уменьшается общее количество растворителя, циркулирующего в системе. Захват жидкости в центробежных экстракторах невелик. Поэтому время, затрачиваемое на пуск пли переключение на новые виды сырья, сводится до минимума. [c.246]

Теоретическая энергия, требуемая для пульсации в экстракционной колонне за счет возвратно-поступательного движения поршня или меха, состоит из статического напора жидкой системы, сил ускорения или замедления в системе и потерь вследствие трения [50]. Максимальная энергия для пульсации в колонне диаметром около 60 см и высотой 150 см при частоте пульсации 176,4 циклов в 1 мин и амплитуде около 0,6 см составила немного больше 6 л. с. Однако установлено [51], что потребность в энергии меньше, если жидкость в колонне может пульсировать при резонансной частоте пульсаций с использованием воздуха. [c.116]

Необходимость разработки множества типов и вариантов сорбционных колонн объясняется следующим. Экстракционные колонны работают в основном на системе жидкость — жидкость, в которой необходимая длительность массообмена, протекающего на межфазной поверхности, не превышает двух-трех минут. Поэтому для экстракции достаточно нескольких типов колонн. Продолжительность же процессов ионного обмена колеблется в пределах от нескольких минут до сотен часов, а переработке часто подвергаются пульпы и мутные растворы, а также растворы с очень малым содержанием извлекаемого вещества. Все это требует специального подхода к аппаратурному оформлению, поэтому для сорбционных процессов разработано и применяется большое число разновидностей колонн, рассмотренных ниже. [c.91]

Экстракционная система работает непрерывно во всех трех циклах. Концентрирование продуктов первого, второго и третьего циклов производится также непрерывно в испарителях термосифонного типа, безопасных в отношении критических размеров. Упаренные растворы поступают в следующие экстракционные колонны или на хранение как конечный продукт. Скорость поступающего потока автоматически регулируется по уровню жидкости в испарителе, а скорость потока вытекающего упаренного продукта — по его плотности. [c.16]

Массообмен цепочек капель и частиц с жидкостью при больших числах Пекле. Рассмотрим диффузию к поверхностям капель (пузырей), расположенных друг за другом на оси поступательного стоксова потока вязкой несжимаемой жидкости. В таких системах, называемых далее цепочками, поле течения устроено так, что особая линия тока, выходящая из изолированной критической точки на поверхности первой капли, попадает далее на поверхность второй капли особая линия тока, выходящая с поверхности второй капли, попадает на поверхность третьей и т.д. (т.е. капли нанизаны на особую линию тока). Такая ситуация встречается на практике при осуществлении, например, процессов экстракции вещества из капель и растворения газов из пузырьков. В частности, она имеет место при экстракции, когда в экстракционной колонне ввод капель осуществляется в одних и тех же точках через равные промежутки времени, а при барботаже — в случае постоянного расхода барботирующего газа. [c.208]

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]

Совсем не обязательно, чтобы рассматриваемая разделительная система (рис. 110) состояла только из двух экстракторов. Например, если на первой колонне использован растворитель с более высокой температурой кипения, чем температуры кипения компонентов разделяемой смеси, то вторая разделительная установка может представлять собой выпарную ректификационную колонну. Эту колонну можно в дальнейшем рассматривать как эквивалент экстрактора, в котором гипотетический растворитель заменяет реальную паровую фазу. Количество этого растворителя соответствует количеству потребляемого в процессе тепла, а равновесие между паром и жидкостью можно охарактеризовать коэффициентами распределения между реальным и гипотетическим растворителями. Таким образом, выпарную-колонну можно рассматривать как экстрактор и при расчетах использовать обычные для экстракционных процессов понятия относительный расход растворителя , фазовые отношения и коэффициенты распределения (с теоретической точки зрения процессы экстракции и дистилляции во многом подобны [72]). [c.246]

На рис. 51 изображена технологическая схема процесса фирмы БАСФ. Характерной особенностью процесса БАСФ является сочетание процесса экстракции (система жидкость— жидкость) с процессом абсорбции (система газ — жидкость), применяемым для повышения качества продуктов. Как и многие другие технические процессы экстракции, рассматриваемый метод содержит также ряд элементов процесса экстрактивной ректификации. Сырье поступает в среднюю часть основной экстракционной колонны 1. Экстрагент (НМП, содержащий 5—10% воды) подается в верхнюю часть этой колонны и движется противотоком к сырью. В колонне 1 происходит отделение пентанов и амиленов от всех остальных непредельных углеводородов. На-сьпценная фаза экстракта из низа колонны направляется в верхнюю часть ректификационной колонны 2. Назначением этой колонны является рекзппе-рация экстрагента с одновременным фракционированием экстрагированных углеводородов на три потока смесь изопрена с пентан-амиленовой фракцией, направляемую в рецикл, изопрен-концентрат и смесь ЦПД с пипериленом. Последние два потока подвергаются дополнительному концентрированию в газовой фазе в скрубберах 3 ж4. В первом из этих скрубберов происходит поглощение пиперилена [c.239]

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]

Экстракция ароматических углеводородов из катализатов риформинка диэтиленгликолем (система жидкость — жидкость) с получением в экстракционной колонне 100%-ного ароматического концентрата. [c.266]

Движение потоков легкой и тяжелой фаз в насадочных экстракционных колоннах характеризуется теми же основными закономерностями, что и для системы пар (газ) — жидкость, которые были рассмотрены ранее. При противоточном движении массообмениваю-щихся потоков с увеличением скорости движения восходящей легкой фазы увеличивается сопротивление движению нисходящей тяжелой фазы, возрастает удерживающая способность насадки, приводящая к явлению подвисания тяжелой фазы и захлебыванию колонны. [c.328]

В последнее время стало очевидным, что дальнейшее накопление опытных данных о различных экстракторах и системах не представит большой ценности, если не будет достигнут прогресс в понимании механизма экстракционных процессов в системах жидкость—жидкость. Эти соображения были учтены при разработке программы фундаментальных исследований по экстракции в системе жидкость—жидкость в научно-исследовательском центре по атомной энергии в Xapyэллe Была сделана попытка решить проблему массопередачи путем последовательного решения частных задач. На основе результатов, полученных при исследовании сначала насадочных колонн, а затем экстракционных колонн других типов, можно считать, что синтетический подход лучше, чем аналитический, пригоден для разрешения проблемы расчета экстракционных колонн. Одновременно в более ограниченном масштабе была проведена работа по изучению свойств поверхности раздела систем жидкость— жидкость и механизма прохождения растворенного вещества через поверхности раздела. [c.10]

Большинство опубликованных современных данных по массопередаче в системах жидкость—жидкость было получено для экстракционных колонн, в которых поверхность фазового контакта неизвестна. Приводимый 1шже обзор охватывает только исследования, проводившиеся )1а упрощенных лабораторных моделях, в которых поверхность фазового контакта была известна. [c.73]

Особенностью таких экстракционных колонн является то, что обе массообменивающиеся фазы 5кидкие, сравнительно вязкие и не столг> значительно отличаются по плотностям, как системы жидкость — пар (газ). Аналогия гидродинамического процесса позволяет в соответствии с работами А. Н. Плановского и В. В. Кафа-рова [46] для выбора предельных скоростей движения массообмени-вающихся фаз использовать приведенное ранее уравнение (7. 27) [c.293]

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]

Делаются попытки проводить операцию ионного обмена не в фильтратах с ионитами, а по принципу противоточной сорбции на суспензии твердого сорбента. Берак и др. [128] сообщают о сооружении такой опытной установки, которая состоит из трех ступеней реакторов-смесителей, работающих по экстракционному принципу в системе жидкость — твердая фаза. Тонкодисперсные частицы в течение процесса группируются, образуя хорошо осаждающийся хлопьевидный осадок. Авторы считают, что при таком способе лучше используются химические и физические сорбционные свойства ионитов в отличие от колонн, заполненных зернообразным сорбентом. Технологическая схема установки с противоточной сорбцией приведена на рис. 68. [c.220]

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]

Экстракторы с вибрирующими тарелками. Значительный интерес представляют разработанные в последние годы методы перемешивания экстракционной системы путем придания ей возвратно-поступательного движения. Впервые такой способ интенсификации процесса экстракции был запатентован в 1935 г. Ван-Дейком, предложившим применение вибрирующих тарелок. Такие колонны были описаны значительно позднее Морелло и Поффенбергером. Возвратно-поступательное движение жидкостей создается в них за счет соответствующего движения ситчатых тарелок, соединенных в единую систему и связанных с кривошипно-шатунным механизмом двигателя, кйк это показано на рис. XI. 11. [c.474]

Экстракция в колоннах. Значительная часть стоимости экстракционной системы падает на стоимость смесителей, отстойников и их подсобного оборудования, как-то венти-лей, насосов, регуляторов уровня и т. д. При применении ступенчато-противоточной очистки берутся большие объемы жидкости, что удорожает зксилуатационные расходы на перекачку жидкости из ступени в ступень. [c.205]

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]