Процестері мен аппараттары
«Сұйық - сұйық» жүйесіндегі экстракция
жүктеу/скачать 1.73 Mb. Pdf көрінісі
|
|
«Сұйық - сұйық» жүйесіндегі экстракция. Тасығыштан (А+В сұйық) еріген компонент (А) экстрагентпен (С сұйық) алынады және қалдықтан (В рафинат) экстракт (С+А экстрагент және еріген компонент) алады. Экстрагенттердің негізгі кезеңдерін қарастырайық: 1) Органикалық қышқылдар немесе олардың тұздары (алифатикалық монокарбонды қышқылдар, нафтенді қышқылдар, сульфоқышқылдар, фенолдар, оксималар, фосфор қышқылының қышқыл эфирлері), олар сулы фазадан органикалық фазаға металл катиондарын алады. 2) Органикалық негіздер тұздары (бірінші, екінші және үшінші аминдер тұздары және төртінші аммоний негіздері), олардың көмегімен сулы ерітінділерден металл аниондарын алады. 3) Бейтарап еріткіштер (су, спирт, қарапайым және күрделі эфирлер), оларды алу бастапқы ерітіндінің қышқылдылығына байланысты әртүрлі механизмдермен жүргізіледі. Экстрагенттер қасиеттеріне келесі талаптар қойылады: 70 - мақсатты компонентті таңдаулық; - мақсатты компонент бойынша жоғары экстракционды сыйымдылық (мақсатты компонентті алу бастапқы еріткішті алуға қарағанда жақсы); - жақсы реэкстракция (сіңірілген компонентті алу); - фазалардың жақсы жіктелуі; - қауіпсізділік (экстрагент уытты, жарылыға қауіпті, ұшқыш болмауы қажет); - сақтау кезіндегі тұрақтылық; - төмен құңдылығы және қол жетімділігі. 5.5 Айыру және ректификация процесін зерттеу Айыру сұйық қоспаның бір ретті жартылай булану және қалыптасқан будың конденсациялану процесі. Қарапайым айыруды фракция алумен, дефлегмациямен, сулы бумен және вакум әсерімен (молекуларлық айыру) жүргізуге болады. Фракционды айыру айыратын ыдыста (куб) болатын сұйықты біртіндеп буландырумен сипатталады (20-сурет). Қалыптасқан булар тоңазытқышқа апарылып, сонда конденсацияланады, ал дистилят жинағышта жиналады. Ыдыстағы қалдық (кубовый остаток) процесс аяқталғаннан кейін ыдыстан алынады. Ыдыс қаныққан сулы бумен немесе түтінді газдармен қыздырылады. Қоспаның булануы кезінде дистилляттағы жеңіл ұшатын компоненттің құрамы айырудың басында максималдыдан соңында минималдыға дейін төмендейді. Бұл дистиляттың әртүрлі құрамды бірнеше фракциясын алуға және оларды әртүрлі жинағыштарға жинақтауға мүмкіндік береді. Ұшқыш компонентпен әртүрлі деңгейде қаныққан сұйықты бірнеше фракцияға бөлумен сипатталатын айыру тәсілі фракциялы айыру деп аталады. Дефлегмациямен қарапайым айыру (21-сурет) бастапқы қоспаның бөліну дәрежесін арттыру үшін арналған. Бұл жағдайда айыру ыдысынан кететін булар дефлегматорға түсіп, онда жартылай конденсацияланады. Жартылай 20-сурет Қарапайым айыруға арналған қоңдырғы: 1 – ыдысы; 2 – конденсатор; 3 – дистиллятты жинағыштар. 71 конденсациялану нәтижесінде ауырұшатын компонентпен қаныққан флегма қалыптасады, ол қайтадан ыдысқа құйылып және ыдыстан шығатын бумен өзара әрекеттеседі. Жеңілұшатын компонентпен қаныққан булар конденсаторға келіп түседі. Дистилят жинағышта жиналады. Ыдыстағы қалдықты берілген концентрацияға жеткеннен кейін айыратын ыдыстан жояды. Сулы бумен айыру 100 0 С жоғары температура кезінде қайнайтын заттардың (олардың компоненттері суда ерімейді) бастапқы қоспаларының қайнау температурасын мақсатымен сипатталады. Бұндай айыру кезінде айдалатын компонент әдетте су қоспасы түрінде алынады, ал қоспаның қайнау температурасы судың қайнау температурасынан төмен болуы қажет. Сулы бумен айыруға арналған қоңдырғы сызбасы 22-суретте көрсетілген. Бастапқы қоспа айыру ыдысына толтырылады, оның жидесіне қатаң қаныққан сулы бу беріледі. Ыдыстың ішіне бастапқы қоспаға өткір сулы бу араласады. Қоспаның қайнау кезінде қалыптасатын булар конденсаторға және әрі қарай сепараторға түсіп, онда конденсат бөлінеді. Сепаратордан су және суда ерімейтін ұшатын компонент жойылады. 22-сурет. Сулы бумен айыруға арналған қоңдырғы: 1 – ыдыс; 2 – конденсатор; 3 - сепаратор 21-сурет. Дефлегмациямен қарапайым айыруға арналған қоңдырғы: 1 – ыдыс; 2 – дефлегматор; 3 – конденсатор; 4 – жинағыштар. 72 Молекулярлық айыру жоғары температурада қайнайтын және қажетті термиялық тұрақтылыққа ие емес компоненттерді бөлу үшін арналған. Процесті 1,31...0,131 Па қалдықты қысымға сәйкес келетін терең вакуумда жүргізеді. Молекулярлық айыру сұйықты оның бетінен буландыру жолымен жүреді. Процесс булану мен конденсацияның жақын орналасқан беттерінде жүреді, бұл жерде олардың арасындағы қашықтық (әдетте 20...30 мм) молекулалардың бос жүрістерінің ұзақтығынан кіші болуы қажет. Бұл жағдайда булану бетінен айырылатын ұшқыш компонеттің молекулалары конденсация бетіне түсіп, сонда конденсацияланады. Булану және конденсация беттері арасындағы температуралар айырмашылығы 100 0 С. 23-суретте молекулярлық айыруға арналған аппараттың сызбасы көрсетілген. Бастапқы қоспа аппаратқа құбыр арқылы ротордың түбіне келіп түседі. Центробежді күш әсерінен келіп түсетін сұйық конус бойына жұқа қабықша түрінде көтеріледі, біруақытта электрқыздырғыш сәулесімен қыздырылады және буланады. Булану бетінен айырылған молекулалар конденсация бетіне апарылады. Аздап ұшатын компоненттің булары конденсатордың 4 бетінде конденсацияланады, ал көп ұшатын компоненттің булары – конденсатордың 5 бетінде конденсацияланады. Бірінші фракция конденсатор бетінен 4 поддонға 8 ағады, ал екіншісі жыланшықта конденсацияланады және поддонға 7 ағады. Сұйықтың буланбаған бөлігі центробежді күші әсерінен ротордың жиегі арқылы ағызатын астаушаға құйылады және аппараттан жойылады. 23-сурет. Молекулярлық айыруға арналған қоңдырғы: 1 – ротор; 2 – бастапқы қоспаны беруге арналған құбыр; 3 – электрқыздырғыш; 4, 5 – бірінші және екінші конденсатор; 6 – сақиналы жинағыш; 7, 8 – бірінші және екінші конденсатор астындағы поддондар; 9 – концентрациялы оқшаулағыш плита; 10 – ағызатын астауша. жүктеу/скачать 1.73 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|