![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
ЭКСТРАКЦИЯСтр 1 из 5Следующая ⇒ Глава 16 Экстракция
16.1. Общие сведения. Бинарная экстракция. 16.2. Способы бинарной экстракции. 16.2.1. Одноступенчатая экстракция 16.2.2. Многоступенчатая перекрестная экстракция 16.2.3. Многоступенчатая противоточная экстракция 16.2.4. Непрерывная противоточная экстракция 16.3. Особенности многокомпонентной экстракции 16.4. Классификация и конструкции экстракторов
ГЛАВА 16 ЭКСТРАКЦИЯ
16.1 Общие сведения
Экстракцией называется процесс избирательного поглощения компонентов жидкой смеси другими жидкостями, называемыми экстрагентами. Поглощаемые компоненты называют экстрагируемыми или распределяемыми, а компоненты исходной смеси не растворимые или частично растворимые в экстрагенте - инертными или растворителями. В результате экстракции, как правило, образуются две жидкие фазы: экстракт - раствор извлеченных компонентов в экстрагенте и рафинат - остаток исходной смеси, обедненный распределенными компонентами. Экстракт и рафинат разделяются с помощью отстаивания или центрифугирования. Выделение поглощенных компонентов из экстракта осуществляется, как правило, ректификацией или реэкстракцией другими экстрагентами. Регенерированный таким образом экстрагент вновь используется в процессе экстракции. Преимущество экстракции по сравнению с перегонкой заключается в отсутствии необходимости испарения жидкости, низкой температуре процесса, а недостаток - в потребности использования дополнительных веществ (экстрагентов) и в затратах на их регенерацию. Использование экстракции для разделения жидких смесей имеет смысл в случае экономической целесообразности. Как правило, это достигается в следующих случаях: а) Разделение разбавленных растворов, если удается подобрать экстрагент, извлекающий компоненты, содержащиеся в малых концентрациях, что позволяет получить их концентрированный раствор в экстрагенте. Последующая ректификация малого количества экстракта потребует меньших затрат, чем ректификация большого количества исходной смеси; б) Разделение азеотропных смесей или смесей компонентов с близкими летучестями; в) Разделение смесей, растворитель в которых разлагается при высоких температурах, что не позволяет использовать процесс ректификации. При проведении процесса экстракции можно выделить следующие стадии: 1. диспергирование одной из фаз (исходная смесь, экстрагент) в другой для обеспечения развитой поверхности их контакта и больших значений коэффициентов массопередачи; 2. собственно экстракция; 3. отделение экстракта от рафината; 4. регенерация экстрагента. Основным фактором, определяющим целесообразность проведения, процесса экстракции, является подбор соответствующего экстрагента. Главные требования, предъявляемые к нему, заключаются в следующем: а) экстрагент должен обладать избирательностью (селективностью), извлекая из исходной смеси лишь необходимые (целевые) компоненты и, по возможности, не растворять остальные; б) гидромеханическое отделение экстракта от рафината возможно при различии плотности этих фаз - отсюда требование на существенное отличие плотности экстрагента от плотности инертных компонентов; в) экстрагент и поглощаемые им компоненты должны обладать существенными различиями в летучести для успешного разделения экстракта с помощью ректификации. Селективность одного компонента исходной смеси по отношению к другому можно охарактеризовать с помощью коэффициента селективности
где Начнем рассмотрение процесса экстракции с простейшего случая бинарной экстракции, когда в каждой из фаз находится не более двух компонентов. Это возможно лишь при условии, что исходная смесь состоит из двух компонентов А и В, экстрагент S извлекает только распределяемый компонент В, а инертный компонент А в экстрагенте S абсолютно нерастворим. В этом случае коэффициент распределения
где Схема установки для проведения процесса бинарной экстракции при регенерации экстрагента с помощью ректификации изображена на рис. 16.1. Исходная смесь F компонентов А и В поступает в экстрактор 1, где при взаимодействии с экстрагентом S концентрация распределяемого компонента в нем увеличивается с
Рис. 16.1. Схема установки для бинарной экстракции: 1 - экстрактор; 2 - рек-тификационная колонна; 3 - подогреватель; 4 - дефлегматор; 5 - кипятильник; 6 - холодильник.
|