![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Схемы экстракции.В химических производствах используются следующие схемы экстракции: одноступенчатая (однократная) экстракция, многоступенчатая экстракция с перекрестным током растворителя, многоступенчатая экстракция с противотоком растворителя. Приведем некоторые из них:
Рисунок 1 - Диаграмма процесса экстракции.
2.3.1.Одноступенчатая экстракция.
Исходный раствор и экстрагент перемешиваются в смесителе 1 (рисунок 2 ), после чего разделяются в отстойнике 2 на два слоя: экстракт Е и рафинат R. Рабочая концентрация извлекаемого компонента в исходной смеси больше равновесной, а в экстрагенте меньше равновесной, следовательно, компонент будет переходить из исходной смеси в экстрагент до тех пор, пока не достигнуто фазовое равновесие между экстрактом и рафинатом. Такой однократный контакт между исходной смесью и экстрагентом, когда устанавливается полное фазовое равновесие между экстрактом и рафинатом называется ступенью изменения концентрации при экстракции.
Рисунок 2 - Схема одноступенчатой экстракции: 1 – смеситель; 2 - отстойник При взаимной нерастворимости фаз процесс экстракции можно изобразить на прямоугольной диаграмме (рисунок 3). Для построения диаграммы одноступенчатой экстракции в координатах Х-У (массовые относительные доли) (рисунок 3) наносят равновесную линию у* = f(x) и откладывают на оси абcцисс начальную точку “а” с координатами ( х0 = хн и у = 0). Из точки “а” проводят рабочую линию под углом tg = Ga/GG, где Ga - количество воды в исходном растворе, кг; GG - количество экстрагента, кг.
Рисунок 3 - Прямоугольная диаграмма одноступенчатой экстракции Прямую из точки “а“ продолжают до пересечения с линией равновесия в точке “в”. Координаты точки “в” выражают составы получаемых экстракта ук и рафината хк.. Чем больше количество экстрагента GG, тем меньше tga и, следовательно, тем меньше содержание извлекаемого компонента в экстракте и рафинате. Приведенная прямоугольная диаграмма справедлива, если экстрагент и раствор, содержащий извлекаемый компонент, являются взаимно нерастворимыми. Если же они взаимно растворимы, то для такой трехкомпонентной системы равновесные соотношения изображаются с помощью треугольных диаграмм, которые строятся для постоянной температуры. Их построение и использование при расчете процессов экстракции приводится в специальной литературе [1, 2].
2.3.2.Многоступенчатая экстракция в перекрестном токе. В силу действия закона распределения при экстрагировании никогда не удается извлечь вещество полностью (на 100%). Полнота экстрагирования будет гораздо большей, если раствор обрабатывать многократно малыми порциями растворителя, отделяя каждый раз полученный экстракт от первоначального раствора, чем при однократной обработке раствора сразу большой порцией растворителя. Экстракция в перекрестном токе проводится в нескольких ступенях через которые последовательно движется исходный раствор. В каждую ступень вводится свежий экстрагент, а из нее отводится экстракт. Пpи достаточном числе ступеней экстракции достигается высокая степень очистки конечного рафината, который удаляется из последней ступени (рисунок 4).
Рисунок 4 - Схема трехступенчатой экстракции при перекрестном токе.
Существенным недостатком этого способа экстракции является весьма большой расход экстрагента и соответственно низкая концентрация экстракта, что удорожает его регенерацию.
|