Сұйықтық экстракция

доценті, х.ғ.к. Л.К. Тастанова

зерттеу

Материалдық баланс. Бірсатылы, көпсатылы және қарсы ағынды экстракция.
3. Экстракторлардың

конструкциялары.
 

сулы ертіндіден сұйық органикалық фазаға шығару процесі.
Шектелген шектерде өзара

ерігіш болғанымен, көп жағдайда су және органикалық фаза бір – бірімен араласпайды.
Реэкстракция - затты органикалық фазадан сулы ертіндіге шығар.

органикалық фазада араласа алатын, шығарылатын затпен комплекс органикалық зат. Экстрагент

болып органикалық қышқылдар, спирттер, эфирлер, кетондар және т.б. қызмет етеді.
Араластырушы – экстрагентті ерітуші болып қызмет ететін сумен араласпайытын органикалық сұйық зат. Кең таралған араластырушылар – керосин, ксилол, және т.б.
Араластырушылардың арқасында қатты экстрагенттерді қолдануға және сұйық экстрагенттердің физикалық қасиеттерін жақсартуға болады. Араластырушы көп бөлігімен шығарылатын затпен қатынаспайды, бірақ ол экстракция көрсеткіштеріне жақсы әсер етеді.

экстракция көрсеткіштерін жақсартатын көбінесе экстралит болатын бейорганикалық зат. Сулы ертіндіге

майлаушы қосу жеңіл экстрагентін диссоцияланбаған молекулалар мен комплекстердің түзілуіне әкеледі.

Экстракт және рафинат – экстракциядан кейінгі органикалық және сулы фазалар.

Реэкстракт – сулы фаза, реэкстракциядан кейін алынған, былай айтқанда сулы ертіндіге экстракттан затты шығару.

сулы және органикалық фазалар арасындағы химиялық тепе – теңдік жаққа

бағытталған. Сондықтан олар барлық қайтымды реакциялар секілді қайтымды және олар кейбір жабдықтармен қалған бағытта жылжи алады.

Экстракция жылдамдығы химиялық реакция жылдамдығымен немесе диффузиямен лимиттеле алады, немесе екі процестің жылдамдығына тәуелді бола алды.

қасиеті болып оның селективтілігі табылады. Селективтілік экстрагенттің ерітіндінің компоненттерінің біреуін

тандамалы түрде бөліп алу қасиетін сипаттайды. Санды түрде селективтілікті үштік диаграммаларда суреттейді.
Селективтілікке әсер ететін факторлардың бірі ретінде таралу коэффициентінің маңызы жоғары. Оны төмендегі формула бойынша табады:
 


мұнда, у* және х – таралатын заттың сәйкесінше экстракт пен рафинаттағы тепе-теңдік концентрациялары.

компонент немесе бірнеше компоненттер қоспасы экстрактты және рафинатты ерітінділер арасында

фазалық тепе-теңдік заңы бойынша таралады:
К = х, / х2,
х, және х2 — бөлінетін компоненттің түзілетін фазалардағы концентрациялары; К — таралу коэффициенті, ол жүйенің табиғаты, құрамы және температурасына тәуелді.

қоспалардың еру қисығы: І — гетерогенді аймақ; ІІ — гомогенді

аймақ; t — ортаның температурасы; х — қоспадағы еріткіштің концентрациясы

рафинатты және экстрактты ерітінділердің сапасына қойылатын талаптарға байланысты фазалардың жанасуы

бірнеше схемалар бойынша ұйымдастырылуы мүмкін.

Кез келген экстракция процесі келесі сатылардан тұрады: 1) еріткішті бөлінетін қоспа мен араластыру; 2) алынған қоспаны рафинатты және экстрактты ерітінділерге бөлу.

Сондықтан экстракцияның бір сатысы араластырғыш пен тұндырғыштан тұрады.

Сатылар санына және оларды жалғау түріне байланысты экстракцияның келесі түрлері бар: бір рет өтетін, бірнеше рет өтетін және қарсы ағынды.

Бір рет жүретін экстракция барысында бастапқы шикізатты F экстрагенттің белгілі

L мөлшерімен С араластырғышында бір рет әрекеттестіреді. Жанасу нәтижесінде түзілген қоспаны О тұндырғышта рафинатты R және экстрактты S ерітінділерге бөліп, аппараттан шығарады.

рет жүретін экстракция барысында бастапқы шикізатты F және сәйкес рафинатты

R ерітінділерін экстракцияның әр сатысында жаңа экстрагентпен әрекеттестіреді. Рафинатты ерітінді R экстракцияның келесі сатысына жіберіледі, ал экстрактты ерітінділер S1, S2, S3 экстракцияның әр сатысынан кейін жүйеден шығарылады.

ағынды экстракция барысында рафинатты және
Экстрактты ерітінділер бір бірімен көптеген

рет жанасады,
нәтижесінде бұл ерітінділердің құрамдары белгілі шамаға
дейін өзгереді. Фазалардың қарсы ағынды жанасуы
араластырғыш-тұндырғыш типті аппараттар жүйесінде немесе
колонналы аппараттарда ұйымдастырылады.

б. Ауыр фаза; в. Өнім (жеңіл фаза); г. Өнім (ауыр

фаза)

Жеңіл сұйықты шашыратқыш. 3 – Ауыр сұйықты енгізуге арналған құбырлар.

4 – Гидравликалық бекітпе. 5 - Реттеуші вентиль.

ротор; 4- жетек; 5,6- тұндыру зоналар; 7- жеңіл фазаны таратқыш

пульсатормен жабдықталған; б- насадкалы, пневматикалық пульсатормен жабдықталған; 1- електі табақшалы

колонна; 2- пульсатор; 3- насадкалы колонна; 4- поршень; 5- камера
 

Ротор. 3 – Спиральді бөгеттер

технологии. 9-е изд., пер. и доп. – М.: Химия, 1973.

754 с.
2. Скобло А. И., Молоканов Ю. К., Владимиров А. И., Щелкунов В. А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. 3-е изд., пер. и доп. – М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2000. 677 с.
3. Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии; Пособие по курсовому проектированию. - М.: Химия, М.: 1983. 272 с.
4. Иоффе И. Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 1991. 352 с.