Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 5 (1110092), страница 271
Текст из файла (страница 271)
эхстржторы малоэффективны (ВЭТС может достигать 3 и) из-за относительно небольшой площади уд. пов-сти контакта фаз, обуслоюннной крупными размерами капель (до неся. мм). Подвод энергии позволяет раздробить капли (до десятых долей мм), в результате чего требуемую высоту колонны можно уыеньшить на порядок. Экстракторы с внешним подводом энергиии подразделяются на пульснционные (см. Пульсациоплме аппараты), вибрационные (см. /)ибрачионная техника), с мех. перемешиванисм. К аппаратам последнего типа относятся экстрахторы роторно-дисковые и с чередующимися смесит.
и отстойными нвсадочными сехциями (колонны Шайбеля). В роторно-дисковых аппаратах (рис. б) врицаюшисся диски перемешивают и диспергируют контактирующие жидкости, после чего они расслаиваются. В колоннах Шайбеля (рис. 7) лопастные или турбинные мешалхи размещены на общем вертикальном валу попеременно со слоямн неподтскной насадки. Переэаешанные жидкости, пройдя через слой насадки, расслаиваются. Ступенчатые экстракторы.
К ним относятся разл. типы смесителей-отстойников. Секция такого аппарата по эффективности приближается к одной теоретич ступени. Требуемого числа ступеней достигают соединением секций в каскад. Зачастую песк. секций, разделенных перегоро/шами, обьедшиют в одном корпусе (ящичные эксгржторы; рис. 8). Кюхдая секция (ступень) имеет смесиг. и отстойную камеры. Перемешивание фаз м. б. пульсационным или механическим (чаще всего применяют турбинные мешалки, одновременно транспортирующие жидкости из ступени в ступень). Рне.
а. Ящнвнма окетрмаор; 1,3 — смс- Д С ОИН СМ ан"внв* м 'т'т'Ьнм к'мюм1 З н Рс воронке; 4 — трвннцв рвлвелв фвв; 5— лей-отстойников: возмож- р,цнркглм б . б - весе 1«ол. НОСТЫЮРЬНРОВаиия Натру- лектор; 7 — тарбннна» мотовка. зок в широких пределах; возможность быстрого достижения требуемой производительности после остановки процесса; возможность формирования каскадов из большого числа ступеней; простота жсплуатации. Недостатхи: большие обьемы перерабагываемых в аппаратах р-ров и опасность возникновения пожаров; медценное установление равновесия; большое число мех.
и пневматнч. устройств; повышенная чувствительность к твердым знг)жзне ниям, что снижает надежность работы; высокая метнллоемкость. Смесители-отстойники имеют преимущества перед колонными жстржторами в процессах с малаш нлн очень большим числом ступеней, а также в процессах с большими потохами (до 1000 мт/ч). Экстракторы промежуточных конструкций. Среди аппаратов, занимающих промежуточное положение между дифференциально-контахтнымн и ступенчатыми, наиб, распространены центробежные экстракторы, в к-рых разделение, а иногда и перемешнвание фаз происходят в поле действия центробежных сил.
Рабочий орган (ротор) этих аппаратов состоит из набора перфорир, с обоих концов цилиндров, спиральных лент и др, Йсходный р-р н экстрагент движутся навстречу один другому, причем более тяжелав фаза — от центра к периферии, а более лихая — в обратном направлении, Контакт жидкостей происходит на пути их движения, а диспергирование — прн прохохщенни через перфорир. части цилиндров.
Центробежные эксгракторы подразделяют на камерные (дискретно-ступенчатые) и дифференциально-контактные. Аппараты первой группы состоят из отдельных ступеней (камер), в каждой из к-рых движущиеся противотоком фазы последовательно перемешиваются и разделяются (напро жстракторы <сЛувссга» н «Робатель»), В аппаратах второй труппы процесс протекает при близком к непрерывному контакту движущихся встречных потоков фаз: движение происходит по каналам, образованным внугр. перегородками ротора (напро жстрэкторы Подбильняка).
Вентробежные экстржторы отличаются высокими производительностью (потоки до сотен мз/ч) и эффективностью (3 — 10 теоретнч, ступеней), малой продолжительностью контакта фаз (носк, секунд и менее), интенсивным массообменом. Такие аппараты перспективны в произ-вах неустойчивых саед, (напр., антибиотики), при переработке высокорадноак- 832 тинных р-ров и стойких эмульсий, систем с близкими плотНеетиын феэ. Выбор эксгржторов оптим. конструкций для конкретных иром, процессов должен базироваться на технико-эхономич.
сравнении аппаратов с учетом эффективности их работы, производительности, разделит. способности, энергетич., капитальных и эксплуатац. затрат. В лаб. практике применяют в осн, те же, что и в иром-сти, способы Э.жа проводимой в стеклянных, металлич. или полимерных эксгржторах рвзнообразных конструкций, простейшие из к-рых — делительные воронки, прибор Льюиса (хим. стакан с мешалками) и др. Области применения экстракципнимх прпцесспв Экстракция органических соединений широко распространена в основном орг.
синтезе, нефте-, коксои лесохимии и др. отраслях иром-сти. Примеры: разделение смесей углеводородов нефиных фрахций на группы компонентов ближого хим. состава (ароматич. )тлеводороды и лепгие парафины); извлечение ароматич, углеводородов (бензол, толуол, копполы) из продуктов катацитич. риформинга; очисп!а смазочных масел; вьщеление фенолов из фракций кцм;уг. смолы; извлечение бугадиена из смеси углеводородов в произ-ве СК; извлечение из водных р-ров орг.
х-т с послед. их концентрированием (уксусная, вхриловая, лимонная к-ты). В хим;фармацевтич, и микробиол. отраслях иром-сги югстракцию используют в произ-ве лек. препаратов — влхапоидов, антибиотиков, витаминов, гормонов; в пищ. иром-сти — для очистки масел и хиров и др. Экстракция неорганических соединений. П енение Э.ж. в гидрометаллургии позволяет создавать фективные технол.
схемы, обеспечивающие комплексную переработку минер, сырья и вторичных ресурсов. Экстракцию используют в технологии У и облученного ядерного горючего (извлечение и разделение У и Рц, выделение рациоидов), редких и рассеянных (Ве, Ег, Н(, )ч)Ь, Та, РЗЭ, Мо, , Кеидр ), цветных(А1, Сц,)ч(1, Со, Еп идр) и благородных (Ая, Ац, Р1 и др.) металлов, а также высокочистых соед. Ре (см. также, напр., Выпдеяацивацие, Гидрояютиляургия).
Вюкнав область применения жстракции — очистка НзРОс. Процесс мохно проводить, экстрагируя к-ту из водной фазы, загрязненной примесями, в орг. р-ригель или извлекая йежелат. примеси в экстрэгент. Охрана окружающей среды. С этой целью экстрэхцию используют дця очистки технол. р-ров и сточных вод и выделения из них ценных (напр., фенолы, метиленхлорид, нек-рые хлвдоны) и токсичных в-в (см. также Охрана природы). Экстракцив в аналит, химии и радиохим и и. В аналит. химии Э. ж. применяют с целью селективнооз извлечения целевых хим, элементов из смесей дця количеств. анализа, а также для определешю содержания примесей в исследуемых соеда что важно при получении особо чистых в-в.
Кж метод аналит. химии Э.х. отличают высокая избирательность, простота проведен!и, универсальносп (возможность выделения практически любого элемента). В рцциохимии Э, ж, использутот гл. обр. Вугч очистки радиожтивных в-в от примесей, извлечения из облученных мишеней радионуклидов и их разделения, выделения стабильных нухлицов из разл.
обьектов и т.д. (см. также, напр., Нзотолоп разделение). Э. ж. часто сочетают с др. методами, напр. хроматографией, соосаждением, дистнюипией. Экономич. показатели Э.ж. определяются в оси. стоимостью извлекаемого в-ва и экстрагента„а также затратами на юо регенерзцию. При технико-жономич, анвлизе процесса необходимо учитывать потери экстрагента, соизмеряя их со стоимостью целевооз продукта Э, хг.— один из самых низко- энергоемких хим;технол. процессов и поэтому может успешно конкурировать с иными массообменными процессами. другие осн.
достоинства Э. жс низкие рабочие т-ры; возможносп весьма полного раццечения азеотропных смесей и смесей ближих по св-вам компонентов, эффективность извлечения ценных и токсичных компонентов из разбавл. р-ров; 833 ЭКСТРАКЦИЯ 421 возмсцкносгь сочетания с иными процессами хим. технологии (напра ректификацией и кристаллизацией); относит. простота аппаратурного оформленив и возможность полной автоматизации. Лама Фампц В. В., Хпмпл елсчрелцпаююл процессов, М., 1960; Трсйдзл Р., Жцюесчвю зцсчралцпз, пер.
а зпсл., М., 1966; Залатал з Ю А., Злсчрзлюм ввуцюзцмплсвлци соадпцеппй, М., 1968; Последние даачацсппл з оьзэсю пюлоасцой злаэрюцнв, пад ред а Хапсапе, пер. с спгл., М, 1974; Спрсвочввк пе злаэрзлцпп, пад род А. ЬЬ Роэепз, ч. 1-3, М., Ю76-78; ВСЭ, З юд., ч. Зо, М, Ю78, с.
16-!8; Оацозм пжл счпж элсчрз«пюц М., 1981; Хцмпчсслзй мпймяоцеючссзлй слаззрь, М., 1983, а. 693-95; Кгж-О!И тес еесус!оредм оу аЬспй«д мдомЫЮ, 3 ед., ч 9, Н. У., 1980, р. 672-7с2ц Нзздьоой ог ее1чсю елцзаеол, М т., 1983. В.В. Тарасов, А.А. Пааус з ЭКСТРгЬКЦИЯ «СВКРХКРИТЙЧКСКАЯ» (сверхкритическая флюидназ экстрахция, ссгазовжз экстракция), перевод одного или песк. компонентов твердой либо жидкой смеси в «сверхкритический газ».
Проводится контжтировпнием смеси разделяемых компонентов с газообразным жстрэгентом при т-ре и давлении выше его критич. Точки (см. Крыли«еское состояние). Наиб, распространены в качестве экстрагентов (р-рителей) СОг, этан, этилен, пропан, Яра и др. Напр., для СО2 хритич. и сверюгритич. состоянив показаны на рис. с„ 40 30 20 скпв !О 0 -30 10 50 г,'С Рпс. Дпцрзммз чемпсрзсурз — дзелецпс дзл СОз: А — эрайпзл ючка, В - зрпчз'ь сочло Гл. характеристика щза как жстрагента (см, Зхстрагироваиие, Эдстракция жидкостная) — его растворяющая способность, определяемая количественно т. наз.
параметром р-римости Гильдебранда б (см. 1Тогезия). Растворяющая способносп сильно зависит от т-ры Т и давленив р, что позволяет путем их изменения варьировать р-римость извтехаемых компонентов. Р-римость у! чистого (твердого или з!и;жого) компонента ! можно вычислить по ур-нию: р! (ф! у; = — — слр (Ъ! гр — р!) /ВТ) «~й; где р; — давление насыщенного пара (при т-ре Т) данного компонента; р — дюпение сверхкритич. газа; Фэ Ф! — соотв.
хоэффициентм легучссти компонента при давлении р, и давлении сверххритич, газа; (г! — мо!шрный обьем компонента; )ч — газовая постояннач. Выражение в квадратных скобках — т. наз. фжтор усиления К к-рый показывает, во сколы!о раз р-римость хомпонента в сверххритич. газе превышает его р-римость в идеальном газе. Для разл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
