31-сурет. Бір сатылы экстракция процесінің сызбасы
Содан кейін түзілген эмульсияны тұндыру немесе центрифи- гурлеу арқылы екі фазаға бөледі. Құрамында В мақсатты компонент еріген фазалардың біреуін – екінші С еріткішті экстракт деп атайды, ал В компонентінен құтылған бірінші А еріткішті R рафинат деп атайды. Экстрактыны одан ары өңдеудің мақсаты оның құрамындағы негізгі В компонентті бөліп алу және екінші С еріткішке регенерациялау болып табылады.
Екінші С еріткішті іріктеуде келесі ұғымдарды жетекшілікке алу керек:
онда В компонентінің еруі бірінші А еріткішпен салыс- тырғанда айтарлықтай жоғары болуы тиіс;
екіншілі және бірінші еріткіштердің өзара ерігіштігі өте төмен болуы тиіс;
түзілген фазалардың тығыздығы айтарлықтай айырықша болуы тиіс;
экстрактыны В және С компоненттеріне жіктеу аса үлкен қиындық туғызбауы тиіс.
Сұйық экстракция әдісін жүзеге асыру және оған арналған қондырғы айтарлықтай әртүрлі болады. Өнеркәсіптік практи- када бастапқы қоспа мен экстрагент экстракциялық колоннаға
қарама-қарсы шеттен түсіп, әртүрлі тығыздықтарына байланысты қарсы қозғалатын қарсы ағынды экстракция әдісі кеңінен қолданылады. Колоннаның төменгі жағынан жеңіл сұйықтықты, ал жоғары жағынан ауыр сұйықтықты жібереді.
Экстрагенттің тығыздығы бастапқы қоспаның тығыздығы- нан төмен болатын жағдайды қарастырамыз.
Экстрагент (колоннаның төменгі жағынан берілген) жоғары көтеріле отырып бастапқы қоспада еріген мақсатты компонентті бөледі. Осы кезде түзілген экстракт колоннадан жоғары қарай сыртқа шығады. Төмен қарай қозғалып келе жатқан бірінші еріткіш мақсатты компоненттен құтылып, тазартылған бірінші еріткіш – рафинат колоннаның төменгі жағынан шығарылады.
Сұйықтық қозғалысын мұндай ұйымдастыруда колоннаның төменгі жағында экстракцияланған заттың сұйытылған ерітіндісі бірінші еріткіште жаңа шыққан экстрагентпен шаймаланады. Осының арқасында рафинаттан экстракцияланатын компонент- тің бөлінуі жоғарылайды.
Сұйық экстракцияны жүзеге асыру үшін екі типтен тұратын қондырғыны қолданады:
а) гравитациялық экстрактор – мұнда араласу және бөлу процестері ауырлық күшінің өрісінде жүргізіледі. Бұл әртүрлі тектегі колонналық экстракторлар – тәрелкелі, шашыратқыш және т.б. болып бөлінеді.
б) фазаны сырттан араластыратын, бөлетін немесе екеуін де жүзеге асыратын қондырғылар, олар – роторлы-дискілі, жәшікті, центрден тепкіш экстракторлар.
Қарсы ағынды экстрактордың материалдық балансы қалай құрастыралатындығын қарастырайық. Экстракторға келіп түсетін және одан шығатын ағынның массалық шығыны мен құрамы оның материалдық баланс теңдеуімен байланысқан.
G F + GS = GR + GE ; (1)
GF XF + GS YS = GRXR + GEYE. (2)
Мұндағы G F, GS, GR, GE бастапқы қоспаның, экстрагенттің, рафинаттың және экстрактының массалық шығындары, кг/с.
XF, XR, YS, YE – ондағы негізгі компоненттің массалық үлесі, бірлік үлесі.
Осыдан С еріткіште еріген В затының массасы тең болады:
М = G F XF – GRXR;
немесе
М = GEуE – GS уS.
Өзара толық ерімейтін біріншілік және екіншілік еріткіштердің әрқайсысы тек бір фазада ғана қатысады. Бұл жағдайда қондыр- ғының биіктігі бойынша ағын фазасының айнымалыларын олардың өзгермейтін құраушыларының шығындарымен, яғни біріншілік (GА) және екіншілік (GС) еріткіштердің шығындарымен (кг/с), ал құрамын салыстырмалы массалық концентрациямен Х, Ү (кг/кг) сипаттау ыңғайлы. Яғни 1 кг В заты 1 кг А затымен немесе С затына сәйкес келеді (32-сурет).
Достарыңызбен бөлісу: |