Ледяная экстракция, экстрактор

Мы профессиональная команда, которая на рынке работает уже более 2 лет и специализируемся исключительно на лучших продуктах.

У нас лучший товар, который вы когда-либо пробовали!

Наши контакты:

Telegram:

https://t.me/stuff_men

E-mail:

stuffmen@protonmail.com

ВНИМАНИЕ!!! В Телеграмм переходить только по ссылке, в поиске много Фейков!

Внимание! Роскомнадзор заблокировал Telegram ! Как обойти блокировку:

http://telegra.ph/Kak-obojti-blokirovku-Telegram-04-13-15

Процессы экстракции в системах жидкость - жидкость Одноступенчатая однократная экстракция. Устройство экстракционных аппаратов Ступенчатые экстракторы Смесительно-отстойные экстракторы. Дифференциально-контактные экстракторы Распылительные колонны. Другие колонные экстракторы с мешалками. Центробежные экстракторы Способы растворения и выщелачивания Прямоточный и противоточный процессы растворения и выщелачивания. Устройство экстракционных аппаратов Аппараты с неподвижным слоем твердого материала. Непрерывно действующие аппараты с механическим перемешиванием. Аппараты со взвешенным, или кипящим, слоем. Основные процессы и аппараты химической технологии Экстракцией в широком смысле называют процессы извлечения одного или нескольких компонентов из растворов или твердых тел с помощью избирательных растворителей экстрагентов. Процессы экстракции в системах жидкость - жидкость Экстракция в системах жидкость — жидкость представляет собой диффузионный процесс, протекающий с участием двух взаимно нерастворимых или ограниченно растворимых жидких фаз, между которыми распределяется экстрагируемое вещество или несколько веществ. Принципиальная схема процесса непрерывной экстракции приведена на рис. Процесс собственно экстракции происходит в колонном экстракторе 1, после чего производится выделение извлеченных веществ из экстракта в ректификационной колонне 2 и экстрагента из рафината в ректификационной колонне 3. Экстрактор 4 может иметь, как видно из рисунка, промывную секцию для дополнительной отмывки экстракта от нежелательных примесей. Принципиальные схемы процесса экстракции в системах жидкость — жидкость: Методы экстракции При разделении экстракцией смесей органических веществ в зависимости от числа применяемых экстрагентов различают: Этот простейший метод заключается в том, что исходный раствор F и экстрагент S перемешиваются в смесителе 1 рис. Разделение обычно происходит в сепараторе-отстойнике 2. При таком однократном взаимодействии экстрагента и исходного раствора при достаточном времени контакта могут быть получены близкие к равновесным составы экстракта и рафината. Каждая ступень смесительно-отстойного экстрактора состоит из смесителя, где жидкости перемешиваются до состояния, возможно более близкого к равновесному, и отстойника, где происходит отделение экстракта от рафината. В пределах ступени фазы движутся прямотоком друг к другу, но установка в целом, состоящая из любого числа последовательно соединенных ступеней, работает при противоточном движении фаз. Ступени аппарата располагаются в одной горизонтальной плоскости рис. Принцип работы смесительно-отстойного экстрактора виден из рис. Легкая фаза a подается в смеситель 1 первой ступени, куда параллельным током поступает тяжелая фаза из отстойника 2 следующей второй ступени. После смешения фазы расслаиваются в отстойнике первой ступени, из которого тяжелая фаза отводится в качестве конечного продукта в, а легкая фаза направляется во вторую ступень. Здесь она смешивается со свежей тяжелой фазой б и отделяется от нее в отстойнике 2 второй ступени. Из этого отстойника сверху удаляется легкая фаза конечный продукт г , а снизу отводится тяжелая фаза, поступающая на смешение в первую ступень. Перемещение и смешение жидкостей может производиться не только с помощью механических мешалок как показано на рис. Точно также разделение фаз можно осуществлять не только в гравитационных отстойниках рис. Поэтому число вариантов конструкций смесительно-отстойных экстракторов велико. Так, для того чтобы уменьшить площадь, занимаемую аппаратом, применяют компактные ящичные экстракторы. В ящичном экстракторе рис. Тяжелая фаза поступает в смеситель, расположенный в правом верхнем углу корпуса, и удаляется снизу из крайнего отстойника с левой стороны корпуса. Как видно из рисунка, в аппарате легкая фаза движется противотоком к тяжелой. Схема ящичного смесительно-отстойного экстрактора: В смесительно-отстойных экстракторах достигается интенсивное взаимодействие между фазами, причем эффективность каждой ступени может приближаться к одной теоретической ступени разделения. Эти аппараты хорошо приспособлены для обработки жидкостей при значительно отличающихся объемных расходах фаз, например при соотношениях расходов Для уменьшения объемного соотношения фаз иногда используют частичную рециркуляцию фазы с меньшим объемным расходом из отстойника в смеситель каждой ступени, как показано пунктиром на рис. Важным достоинством смесителей-отстойников является возможность их эффективного применения для процессов экстракции, требующих большого числа ступеней. Смесительно-отстойные экстракторы занимают большую площадь, чем колонные аппараты, но зато требуют меньшей высоты производственного помещения при горизонтальном расположении ступеней. Недостатком смесителей-отстойников многих конструкций является медленное отставание в них жидкостей, что нежелательно при обработке дорогостоящих, взрывоопасных или легковоспламеняющихся веществ. Кроме того, наличие мешалок с приводом в каждой ступени усложняет конструкцию аппарата и приводит к повышению капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Р аспылительный колонный экстрактор представляет собой полую колонну, внутри которой имеются лишь устройства для ввода легкой и тяжелой фаз. Проходя через отверстия распылителя, легкая фаза в виде капель движется снизу вверх сквозь тяжелую фазу, заполняющую смесительную зону колонны. К этой зоне сверху и снизу примыкают отстойные зоны, обычно имеющие больший по сравнению со смесительной зоной диаметр для лучшего отстаивания жидкостей. В верхней отстойной зоне капли сливаются и образуют слой легкой фазы, которая отводится сверху колонны. Тяжелая жидкость поступает через трубы 3 и движется в виде сплошной фазы сверху вниз. Она удаляется из колонны через гидравлический затвор 4, с помощью которого достигается полное заполнение жидкостью корпуса колонны. В соответствии с высотой перелива тяжелой жидкости устанавливается положение уровня раздела фаз в колонне. Снижая высоту перелива, можно перемещать уровень раздела в любое сечение смесительной зоны, а также в нижнюю отстойную зону колонны. Обычно в промышленных экстракторах положение уровня раздела фаз автоматически регулируется вентилем 5, установленным на выходе тяжелой жидкости из колонны , который соединяется с датчиком, контролирующим положение уровня раздела. Распылительные экстракторы отличаются высокой производительностью, но вместе с тем очень низкой интенсивностью массопередачи, обусловленной обратным продольным перемешиванием. Величина ВЕП в них достигает нескольких метров. Это является основной причиной весьма ограниченного промышленного применения распылительных колонн. Полочные экстракторы представляют собой колонны с тарелками-перегородками различных конструкций. Перегородки имеют форму либо чередующихся дисков и колец рис. Расстояние между соседними полками составляет обычно мм. Капли, коалесцируя, обтекают перегородки в виде тонкой пленки, омываемой сплошной фазой. Интенсивность массопередачи в полочных колоннах несколько выше, чем в распылительных, главным образом за счет их секционирования посредством перегородок, что приводит к уменьшению обратного перемешивания. В ситчатом экстракторе диспергируемая фаза, например легкая, как показано на рис. После взаимодействия со сплошной фазой капли коалесцируют и образуют слой легкой фазы под каждой вышерасположенной тарелкой. В случае если диспергируется тяжелая фаза, то слой этой жидкости образуется над тарелками. Когда гидростатическое давление слоя жидкости становится достаточным для преодоления сопротивления отверстий тарелки, жидкость, проходя через отверстия тарелки, Рис. Сплошная фаза в данном случае — тяжелая жидкость перетекает с тарелки на тарелку через переливные патрубки. Все гравитационные экстракторы отличаются простотой конструкции, обусловленной отсутствием движущихся частей. Соответственно стоимость этих аппаратов и расходы, связанные с их эксплуатацией, относительно невелики. Однако в большинстве случаев интенсивность массопередачи в гравитационных экстракторах низка. Это объясняется тем, что для систем жидкость — жидкость разность плотностей фаз значительно меньше, чем для систем пар газ — жидкость и обычно недостаточна для тонкого диспергирования одной жидкой фазы в другой, необходимого для создания значительной поверхности контакта фаз. Гравитационные экстракторы мало пригодны для работы с большими соотношениями расходов фаз. В этом экстракторе рис. По оси колонны проходит вертикально вал с горизонтальными плоскими дисками, или ротор 3, приводимый во вращение посредством привода 4. Диски ротора размещены симметрично относительно перегородок 2, причем каждые две соседние кольцевые перегородки и диск между ними образуют секцию колонны. Чередующиеся кольца и диски препятствуют продольному перемещению. К смесительной зоне колонны примыкают верхняя 5 и нижняя 6 отстойные зоны. Одна из фаз например, легкая фаза диспергируется с помощью распределителя 7 и затем многократно дробится редиспергируется посредством дисков ротора в секциях колонны. После перемешивания фазы частично разделяются вследствие разности плотностей при обтекании ими кольцевых перегородок, ограничивающих секции колонны. При этом легкая фаза поднимается кверху , а тяжелая фаза опускается книзу и захватывается соответствующими дисками ротора для последующего перемешивания. Аппараты такого типа различаются главным образом конструкцией перемешивающих устройств. Так, вместо перемешивающих дисков в колонном аппарате рис. Мешалки ограничены неподвижными кольцевыми перегородками 3. В экстракторе другой конструкции рис. С помощью таких кольцевых сетчатых перегородок облегчается коалесценция капель и достигается лучшее разделение фаз. Диски 2 и кольцевые перегородки 3 образуют как бы капсулу, в которой находятся лопастные мешалки 1. Устройство секций непрерывно действующих колонных экстракторов с механическими мешалками: Аппарат этой конструкции можно лишь условно отнести к экстракторам дифференциально-контактного типа. По принципу действия его можно считать колонным вертикальным смесительно-отстойным экстрактором, значительно превосходящим по компактности смесительно-отстойные экстракторы, описанные выше. В непрерывно действующих колонных механических экстракторах достигаются хорошее диспергирование одной фазы в другой и высокая интенсивность массопередачи. Эти аппараты занимают малую производственную площадь и надежны в эксплуатации. Вместе с тем им присущи определенные недостатки. При большом числе ступеней примерно больше усложняется конструкция ротора и чрезмерно возрастает высота аппарата. Допустимые нагрузки ограничены, причем они снижаются с уменьшением разности плотностей фаз, а также в тех случаях, когда обрабатываемые системы жидкость — жидкость легко эмульгируются. Введение дополнительной энергии в жидкости путем сообщения им возвратно-поступательных колебаний пульсаций возможно двумя способами: Второй способ более экономичен и осуществляется при отсутствии движущихся частей в самом аппарате. Поэтому экстракторы с выносными пульсаторами применяются наиболее часто. Пульсации способствуют лучшему дроблению диспергируемой фазы на капли и соответственно увеличению поверхности контакта фаз, интенсивному их перемешиванию, а также увеличению времени пребывания диспергируемой фазы и ее задержки в колонне. Пульсационный ситчатый экстрактор рис. По аналогии с насосами различают пульсаторы поршневые плунжерные , мембранные, сильфонные и пневматические. Поршневой пульсатор — это бесклапанный поршневой насос, который присоединяется либо к линии подачи легкой фазы рис. С помощью пневматического пульсатора рис. Эти колебания давления, в свою очередь, вызывают колебательное движение жидкости в экстракционной насадочной колонне 3. Отделение аппарата от пульсатора значительно облегчает обслуживание экстракционной установки в тех случаях, когда недопустимо соприкосновение обслуживающего персонала с обрабатываемыми жидкостями и требуется полная герметизация аппаратуры , например при работе с радиоактивными и ядовитыми растворами. В этом заключается специфическое и существенное достоинство пульсационных экстракторов, которые по интенсивности массопередачи и производительности близки к механическим экстракторам с мешалками. Основной недостаток пульсационных экстракторов — ограниченность диаметра этих аппаратов обычно не более — мм. С увеличением диаметра возрастают трудности гидродинамического характера неравномерность распределения скоростей по сечению аппарата, возможность кавитации , а также резко увеличивается расход энергии на сообщение пульсаций большим объемам жидкости в аппарате. Центробежные экстракторы Использование центробежных сил является эффективным средством улучшения не только смешения, но и разделения фаз при экстракции. Принцип работы центробежного экстрактора ясен из рис. Жидкости поступают под напором с противоположных концов в каналы быстро вращающегося вала 1, на котором закреплен ротор барабан 2. Плотность соединения труб для подвода жидкостей и вращающегося вала достигается с помощью сальников у торцов вала. Внутри ротора по всей его ширине размещена спиральная перегородка 3 из перфорированной ленты. В каналах между ее витками противотоком друг к другу движутся легкая и тяжелая фазы. При этом тяжелая фаза движется от оси к периферии ротора, а легкая фаза — от его периферии по направлению к оси. Обе фазы перемешиваются, проходя сквозь отверстия спиралей, и разделяются в каналах под действием центробежных сил. Таким образом, смешение и сепарирование жидкостей протекают одновременно и многократно повторяются. Легкая фаза отводится у наружной поверхности ротора, а тяжелая — вблизи его оси. Обе фазы удаляются через раздельные отводные каналы вала, как показано на рис. Центробежные экстракторы обладают существенными достоинствами. Эти аппараты весьма компактны и сочетают значительную производительность с высокой интенсивностью массопередачи. В них можно эффективно обрабатывать жидкости с небольшой разностью плотностей. Вместе с тем центробежные экстракторы отличаются малой удерживающей способностью и коротким временем пребывания жидкостей в аппарате. Эта особенность центробежных экстракторов обусловливает их успешное применение для экстракции легко Рис. Схема устройства центробежного экстрактора: Вместе с тем эти аппараты не пригодны для экстракции, сопровождаемой химической реакцией, когда требуется длительное время контакта фаз. Производительность центробежных экстракторов определяется шириной ротора, а число получаемых теоретических ступеней — его диаметром. В промышленных центробежных экстракторах число оборотов ротора колеблется ориентировочно в пределах мин -1 , что ограничивает размеры ротора барабана , диаметр которого не превышает 1,,5 м. В экстракторе, показанном на рис. Способы растворения и выщелачивания Прямоточный и противоточный процессы растворения и выщелачивания. Растворение и выщелачивание проводят в каскаде последовательно соединенных аппаратов с мешалками, через которые пульпа движется самотеком рис. При работе по такой прямоточной схеме движущая сила процесса постепенно снижается от ступени к ступени, но не в такой степени, как в одном аппарате с мешалкой, где со свежим растворителем смешивается конечный концентрированный раствор. При числе ступеней, обычно не превышающем 3 — 6, в таких установках достигается достаточно высокая степень извлечения. Схема непрерывного процесса выщелачивания в каскаде аппаратов с мешалками. Более эффективным является проведение непрерывных процессов выщелачивания по принципу противотока. При движении твердых частиц навстречу потоку жидкости в батарее аппаратов на конце установки, где вводится свежий растворитель, последний взаимодействует с выщелоченным в значительной степени материалом, а на другом ее конце исходный твердый материал обрабатывается концентрированным раствором. При этом достигается более равномерная работа аппаратов: В итоге повышается концентрация раствора, уменьшается расход растворителя и увеличивается производительность аппаратуры. В противоточных аппаратах мелкие частицы увлекаются жидкостью в направлении, противоположном движению твердой фазы. В связи с этим два прямоточных аппарата могут быть соединены так, чтобы установка в целом работала по принципу противотока. В процессах выщелачивания конечный раствор должен быть отделен от твердого нерастворимого остатка шлама , который для этой цели подвергают промывке. Промывка производится на фильтрах, центрифугах и отстойниках. В непрерывных процессах выщелачивания обычно применяют противоточные схемы промывки. Схема противоточной промывки осадка шлама на барабанных вакуум-фильтрах: Полученные здесь слабоконцентрированные промывные воды направляются в аппарат 2 с мешалкой репульсатор , где тщательно перемешиваются с поступающим с фильтра 3 осадком и промывают его. Эта операция носит название репульпации. Полученная в аппарате 2 пульпа поступает в фильтр 1, откуда фильтрат подается на промывку осадка в фильтр 3. Промывание воды из фильтра 3 перекачиваются в выщелачиватель 4, где они взаимодействуют в качестве избирательного растворителя с исходным твердым материалом. При описанной противоточной ступенчатой промывке удается использовать указанные выше преимущества противотока. В этих аппаратах скорость движения жидкости при ее фильтровании сквозь слой практически совпадает по величине и направлению со скоростью обтекания. На решетку загружается слой твердого материала, через который сверху вниз протекает растворитель. При таком направлении движения жидкость равномерно заполняет сечение аппарата и не происходит смешения более концентрированного раствора с раствором низкой концентрации, приводящего к снижению движущей силы. Выгрузку выщелоченного твердого остатка производят периодически, чаще всего гидравлическим способом — вымывая твердый материал из аппарата водой. При движении жидкости сквозь слой относительно небольшой высоты не удается получить раствор достаточно высокой концентрации. Поэтому для повышения степени извлечения и увеличения производительности применяют герметически закрытые аппараты с ложным днищем, подобные закрытым нутч-фильтрам, получившие название диффузоров. Схема выщелачивания в батарее диффузоров: Свежий растворитель поступает через штуцер 4, а конечный раствор удаляется через штуцер 5. Диффузоры соединяются последовательно в батареи и работают под избыточным давлением. При этом растворитель прокачивается одним насосом 6 снизу вверх последовательно через все аппараты батареи, в которых в данный момент происходит выщелачивание. Общее число диффузоров в батарее зависит от скорости процесса и может достигать 10 - 15 и более. В любой рассматриваемый момент один из аппаратов, в котором уже достигнута заданная степень извлечения, отключается на разгрузку выщелоченного материала и загрузку свежим материалом. В это время в остальных аппаратах исключая один из аппаратов, находящийся обычно в резерве осуществляется выщелачивание. Периодическая разгрузка выщелоченного материала производится самотеком под давлением через нижний люк, снабженный откидным днищем и ручным рис. Батарея диффузоров работает по принципу противотока, то есть свежий растворитель взаимодействует с уже в значительной степени выщелоченным материалом. В современных установках смена операций в условиях полунепрерывной работы диффузоров осуществляется автоматически. Существенным недостатком аппаратов с неподвижным слоем является неравномерность обтекания твердых частиц. Увеличение скорости фильтрования ограничивается уносом мелких частиц жидкостью и значительным возрастанием гидравлического сопротивления. Поэтому такие аппараты постепенно вытесняются аппаратами непрерывного действия. Одним из распространенных аппаратов этой группы является шнековый растворитель рис. Он представляет собой горизонтальное корыто, или желоб 1, в котором вращается горизонтальный вал 2 с укрепленными на нем спиральными лопастями 3 и крестовинами 4. Растворяемый твердый материал непрерывно поступает через штуцер 5, а жидкость растворитель — через штуцер 6 и движутся прямотоком друг к другу, причем твердый материал перемещается вдоль корыта с помощью спиральных лопастей. На лопастях укреплены дополнительные лопасти-скребки 7, которые приподнимают и сбрасывают твердые частицы, осуществляя перемешивание материала на различных участках корыта в вертикальной плоскости. Для ускорения процесса жидкость в корыте нагревается острым паром , поступающим через сопла 8 как показано на рис. При движении вдоль аппарата раствор многократно направляется книзу посредством козырьков 9; это улучшает контакт между жидкой и твердой фазами. Концентрированный раствор удаляется с противоположного конца аппарата через сливной штуцер в верхней части корыта, а нерастворенный остаток твердого материала отводится с помощью наклонного элеватора Ковши 11 элеватора имеют ситчатые стенки для отделения жидкости, сливающейся через штуцер Шнековые аппараты могут работать как по принципу прямотока, так и противотока фаз, причем чем интенсивнее перемешивание фаз в поперечном сечении аппарата, тем полнее могут быть использованы преимущества противотока. Иногда шнековые аппараты работают комбинированным способом. Процесс проводится в двух последовательно соединенных аппаратах, из которых в один поступает исходный твердый материал, а в другой — свежий растворитель. При этом в первом по ходу твердой фазы аппарате фазы движутся прямотоком, а в во втором — противотоком. Аппараты такого типа надежны в работе и обеспечивают высокие производительности. Наряду с этим они металлоемки, громоздки и требуют сравнительно больших расходов электроэнергии. Удельная производительность шнековых аппаратов на единицу объема или веса аппарата невелика, что объясняется относительно низкой скоростью обтекания частиц и умеренной величиной поверхности соприкосновения фаз. Несколько более эффективно протекает процесс в барабанном растворителе рис. Аппарат представляет собой горизонтальный цилиндрический барабан 1, закрытый с торцов передней крышкой 2 и задней крышкой 3. Через штуцер 4 в передней крышке поступает измельченный твердый материал, который транспортируется движущейся в том же направлении жидкостью растворителем. Барабан 1 установлен на бандажах 5, опирающихся на ролики 6, он приводится во вращение через зубчатую передачу 7 и червячный редуктор 8 электродвигателем 9. Твердые частицы движутся при вращении барабана вместе с потоком жидкости в осевом направлении и относительно потока — в поперечных сечениях барабана, причем для лучшего перемешивания фаз в вертикальной плоскости служат лопасти 10, укрепленные на внутренней стенке барабана. Концентрированный раствор и твердый остаток удаляются через штуцер 11 в задней крышке аппарата. Для уменьшения потерь тепла барабан снаружи покрыт тепловой изоляцией Барабанные растворители могут работать также по принципу противотока. В этом случае перемещение твердого материала осуществляется с помощью лопаток, установленных внутри горизонтального барабана под небольшим углом к образующей в направлении движения материала. Аппараты со взвешенным, или кипящим, слоем Трубчатый растворитель рис. Для проведения процесса при повышенной температуре трубы снабжаются паровыми рубашками 3. При внезапной остановке насоса 2 через штуцер 4 подается промывная вода для того, чтобы удалить твердый материал из системы и предотвратить его осаждение в трубах. Ускорение процесса растворения выщелачивания достигается вследствие того, что твердые частицы взаимодействуют с растворителем, находясь во взвешенном состоянии, и аппарат работает в условиях , приближающихся к режиму идеального вытеснения. Применению противотока в трубчатых растворителях препятствует значительный унос мелких твердых частиц жидкостью. Одна из конструкций колонных аппаратов с псевдоожиженным кипящим слоем показана на рис. В цилиндрическую колонну 1 через нижний штуцер 2 непрерывно поступает жидкость растворитель , которая, проходя с необходимой скоростью сквозь отверстия распределительной решетки 3, приводит слой мелкораздробленных твердых частиц в псевдоожиженное состояние. При высоте кипящего слоя, равной нескольким метрам, удается получить на выходе из него раствор достаточно высокой концентрации, который поступает в верхнюю, расширенную часть колонны, переливается в кольцевой желоб 4 и удаляется через штуцер 5. Твердый остаток непрерывно отводится через штуцер 6, расположенный несколько выше решетки 3. Исходный твердый материал подается непосредственно в кипящий слой сверху через загрузочную трубу 7. Колонный растворитель с псевдоожиженным кипящим слоем: Аппараты такого типа отличаются простотой устройства и небольшим весом. В них достигаются значительная скорость процесса и достаточно высокая степень извлечения целевых компонентов из исходного твердого материала.

Ледяная экстракция, экстрактор

Экстракция К. Экстракция

Холодный экстрактор COEX

Экстракторы для холодной экстракции от RAYPA

ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ

Холодное экстрагирование

Bubble Bags Premium 20 L (5 сит)

Bubble Bags Basic (5 сит)

Экстрактор Сокслета

Bubble Bags Premium 20 L (5 сит)

Bubble Bags Premium 20 L (5 сит)

Bubble Bags Basic (5 сит)

Экстрактор Сокслета

Bubble Bags Premium 20 L (5 сит)

Экстракция К. Экстракция

Bubble Bags Premium 20 L (5 сит)

ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ

ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ

Холодный экстрактор COEX

Экстракция К. Экстракция

Экстрактор Сокслета

Report Page