Аппараты для жидкостной экстракции

На стадии очистки извлечения подвергают последо­вательной обработке, целью которой является выделе­ние комплекса действующих веществ в нативном со­стоянии, свободного от балласта. Приемы и способы очистки первичных извлечений весьма разнообразны и индивидуальны.

Наиболее широко используют избирательное, фрак­ционное осаждение действующих или балластных ве­ществ, экстракция в системах жидкость — жидкостью,
адсорбцию и ионный обмен.

Экстракция в системах жидкость — жидкостью яв­ляется процессом диффузионным, при котором одно или несколько растворенных веществ извлекаются из одной жидкости другой, нерастворимой или ограни­ченно растворимой в ней. Процесс экстракции в системах жидкость — жид­костью складывается из следующих стадий: смешива­ние исходного раствора с экстрагентом для создания между ними тесного контакта, разделение двух несмешивающихся жидких фаз, регенерация экстрагента, удаление его из экстракта и рафината. Для экстракции в системах жидкость — жидкостью ис­пользуют следующие основные типы экстракторов: смесительно-отстойные, колонные, центробежные

1. Экстрактор полый распылительный (рис а)

Представляют собой полую колонну, внутри которой имеются лишь устройства для ввода тяжелой и легкой фаз. Колонна полностью заполняется тяже­лой жидкостью, которая движется сплошным потоком сверху вниз. Она удаляется из корпуса колонны через гидравлический затвор. Для создания возможно боль­шей поверхности контакта фаз и соответственно для увеличения скорости массопередачи легкая жидкость вводится в аппарат через распылитель и в виде ка­пель поднимается вверх. В верхней части экстрактора капли сливаются и образуют слой легкой фазы, кото­рая отводится сверху колонны. Распылительные ко­лонны обладают низкой интенсивностью массопереда­чи, что объясняется укрупнением капель дисперсной фазы и обратным перемешиванием, при возникнове­нии которого капли дисперсной фазы увлекаются частицами сплошной фазы (или наоборот). В результате в колонне создаются местные циркуляционные токи, нарушающие их противоток. Для уменьшения обрат­ного перемешивания в таких колоннах устанавливают перегородки различных конструкций (чередующиеся диски, кольца, тарелки с сегментными вырезами)

2. Экстрактор колонный с ситчатыми тарелками (рис 2)

Выполнены в виде колонн, разделенных тарелками на секции. Аппарат заполняется сплошной фазой (например, тяжелой жидкостью), которая про­текает с тарелки на тарелку через переливные трубки. Диспергируемая фаза (в данном случае легкая жидкость), вводимая противотоком к сплошной, проходя через отверстия ситчатых тарелок, многократно дро­бится на капли и струйки, которые в свою очередь распадаются на капли в межтарелочном пространстве. Капли под действием подъемной силы движутся в сплошной фазе и сливаются вновь, образуя слой легкой фазы под каждой расположенной выше тарелкой. В случае если диспергируется тяжелая фаза, слой этой жидкости образуется над тарелками. Когда гидростатическое давление слоя жидкости становится до­статочным для преодоления сопротивления отверстий тарелки, жидкость, проходя через них, диспергируется вновь.

а

б

Реактор - смеситель

Реактор предназначен для смешивания густых ком­понентов с вязкостью до 200 Н-с/см². Он имеет корпус 1, крышку 2 с вмонтированной в нее загрузочной воронкой, смотровое окно, клапаны, штуцера и патрубки для введения различных компо­нентов. Крышка корпуса с помощью траверсы 9 и гидравличес­ких опор 10 может подниматься и опускаться. Внутри корпуса расположена якорная мешалка 3 с лопатками 4, соответствую­щими профилю корпуса. Мешалки 3 и 4 вращаются в противопо­ложные стороны с помощью гидродвигателей 7 и соосных валов 6. Кроме этого, в корпусе реактора смонтирована и турбинная мешалка 5, вращающаяся с помощью электродвигателя 8. На­личие трех мешалок обеспечивает качественное перемешивание компонентов мази. Загрузка реактора осуществляется через паро­вой клапан 11, его корпус имеет «рубашку» для подвода горячей или холодной воды.

Процесс ректифика­ции проводят в установках, которые состоят из ректи­фикационной колонны, перегонного куба, дефлегмато­ра, конденсатора-холодильника и сборника дистилля­та. Ректификационная колонна представляет собой цилиндрический аппарат высотой от 15 до 30 м и диаметром от 1 до 6 м. В зависимости от внутреннего устройства ректификационные колонны делят на насадочные и барботажные, имеющие ситчатые или колпачковые тарелки. Назначение внутреннего устройства — обеспечить наиболее тесный контакт паров, поднимающихся сни­зу, с жидкой фазой, стекающей по колонне сверху вниз.

Насадочные колонны (рис а) представляют собой цилин­дрические аппараты. Для создания большей поверх­ности фазового контакта и интенсивности перемеши­вания жидкой и паровой фаз в них загружают на­садку — твердые тела различной формы: шары, коль­ца, тонкостенные цилиндры, изготовленные из керами­ки, фарфора, стали. Насадки засыпают беспорядочно или правильными рядами в виде отдельных слоев, высотой от 1,5 до 3,0 м, между которыми устанавливают направляющие конусы. В зависимости от режима движения жидкости и пара насадочные колонны могут работать с различной эффективностью. В первом случае, когда поток пара является сплошным, а жид­кость стекает по насадке тонкой пленкой, соприкосно­вение фаз определяется величиной поверхности на­садки. Если движение пара ускоряется за счет барботирования через жидкость, контакт между фазами возрастает, что приводит к интенсификации процесса массообмена. При эмульгировании жидкость заполня­ет весь объем насадки, не занятый паром, и становится дисперсионной средой, а пар — дисперсной фазой, распределенной в жидкости, что еще больше увеличи­вает степень разделения смеси.

Барботажные колонны (рис. б)имеют ряд горизонтальных перегородок — тарелок. Режим их работы несколько отличается от насадочных колонн. Пар распределяется в жидкости в виде пузырьков и струй, образуя боль­шую поверхность контакта.

Ситчатые тарелки имеют отверстия диа­метром 2—5 мм, через которые проходит пар. Он барботирует через слой жидкости на тарелке высотой 25—30 мм, который поддерживается положением верхних концов переливных трубок, а снизу — давле­нием пара. Жидкость перетекает на следующую тарелку только по переливным трубкам. Взаимодей­ствие между паром и жидкостью происходит на неко­тором расстоянии от дна тарелки в слое пены и брызг. Для нормальной работы колонны необходимо, чтобы пар имел давление, необходимое для преодоления гидростатического сопротивления жидкости на тарел­ке. Если давление пара недостаточно, то жидкость будет стекать через отверстия и затапливать ко­лону.

Колпачковые тарелки снабжены патруб­ками, накрытыми сверху колпачками. Пар проходит через слой жидкости, уровень которой на тарелке поддерживается переливными трубками. Нижние кон­цы трубок опущены под уровень жидкости следующей тарелки, благодаря чему создается гидрозатвор, пре­дотвращающий прохождение через них пара. Колонны различаются числом колпачков на тарелке. Барбо­тажные колонны обеспечивают довольно хорошее разделение смеси.

а

Б в

Поиск по сайту: