Tehnologie // Extracție lichidă
Extracția lichidă este transferul uneia sau mai multor componente ale unei soluții dintr-o fază lichidă într-o fază lichidă care nu se poate injecta și care nu poate fi amestecată și care conține un solvent selectiv (extractant). Unul dintre procesele de schimb de masă ale tehnologiei chimice. Se utilizează pentru extracția, separarea și concentrarea substanțelor dizolvate.
Extracția lichidelor este unul dintre cele mai frecvente procese tehnologice chimice. Cota de extracție lichidă reprezintă aproximativ 20% din toate costurile industriei chimice. Metodele de extracție au fost utilizate pe scară largă în industria farmaceutică, rafinarea petrolului și, de asemenea, în domeniul ingineriei energetice nucleare.
Extractanți furnizează o țintă componente de tranziție de evacuare (grea) de fază, care de multe ori este o soluție apoasă, în retragere fază (lumină) (de obicei un lichid organic). Cele două faze lichide care intră în contact și componenta țintă distribuită între ele formează un sistem de extracție. Faza de extracție include numai extractantul (sau un amestec de extractanți) sau este o soluție de unul sau mai multe. extractant într-un diluant, care servește pentru a îmbunătăți fizice (vâscozitate, densitate) și extracție proprietățile extractanți. Diluanții adecvați utilizați sunt de obicei lichide (petrol lampant, benzen, cloroform, etc.), sau amestecuri ale acestora, care se evacuează în fază practic insolubil și inert față de soluție extractabil componentelor. Uneori diluanții modificatori adăugat, solubilizarea componentelor extractibile în faza de extragere sau faze facilitează delaminare (alcooli, cetone și tributil t. D.).
Principalele etape ale extracției lichide sunt:
- fazele de contact și dispersare;
- separarea sau delaminarea fazelor în extract (faza de extracție) și rafinarea (faza de evacuare);
- selectarea componentelor țintă din extract și regenerarea extractantului, care, împreună cu distilare Naib, striparea este adesea utilizat (proces invers de extracție cu solvent), prin tratare cu soluții apoase de extract veschestvv asigura transferul complet al componentelor țintă într-o soluție sau precipita și concentrația acestora;
- spălați extractul pentru a reduce conținutul și eliminați soluția de alimentare mecanică prinsă.
În orice proces de extracție, după realizarea parametrilor de extracție necesari, fazele trebuie separate. Emulsiile formate cu agitare sunt, de obicei, instabile termodinamic, care se datorează prezenței excesului de energie liberă datorită unei suprafețe interfaționale mari. Acesta din urmă scade din cauza coalescenței (confluenței) picăturilor fazei dispersate. Coalescența este favorabilă din punct de vedere energetic (în special în sistemele binare) și are loc până la formarea a două straturi de lichid.
Separarea emulsiilor se efectuează, de regulă, în două etape. La început, se precipită destul de repede (plutiți) și se coalizează picături mari. Picături semnificativ mai mici rămân sub formă de "ceață", ceea ce înseamnă ceva timp. Rata de delaminare determină adesea productivitatea echipamentului întregului proces de extracție. În practică, pentru a intensifica separarea fazelor, se folosesc lamele centrifuge și se folosesc diverse dispozitive sau duze care se află în tancurile de decantare. Într-o serie de cazuri, câmpul electric contribuie la delaminare.
Cerințele principale pentru extractorii industriali:
selectivitate ridicată;
capacitate mare de extracție pentru componenta țintă;
solubilitate scăzută în rafinat;
compatibilitatea cu diluanții;
ușurința de regenerare; substanțe chimice ridicate și, în unele cazuri, rezistență la radiații; incombustibilitate sau temperatură suficient de ridicată a blițului (mai mare de 600 ° C);
volatilitatea scăzută și toxicitatea redusă;
disponibilitate și costuri reduse.
Cele mai frecvente extragante industriale sunt împărțite în clase:
- kotorymirymi extracție neutru prin mecanisme diferite, în funcție de aciditatea soluției inițiale - apă, compuși organofosforici (în principal tribugilfosfat), sulfoxizi petrol, alcooli saturați, eteri, esteri, aldehide, cetone, etc.;
- cationi ai metalelor acide sunt recuperate în faza organică de faza apoasă - organofosforic de-ai (di (2-etilhexil) acid fosforic) și acizi naftenici carboxilici, acizii sulfonici, alchilfenoli, compus de chelatare (hydroxyoximes, alkilgidroksihinoliny, beta-dicetone);
-bazic prin extragerea metalelor din soluții apoase de anioni - amine primare, secundare, terțiare și sărurile lor, amoniu cuaternar, fosfoniu și baze arsonievyh et al.
Extracția lichidului termodinamic este un proces spontan de nivelare chimică. potențiali in-in în fazele de contactare.
Extracția lichidelor se efectuează în extractoare, cu contact unic și multiplu de faze. În cazul extracției în mai multe etape, etapele de separare sunt furnizate prin extractoare separate sau prin secțiunile acestora.
Extracția multiplă, cea mai obișnuită în industrie, este efectuată în mod continuu și prin metoda de mișcare a fazelor este împărțită în contracurent, semi-contracurent și flux încrucișat. Cel mai adesea, extracția în contracurent este folosită de extractorul 1, cu un număr de pași de obicei de până la 10. Pentru componentele greu divizate, numărul de pași ajunge la 70-100.
Claritatea separării amestecului inițial poate fi îmbunătățită prin utilizarea următoarelor metode. În cazul extracției lichide cu reflux invers, extractantul și rafinatul sunt parțial separate de extractul corespunzător și de soluția stoc; Mai mult, anumite fracții ale acestor fracțiuni se întorc înapoi la extractor spre fluxurile de ieșire (procesul se desfășoară ca rectificare). În extracția lichidă cu doi extractori care nu amestecă, fiecare dizolvă selectiv orice componentă sau grup de componente ale sistemului de extracție al sistemului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: