Folyékony extrakció, technológia
Technológia // folyadékkivonás
A folyadékkivonás az oldat egy vagy több összetevőjének egy folyadékfázisból egy érintkeztető és nem keverhető más folyadékfázisba való átvitele, amely szelektív oldószert (extrahálószert) tartalmaz. A vegyipari technológia egyik tömegváltási folyamata. Az oldott anyagok extrakciójára, szétválasztására és koncentrációjára szolgál.
A folyékony extrakció a kémiai technológia egyik leggyakoribb folyamata. A folyékony elszívás aránya a vegyipar összes költségének mintegy 20% -át teszi ki. Az extrahálási módszereket széles körben alkalmazták a gyógyszeriparban, az olajfinomító iparban és az atomenergia-technológiában is.
Az extrahálószerek a célkomponensek átjutását a kimerülő (nehéz) fázisból, amely leggyakrabban vizes oldat, visszanyerési (könnyű) fázisba (általában szerves folyadék). A két érintkező folyadékfázis és a közöttük elhelyezett célösszetevő extrakciós rendszert képez. Az extrakciós fázis csak az extrahálószert (vagy az extrahálószerek keverékét tartalmazza) vagy egy vagy több oldatát tartalmazza. hígítószeres extrahálók, amelyek javítják az extraktorok fizikai (viszkozitását, sűrűségét) és extrakciós tulajdonságait. Hígítószerként hígítószerként általában folyadékok (kerozin, benzol, kloroform, stb.) Vagy ezek keverékei, amelyek gyakorlatilag oldhatatlanok és inertek az oldat extrahált komponenseihez viszonyítva. Néha módosítószert adnak a hígítószerekhez, amelyek növelik az extrahálható komponensek oldhatóságát a kinyerési fázisban vagy megkönnyítik a fázisszétválasztást (alkoholok, ketonok, tributil-foszfát stb.).
A folyadékkivonás főbb fázisai a következők:
- érintkezés és diszpergálás;
- a fázisok elválasztása vagy szétválasztása kivonatba (extrakciós fázis) és raffinátum (extrahálható fázis);
- kiválasztása target összetevőket a kivonatokból, és az extrahálószer regeneráció, amely mellett Naib desztillációs sztrippelést gyakran használják (fordított folyamat az oldószer-extrakció) végzett kezeléssel, vizes oldatok a kivonatot veschestvv biztosítva tökéletes átvitelét cél egy adott oldat összetevőinek vagy kicsapódik, és azok koncentrációját;
- az extraktum mosása a tartalom csökkentése és a mechanikusan becsatolt takarmányoldat eltávolítása érdekében.
Minden extrakciós eljárásnál, a kívánt extrakciós paraméterek elérése után, a fázisokat el kell különíteni. A keverés során képződött emulziók általában termodinamikailag instabilak, ami nagy felszívódási felület következtében felesleges szabad energia jelenlétének tulajdonítható. Ez utóbbi csökkenés következik be a diszpergált fázis cseppjeinek összevágásával (összefolyásával). A koaleszcencia energetikailag kedvező (különösen a bináris rendszerekben), és addig történik, amíg két folyadékréteg keletkezik.
Az emulziók elválasztása általában 2 lépésben történik. Először gyorsan kicsapódik (lebeg), és nagy cseppeket elegyít. Jelentősen kisebb cseppek maradnak egy "köd" formában, ami már régóta áll. A delamináció sebessége gyakran meghatározza a teljes extrakciós folyamat berendezésének termelékenységét. A gyakorlatban a fázisok szétválasztásának fokozása érdekében centrifugális lyukakat használnak, és különféle eszközöket vagy fúvókat használnak, amelyek az ülepítő tartályokban találhatók. Számos esetben az elektromos mező hozzájárul a töréshez.
Az ipari kivonatok fő követelményei:
nagy szelektivitás;
nagy kitermelési kapacitás a célösszetevő számára;
alacsony oldhatóság a raffinátumban;
kompatibilis a hígítószerekkel;
könnyű regeneráció; magas kémiai és bizonyos esetekben sugárzásállóság; éghetetlen vagy elég nagy hőmérsékletű (több mint 600 ° C);
alacsony volatilitás és alacsony toxicitás;
elérhetőség és alacsony költség.
A legelterjedtebb ipari kivonók osztályokba sorolhatók:
- semleges extrakciós kotorymirymi különböző mechanizmusok útján függően a savasság a kezdeti oldat - víz, szerves foszforvegyületek (főleg tribugilfosfat), ásványolaj szulfoxidok, telített alkoholok, éterek, észterek, aldehidek, ketonok, stb.;
- savas fém kationok visszanyerhető a szerves fázist a vizes - szerves foszforvegyületek által-te (di (2-etil-hexil) foszforsav), és naftén karbonsavak, szulfonsavak, alkil-fenolok, kelátképző vegyület (hydroxyoximes, alkilgidroksihinoliny, béta-diketonok);
-alapú, amelynek segítségével a fém anionokat vizes oldatokból - elsődleges, másodlagos, tercier aminok és sóik, kvaterner ammóniumsók, foszfónium-sók és arsónium-bázisokból extrahálják.
A termodinamikusan folyékony extrakció a spontán kémiai szintszabályozás. a bejövő potenciál az érintkező fázisokban.
A folyékony extrakciót extraháló készülékekben végezzük, a fázisok egyszeres és többszörös érintkeztetésével. Többlépcsős extrahálás esetén az elválasztási lépcsőket külön elszívók vagy szakaszuk biztosítják.
Az iparban leggyakrabban előforduló többszörös extrakciót folyamatosan hajtják végre, és a fázistranszfer módszere ellentétes, félig ellenáramú és keresztáramú. Leggyakrabban az ellenáramú extrakciót az 1. kivezető használja több lépésben, általában 10-ig. A nehezen megosztott komponensek esetében a lépések száma eléri a 70-100 értéket.
Az eredeti keverék elválasztásának tisztasága javítható az alábbi módszerek alkalmazásával. Folyékony extrahálással, visszafolyató hűtő alkalmazásával a kivonószer és a raffinátum részlegesen elválik a megfelelő kivonattól és a törzsoldattól; Továbbá ezeknek a frakcióknak bizonyos frakciói visszatérnek az extrahálóba a kimenő áramok felé (az eljárást úgy hajtjuk végre, mint a helyesbítést). Folyékony extrakcióban két nem keveredő extrahálószerrel, mindegyik szelektív módon feloldja a rendszer extrakciós rendszerének bármely összetevőjét vagy csoportját.