Достоинства непрерывных экстракторов
ЭКСТРАКЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 11.1 ЗНАЧЕНИЕ ЭКСТРАКЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВ БАВ. Процессы (и явления) экстракции в технологии БАВ используют в трёх основных аспектах. 1. Выделение полученных полупродуктов и субстанций из разбавленных растворов: - липофильных малополярных органических протонных и апротонных продуктов из водных (водно-спиртовых) сред в неполярные и малополярные органические; - высокополярных ионных соединений (например, соли карбоновых или минеральных кислот, кислоты, алкоголяты, феноляты, щёлочи, аммониевые соли) из неполярных органических сред в водные. 2. Очистка полученных продуктов от следов технологических примесей – например, “отмывки” органических жидких субстратов от кислотных и основных гомогенных катализаторов или реагентов (денитрация нитропродуктов; нейтрализация алкилгалогенидов, простых и сложных эфиров, получаемых с кислотным катализом; разложение кислот Льюиса в процессах алкилирования и ацилирования – и т.д.). 3. Прямое сочетание экстракции как явления массообмена с химическим превращением при проведении гетерогенных процессов в системах Ж:Ж (С-, N-, и О-алкилирование по Вильямсону; межфазный катализ – и т.д.).
8.2. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЭКСТРАКЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ВИДЫ ПРОЦЕССОВ ЭКСТРАКЦИИ В ТЕХНОЛОГИИ БАВ 8.3.1. АППАРАТЫ С МЕШАЛКАМИ. В силу изложенных выше особенностей технологии ТОС в целом (доминирование периодических процессов; изменчивая номенклатура продукции) данный тип аппаратов, благодаря своему универсализму является самым распространённым во всех отраслях ТОС, в т.ч. – и в химических производствах БАВ. На аппараты-котлы приходится не менее 90 % всего парка экстракционного оборудования. Аппаратуру этого типа используют в процессах периодической и непрерывной смесительно-отстойной экстракции.
Рисунок 11.1. – Аппаратурная схема установки периодической смесительно-отстойной экстракции. Сб-1 Сборник экстрактива. Сб-2 Сборник экстрагента М-3 Мерник экстрагента Э-4 Экстрактор ДВ-5 Делительная воронка (сепаратор-отстойник) Сб-6 Сборник экстракта Сб-7 Сборник рафината Следует отметить, что в качестве экстракторов предпочтительнее использовать аппараты с тихоходными или среднескоростными – якорными, рамными, грабельными, листовыми, шнековыми -мешалками. Эти мешалки обеспечивают достаточно высокую интенсивность массопередачи. Но при этом, благодаря сравнительно невысоким градиентам скоростей течения среды, в этих аппаратах не происходит заэмульгирования (образования стойких трудноразрушаемых эмульсий) массы. Заэмульгирование приводит к резкому росту потерь продукта в эмульсионных слоях, либо вынуждает затягивать процедуры отстаивания для разрушения эмульсий. В установках одноступенчатой (однократной) периодической экстракции в качестве делительной воронки обычно используют сам экстрактор, что экономит оборудование. _______ ____ экстрактив →| || || | |→ экстракт | || ||→ | | экстрагент →|___||__ || |___|→ рафинат
Рисунок 11.2 – Операционная схема процесса одноступенчатой прямоточной экстракции
В однократной экстракцииреализуется прямоток фаз.Поэтому высокой эффективной экстракции можно достичь только в случае очень высокой экстрагируемости субстрата, что бывает в процессах экстракции с реакцией - и довольно редко. Поэтому в технологии БАВ значительно более распространены процессы многоступечатой (многократной) экстракции. Обычно используют двух- трёхкратную экстракцию последовательно порциями чистого (свежего) экстрагента. Т.о., реализуется операционная схема перекрёстного тока. Многоступенчатая перекрёстноточная экстракция может быть периодической и непрерывной. Примером является процесс получения пантолактона в производстве витамина В3. _______ |---------------------------------|-→ |экстракт| __________ ____ __↑_ ____ __↑_ |экстрактив |→|| || | | || || | | || ||→ | |→ →|| ||→ | | _______ ||__ || |____| ||___|| |____|→ |рафинат_| ↑______________________ ↑ __|________ ____|_______ |экстрагент | |экстрагент |
Рисунок 11.2 – Операционная схема процесса многоступенчатой Перекрёстноточной экстракции Общей чертой всех процессов смесительно-отстойной экстракции является дискретный ступен-чатый контакт фаз.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ С НЕПРЕРЫВНЫМ КОНТАКТОМ ФАЗ. РОТОРНО-ДИСКОВЫЕ ЭКСТРАКТОРЫ Роторно-дисковые экстракторы представляют собой своеобразный промежуточный по принципу действия тип аппаратуры. Это аппараты непрерывного действия. При этом внутри каждой зоны смешения существует непрырывный контакт фаз; а между зонами контакт ступенчатый.
Рисунок 11.4 - Роторно-дисковый экстрактор
В целом режим работы РДЭ весьма сложен; работа таких аппаратов описывается моделью идеального смешения с обратным перемешиванием и проскоком.
ПУЛЬСАЦИОННЫЕ ЭКСТРАКТОРЫ Пульсационные экстракторы представляют собой по принципу действия классический тип аппаратуры с непрерывным контактом фаз. Интенсивное диспергирование потоков и массопередача обеспечиваются вследствие наложения на движущиеся потоки гармонических колебаний (пульсаций) с амплитудой (1…10) см и частотой (1…50) Гц.
Рисунок 11.4 – Пульсационный экстрактор.
ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ЭКСТРАКТОРЫ.
Рисунок 11.5 – Центробежный экстрактор.
Центробежные экстракторы по устройству схожи с центробежными сепараторами (впрочем, они одновременно и являются сепараторами). Тяжелая фаза подается к оси вала, а лёгкая – к периферии тарельчатого пакета. Центробежные силы вынуждают потоки двигаться навстречу друг другу. При этом происходит диспергирование фаз, экстракция и разделение фаз.
Достоинства непрерывных экстракторов 1. В непрерывных экстракторах реализуется схема противотока; при этом режим течения фаз приближается к идеальному вытеснению. 2. Высокая интенсивность массопередачи и малое время контакта. 3. Эффективное разделение фаз. 4. Компактность, экономичность оборудования, возможность полной автоматизации процессов. 5. Соответствие GMP.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (498)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |