CZ290227B6

CZ290227B6 - Vícestupňový třífázový extraktor

Info

Publication number: CZ290227B6
Application number: CZ19981183A
Authority: CZ
Inventors: Artak Eranosovich Kostanian
Original assignee: Bayer Aktiengesellschaft
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 2002-06-12
Also published as: HK1016910A1; EP0862487B1; WO1997014488A1; CZ118398A3; ES2135926T3; US6090352A; CN1200050A; CN1104922C; EP0862487A1; DE59602747D1; JPH11514918A; ATE183109T1

Abstract

V cestup ov² t° f zov² extraktor je opat°en n trubky /7, 8/ pro p°iv d n a n trubky /10, 11/ pro odv d n prvn a druh disperzn f ze a m kontaktn stupn /3/, uspo° dan jeden nad druh²m, obsahuj c v dy dv navz jem spojen komory /1, 2/, zapln n spojitou f z a opat°en disperga n m za° zen m /5/. Prvn komora /1/ horn ho stupn je spojena s druhou komorou /2/ stupn le c ho pod n m. Spojit f ze se p°iv d do prvn ho stupn n trubkem /11/ a odv d se z posledn ho stupn n trubkem /12/.\

Description

Oblast techniky

Vynález vychází z vícestupňového třífázového extraktoru s nátrubkem pro přivádění a odvádění první a druhé disperzní fáze a s kontaktními stupni, uspořádanými pod sebou, které obsahují vždy první komoru a druhou komoru, navzájem spojené a zaplněné spojitou fází.

Dosavadní stav techniky

Jsou známa zařízení pro provádění způsobů třífázové kapalinové extrakce ve formě dvoukomorových systémů, přičemž obě komory jsou v horní části navzájem spojeny nebo mají porézní dělicí stěnu. Komory jsou vyplněny spojitou fází, kterou prochází dvě disperzní fáze, nerozpustné ve spojité fázi, ve formě kapek. Přitom dochází k přestupu látek z jedné dispergované fáze (rafínátová fáze) přes spojitou fázi (nazývanou také kapalinová membrána) do druhé dispergované fáze (extraktová fáze) (viz např. časopis Theoretische Grundlagen der chemischen Technologie, 1984, část 18; č. 6, s. 736-738).

Tato zařízení, pokud jde o jejich výkonnost a rozšíření na vícestupňové procesy, je třeba zlepšit.

Z technického hlediska a podle dosažitelného efektu je ze známých zařízení nejbližší třífázový extraktor, sestávající z první a druhé komory, zaplněné spojitou fází (kapalinová membrána). Komory mají zařízení pro dispergování příslušných fází ajsou navzájem spojeny přetoky pro cirkulaci spojité fáze. Přetoky jsou vytvořeny ve formě trubek, které navzájem spojují vždy horní a spodní část komory. Extraktor je opatřen nátrubky pro přivádění a odvádění první a druhé dispergované fáze (ruský patentový spis RU 2080162).

Fáze, které mají být dispergovány, to znamená výchozí roztok a rozpouštědlo (extraktová fáze), se vždy v příslušné komoře rozdělují pomocí dispergačního zařízení na kapičky, které se pohybují spojitou fází jako oblaka kapek. Na základě rozdílu měrné hmotnosti emulzí v první a druhé komoře dochází k cirkulaci spojité fáze horním a dolním přetokem, takže nastává přestup extrahované látky z jedné komory do druhé a z první dispergované fáze do druhé.

Nevýhoda známého extraktoru spočívá v obtížnosti dosažení optimálního souproudého nebo protiproudého styku fází, což má pro řadu dělicích procesů negativní účinky.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je zvýšení efektivnosti vícestupňového třífázového extraktoru vytvořením předpokladů pro umožnění různých druhů proudění spojité fáze.

Tento úkol je, vycházeje z výše popsaného třífázového reaktoru, podle vynálezu vyřešen tím, že je první komora horního stupně spojena s druhou komorou stupně ležícího pod ním, a že je první stupeň opatřen nátrubkem pro přivádění a poslední stupeň nátrubkem pro odvádění spojité fáze.

Spojení první komory horního stupně s druhou komorou spodního stupně, jakož i uspořádání nátrubků pro přivádění a pro odvádění spojité fáze na prvním a na posledním stupni, dovoluje realizovat v extraktoru proudění různého charakteru, přičemž nastává postupně vícefázový styk spojité fáze s první a druhou dispergovanou fází.

- 1 ι

S výhodou je spojena horní část první komory se spodní částí druhé komory téhož stupně, a spodní část první komory s horní částí druhé komory stupně ležícího pod ním.

Alternativně může být také spodní část první komory spojena s horní částí druhé komory téhož stupně a horní část první komory se spodní částí druhé komory stupně ležícího pod ním.

Propojení mezi komorami jsou s výhodou vytvořena jako separační zóny pro dispergované fáze.

Když se horní část první komory spojí se spodní částí druhé komory téhož stupně, a spodní část s horní částí druhé komory spodního stupně, vytvoří se v extraktoru souproudé nebo protiproudé proudění spojité fáze s první a druhou dispergovanou fází.

Spojení spodní části první komory s horní částí druhé komory téhož stupně, a horní části se spodní částí druhé komory spodního stupně umožňuje průtok fází, uváděných do styku, v protiproudu v jednotlivých stupních avsouproudu v celém extraktoru. Možnost proudění různého charakteru ve vícestupňovém třífázovém reaktoru dovoluje realizaci vysoce efektivních separačních procesů s chemickou reakcí.

Přehled obrázků na výkresech

Čtyři možné varianty extraktoru podle vynálezu jsou schematicky znázorněny na obr. 1 až 4 na výkresech, na kterých představuje obr. 1 a 2 extraktory, ve kterých jednotlivé stupně a také celý aparát pracují v protiproudu, a obr. 3 a 4 extraktory pro provádění separačních procesů, ve kterých se dosahuje optimálních provozních podmínek zapojením jednotlivých stupňů v protiproudu a celého aparátu souproudu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a 3 jsou znázorněny extraktory pro ty případy, kdy jsou měmé hmotnosti dispergovaných fází větší než měrná hmotnost spojité fáze. Naproti tomu na obr. 2 a 4 jsou znázorněny extraktory, kde měmé hmotnosti dispergovaných fází jsou menší než měrná hmotnost spojité fáze.

Vícestupňový třífázový extraktor sestává z prvních komor 1 a druhých komor 2, které jsou uspořádány v každém stupni 3. Stupně 3 jsou v aparátu uspořádány pod sebou a jsou rozděleny perforovanými patry 4 (sítová patra), která slouží jako dispergační orgány. Komory prvního stupně 3 jsou opatřeny dispergačními zařízeními 5.

Komory 1 a 2, spojené přetoky 6, mohou být uspořádány v jednom plášti (obr. 1 až 3) nebo ve dvou kolonách (obr. 4). Přitom je první komora 1 každého horního stupně 3 spojena s druhou komorou 2 spodního stupně. Zvláště se osvědčily následující dvě varianty a) a b) spojení mezi komorou 1 a komorou 2:

a) Horní část první komory 1 je spojena se spodní částí druhé komory 2 téhož stupně 3 a spodní část komory 1 je spojena s horní částí druhé komory 2 stupně 3 ležícího pod ním (obr. 1 a 2).

b) Spodní část první komory 1 je spojena s horní částí druhé komory 2 téhož stupně 3 a horní část první komory 1 je spojena se spodní částí druhé komory 2 stupně 3 ležícího pod ním (obr. 3 a 4).

Ve spojeních 6 jsou vytvořeny separační zóny ve formě hydraulicky zadržující vrstvy pro dispergované fáze. Extraktor je opatřen nátrubky 7 a 8 pro přivádění a nátrubky 9 a 10 pro odvádění první a druhé dispergované fáze, jakož i nátrubky 11 a 12 pro přivádění a odvádění spojité fáze.

Vícestupňový třífázový extraktor pracuje na následujícím principu.

Komory 1 a 2 stupňů 3 se naplní kontinuální fází. Dispergované fáze se přivádějí do komor 1 a 2 prvního stupně pomocí nátrubků 7, 8 a dispergačních zařízení 5. V závislosti na měrné hmotnosti dispergovaných fází se pohybují kapky v komorách 1 a 2 nahoru nebo dolů a shlukují se na fázovém rozhraní 13 pod nebo nad perforovaným patrem 4. Pochody dispergace a shlukování se opakují v každém stupni 3. V závislosti na požadovaném charakteru proudění se vede spojitá fáze nátrubkem 11 do komory 1 (obr. 1 a 4) nebo do komory 2 (obr. 2 a 3) prvního (obr. 3 a 4) nebo posledního (obr. 1 a 2) stupně. Spojitá fáze protéká spojením 6 se separačními zónami a stupněm 3 a přichází do styku postupně s první a druhou dispergovanou fází. Přitom dochází k přestupu hmoty z jedné dispergované fáze do druhé prostřednictvím spojité fáze. Příslušné spojení komor 1 a 2 extraktoru zajišťuje optimální styk jednotlivých fází. Disperzní fáze opouštějí aparát nátrubky 9 a 10. Spojitá fáze opouští extraktor nátrubkem 12.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vícestupňový třífázový extraktor s nátrubky (7, 8) pro přivádění as nátrubky (9, 10) pro odvádění první a druhé disperzní fáze, a s pod sebou uspořádanými kontaktními stupni (3), z nichž každý obsahuje dvě navzájem spojené komory (1, 2), zaplněné spojitou fází, vybavené dispergačním zařízením (5), vyznačující se tím, že první komora (1) horního stupně je spojena s druhou komorou (2) stupně ležícího pod ním, a že první a poslední stupeň jsou opatřeny nátrubkem (11, 12) pro přivádění a odvádění spojité fáze.
2. Extraktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že horní část první komory (1) je spojena se spodní částí druhé komory (2) téhož stupně a spodní část první komory (1) je spojena s horní částí druhé komory (2) stupně ležícího níže.
3. Extraktor podle nároku 1,vyznačující se tím, že spodní část první komory (1) je spojena s horní částí druhé komory (2) téhož stupně a horní část první komory (1) je spojena se spodní částí druhé komory (2) stupně ležícího níže.
4. Extraktor podle nároku 1 nebo 2 nebo 3, vyznačující se tím, že spojení (6) mezi komorami (1, 2) je vytvořeno jako separační zóny pro dispergované fáze.