SU1551393A1

SU1551393A1 - Способ экстракции дл системы твердое вещество-жидкость

Info

Publication number: SU1551393A1
Application number: SU884354950A
Authority: SU
Inventors: Александр Александрович Поворов; Людмила Владимировна Ерохина
Original assignee: Научно-производственное объединение "Полимерсинтез"
Priority date: 1988-01-04
Filing date: 1988-01-04
Publication date: 1990-03-23

Abstract

Изобретение относитс к массообменным процессам химической технологии и может быть использовано при экстракции твердое вещество - жидкость и позвол ет повысить производительность процесса за счет увеличени скорости движени экстрагента через слой. В аппарат, снабженный перемешивающим устройством и рубашкой дл обогрева, подаетс последовательно через орошаемое устройство экстрагент и через штуцер простой эфир целлюлозы, например, оксипропилцеллюлоза (ОПЦ) при соотношении 8-10:1. Предварительно экстрагент нагреваетс до температуры, необходимой дл образовани в нем взвешенного сло твердых частиц. В результате контакта частиц ОПЦ, температура которых 20-20°С, с гор чим экстрагентом происходит процесс флотации, в результате чего образуетс взвешенный слой. Через орошаемое устройство непрерывно подаетс экстрагент до достижени требуемой концентрации извлекаемого компонента в экстракте. Образование взвешенного сло приводит к тому, что частицы минимально деформируютс , в результате чего обеспечиваетс максимальна порозность сло и, как следствие, высока скорость движени экстрагента через слой. 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс к массообменным процессам химической технологии и может быть использовано при экстракции дл систем твердое вещество - жидкость, например , дл экстрагировани примесей из окси- пропилцеллюлозы и других твердых веществ, способных образовывать взвешенный слой в экстрагенте.

Цель изобретени - повышение производительности процесса за счет увеличени скорости движени экстрагента через слой.

На чертеже показана схема экстракции твердого вещества в аппарате с фильтрующей перегородкой и перемешивающим устройством , реализующа предлагаемый способ .

В аппарат 1, снабженный перемешивающим устройством 2 и рубашкой 3 дл обогрева , подаетс последовательно через орошаемое устройство 4 экстрагент и через

штуцер 5 твердое вещество при массовом соотношении 8-10:1. Предварительно экстрагент нагреваетс в теплообменнике 6 до температуры, необходимой дл образовани в нем взвешенного сло твердых частиц. Твердое вещество подаетс в аппарат при 20-30°С. В результате контакта частиц твердого вещества с гор чим экстрагентом из твердого вещества происходит выделение воздуха, который адсорбируетс на поверхности частиц. В результате процесса флотации образуетс взвешенный в экстрагенте слой твердого вещества 7. В силу, например контакта с перемешивающим устройством отдельные частицы могут опуститьс вниз. Дл их улавливани в нижней части аппарата устанавливаетс фильтрующа перегородка 8. Непосредственно перед экстрагированием отношение высоты свободной зоны к высоте взвешенного сло уменьшаетс

СП

СЛ

СО

со

СО

до 0,01 0,2 путем слипа части эксграгента из аппарата через штуцер 9. Далее через орошаемое устройство 4 непрерывно подаетс экстрагепт, который, проход через взвешенный слой, обог тщаетс извлекаемым компонентом. Экстракт выводитс через штуцер 9, уровень жидкой фазы в аппарате поддерживаетс посто нным. Окончание процесса экстрагировани определ етс по достижению требуемой концентрации изэкстрагента в слое, лежащем на фильтрующей перегородке, близка к режиму идеального вытеснени , потому что частицы твердого вещества способствуют равномерному 5 распределению жидкой фазы по сечению аппарата. При наличии свободной зоны экстракта между взвешенным слоем и фильтрующей перегородкой наблюдаетс два режима течени жидкой фазы в аппарате: в слое частиц - режим идеального вытесвлекаемого компонента в экстракте. Подача10 нени ; в свободной зоне экстракта - режим

экстрагента прекращаетс , включаетс пе-близкий к режиму идеального перемешиваремешивающее устройство 2 и взвешенныйни . Кроме того, часть частиц, витающих

слой разрушаетс . Образовавша с суспен-между неподвижным слоем и фильтрующей

зи выводитс из аппарата через штуцер 10перегородкой, также способствует идеальи раздел етс любым известным способом15 ному перемешиванию экстракта ниже взве (центрифугированием, отжимным шнек-прес-шейного сло . Наличие свободной зоны сом и др.).

Образование взвешенного сло твердого

экстракта приводит к увеличению расхода экстрагента, потому что необходимо вытеснить извлекаемый компонент не только из вещества приводит к тому, что частицы неподвижного сло , но и из зоны экстракта. твердого вещества минимально деформиру- ° При этом дополнительный расход экстра- ютс , в результате чего обеспечиваетс максимальна морозность сло (дол свободного объема сло ) и, Как следствие, высока скорость прохождени экстрагента через

слой, что приводит к сокращению времени 25 шивани в свободной зоне экстракта при- экстрагировани и повышению производи- водит к увеличению расхода дополнительно тельности процесса. Взвешенный слой образуетс при контакте частиц твердого вещества , имеющих температуру 20-30°С, с гор гента будет минимальным при наличии идеального вытеснени в свободной зоне экстракта .

Повышение продолжительности перемечим экстрагентом. В результате повышени

подаваемого экстрагента, которое при режиме идеального перемешивани должно быть максимальным. В св зи с этим высота свободной зоны экстракта должна быть митемпературы твердого вещества раствори- 30 нимальной, но достаточной дл предотвращени контакта сло с фильтрующей перегородкой .

При уменьшении рассто ни между неподвижным слоем и фильтрующей перегородкой возможен частичный или полный

мость воздуха в порах твердого вещества уменьшаетс , воздух Ешдел етс в газообразном виде и адсорбируетс на поверхности частиц. В результате флотации частицы твердого вещества всплывают, при этом образуютс взвешенный слой и зона чистого - -5 контакт сло с фильтрующей перегородкой, экстракта, свободна от твердых частиц. Это приводит к деформации частиц твердо- Соотношение экстрагента и твердого ве го вещества, в результате чего уменьшаетс щества должно обеспечивать всплытие с порозность и, как следствие, снижаетс пузырьками воздуха всех частиц, т. е. об-скорость движени жидкой фазы через слой,

разование стабильного взвешенного сло . 40 что приводит к увеличению времени экстра- При соотношении экстрагента и твердого гировани . Оптимальное отношение высоты вещества ниже 8:1 часть частиц, которые свободной зоны к высоте взвешенного сло не успевают прогретьс до необходимойсоставл ет 0,01-0,2.

температуры, оседают на фильтрующую перегородку , что может привести к забиваниюСпособ осуществлен в аппарате с переотверстий фильтрующей перегородки и, как 45 мешивающим устройством и рубашкой дл следствие, к понижению скорости движени обогрева. Диаметр аппарата 100 мм, высота экстрагента. Повышение соотношени экст- 400 мм. В- качестве твердого вещества ис- рагент : твердое вещество ведет к дополни- пользуетс простой эфир целлюлозы - ок- тельному увеличению расхода экстрагента на образование взвешенного сло . Определено , что оптимальным соотношением экст- исходный продукт представл ет собой гомо- рагента и твердого вещества вл етс 8- генизированную (гелеобразную) несыпучую 10:1. Одним из основных показателей эффективности процесса массообмена дл экстракции в системе твердое вещество -

жидкость служит расход экстрагента на 55 вышает 5 мм. В качестве экстрагента ис- единицу твердого вещества при заданной пользуетс вода при 85°С. степени извлечени переход щего компо-Результаты испытаний сведены в табнента . Структура потока при движении лицу.

сипропилцеллюлоза, с начальной концентрацией фосфатов натри 1,75%. Поскольку

массу, то предварительно его гранулируют при 20-30°С через фильеру. Диаметр гранул составл ет 2 мм, длина гранул не преэкстрагента в слое, лежащем на фильтрующей перегородке, близка к режиму идеального вытеснени , потому что частицы твердого вещества способствуют равномерному распределению жидкой фазы по сечению аппарата. При наличии свободной зоны экстракта между взвешенным слоем и фильтрующей перегородкой наблюдаетс два режима течени жидкой фазы в аппарате: в слое частиц - режим идеального вытеснени ; в свободной зоне экстракта - режим

экстракта приводит к увеличению расхода экстрагента, потому что необходимо вытеснить извлекаемый компонент не только из неподвижного сло , но и из зоны экстракта. При этом дополнительный расход экстра-

шивани в свободной зоне экстракта при- водит к увеличению расхода дополнительно

гента будет минимальным при наличии идеального вытеснени в свободной зоне экстракта .

Повышение продолжительности перемешивани в свободной зоне экстракта при- водит к увеличению расхода дополнительно

подаваемого экстрагента, которое при режиме идеального перемешивани должно быть максимальным. В св зи с этим высота свободной зоны экстракта должна быть минимальной , но достаточной дл предотвращени контакта сло с фильтрующей перегородкой .

контакт сло с фильтрующей перегородкой, Это приводит к деформации частиц твердо- го вещества, в результате чего уменьшаетс порозность и, как следствие, снижаетс скорость движени жидкой фазы через слой,

Способ осуществлен в аппарате с перемешивающим устройством и рубашкой дл обогрева. Диаметр аппарата 100 мм, высота 400 мм. В- качестве твердого вещества ис- пользуетс простой эфир целлюлозы - ок- исходный продукт представл ет собой гомо- генизированную (гелеобразную) несыпучую

вышает 5 мм. В качестве экстрагента ис- пользуетс вода при 85°С. Результаты испытаний сведены в табмассу , то предварительно его гранулируют при 20-30°С через фильеру. Диаметр гранул составл ет 2 мм, длина гранул не преРезультаты испытаний показывают, что использование предлагаемого способа ведени процесса экстракции обеспечивает по сравнению с известным способом повышение производительности процесса в сред- нем в 4,5 раза за счет увеличени скорости движени экстрагента через слой.

Claims

Формула изобретени

Способ экстракции дл системы твердое вещество - жидкость, например простой эфир целлюлозы - вода, включающий образование сло экстрагируемого твердого вещества, экстрагирование через слой путем подачи экстрагента в верхнюю часть аппарата с перемешивающим устройством и фильтрующей перегородкой и последую

щей выгрузкой твердого вещества из нижней части, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности процесса, за счет увеличени скорости движени экстрагента через слой, образование сло экстрагируемого твердого вещества провод т путем последовательной подачи в аппарат экстрагента и твердого вещества при соотношении 8-10:1, при этом экстрагент подают с температурой, при которой происходит выделение воздуха из твердого вещества , флотаци с образованием взвешенного сло экстрагируемого твердого вещества и свободной зоны экстракта между фильтрующей перегородкой и взвешенным слоем, причем отношение высоты свободной зоны к высоте взвешенного сло уменьшают перед экстракцией до величины 0,01-0,20.

Масса твердых частиц сло , кг0,2

Концентраци фосфатов натри в твердой фазе, %:

начальна 1,7

конечна 0,0

Соотношение экстрагент: твердое тело 5:1 Температура подаваемого экстрагента, ° С 85 Высота взвешенного сло твердых частиц , м0,2 Относительна высота свободной зоны экстракта на стадии:

образовани взвешенного сло О экстрагировани О Скорость движени экстрагента через слой, л/ч1,3

Врем экстрагировани , мин180

Удельный расход экстрагента на экстрагирование, кг 20

0,2 0,2 0,2 0,2 О,

1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 0,057 0,0574 0,0562 0,0560 0,0567

8:1 . 9:1 85 85

10:1 12:1 85 85

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

0,0413 0,15 0,28 0,42 0,57 0,005 0,01 0,15 0,2 0,3

3,08 6,00 6,04 6,10 6,15 78 38 38 40 48

20

0,07 20,36 20,56 24,1

Гор ча вода.