В тех случаях, когда плотность растворителя выше плотности исходного сырья, повышение уровня раздела фаз связано с увеличением количества растворителя в аппарате. Вместе с тем вязкость экстрактного раствора (тяжелая фаза) обычно меньше вязкости рафинадного раствора. Поэтому, когда тяжелая фаза является сплошной, то диспергирование и контактирование более вязкой легкой фазы облегчаются. В этом случае желателен более высокий уровень раздела фаз. Аппараты ротационного типа.
Рис. 1. Вибрационный экстрактор: 1 — вариатор частоты колебаний; 2 — штанга; 3, 7 — распределители; 4 — стержень; 5 —перфорированные пластины; 6 — отбойные перегородки; 8 — нижняя опора штанги. Потоки: сырье: I — легкая фаза; IV — тяжелая фаза; продукты разделения: II — тяжелый; III — легкий
Процесс экстракции эффективно осуществляется также в аппаратах ротационного типа, в которых для контактирования и разделения фаз используются центробежные силы.
На рис. 2 изображен колонный дисковый экстрактор, применяемый при очистке масел. Аппарат состоит из ряда секций, образованных в вертикальном цилиндрическом корпусе с помощью серии колец статора 2.
Между кольцами статора размещены плоские диски 3, укрепленные на вращающемся валу 4. При вращении дисков обеспечивается хорошее контактирование фаз. В целом по аппарату создается противоточное движение легкой и тяжелой фаз.
Рис. 2. Ротационный дисковый экстрактор: а — схема ротационного дискового экстрактора; б — схема контактной зоны ротационного дискового экстрактора; 1, 5 — распределительные решетки; 2 —кольцо статора; 3 — диск ротора; 4 — вал ротора; 6 — лопатки; 7 — горизонтальные кольцевые отбойники; 8 — сетка. Потоки: сырье: I —легкая фаза; II — растворитель; III —легкая фаза; IV — тяжелая фаза
Для повышения эффективности взаимодействия контактирующих фаз вращающиеся плоские диски могут быть оснащены лопатками. Вращение такой турбинной мешалки осуществляется между двумя горизонтальными кольцевыми отбойниками 7. При этом жидкость, отбрасываемая лопатками, проходит через слой сетки 8. На рис. 2 приведен центробежный экстрактор, ротор которого имеет насадку той или иной конструкции, обеспечивающую контактирование тяжелой и легкой фаз в противотоке. Легкая фаза поступает на периферию ротора 4, а тяжелая — ближе к оси вращения. Под действием центробежных сил тяжелая фаза перемещается в каналах насадки к периферииротора, а легкая — от периферии к оси вращения. Ввод и вывод обеих фаз осуществляется через специальные каналы во вращающемся валу 2.Оптимальная величина частоты вращения обычно составляет 600–1200об/мин.
В ранних моделях таких экстракторов применяли ленту, навитую в виде спирали (около 30 витков) и образующую каналы прямоугольного сечения для прохода жидкостей. В этих каналах жидкости движутся противотоком и приходят в тесный контакт друг с другом. В экстракторах последних моделей установлены перфорированные концентрические цилиндры 5 с отверстиями или щелями, служащими для прохода обеих жидкостей.
В последние годы в центробежных экстракторах нашла применение насадка со струйным истечением фаз, которая характеризуется лучшими показателями по производительности и разделительной способности. Эта насадка состоит из элементов, обеспечивающих сбор и истечение обеих фаз навстречу одна другой. После контактирования фаз они расслаиваются. Легкая фаза собирается в вершинах конусообразных элементов и вытекает через отверстия в противоток тяжелой фазе, истекающей через отверстия в основании конусообразных элементов. Основным преимуществом центробежных экстракторов является возможность разделения систем, имеющих малую разность плотностей, и жидкостей, склонных к образованию эмульсий. Вследствие очень малой удерживающей способности эти машины применяются в процессах очистки нефтепродуктов, отделения фенола от аммиачных вод коксохимической промышленности, при экстракции урана, очистке растительных масел.
Литература:
1. А. И. Скобло, Ю. К. Молоканов, А. И. Владимиров, В. А. Щелкунов. Процессыи аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии 3-е издание, переработанное и дополненное-М.,Недра 2000
2. Берд В. Л., Кузин А. В. Предупреждение аварий в нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах. М.: Химия, 1984. -284 с.
3. Богомолов А. И., Гайле А. А., Громова В. В., Химия нефти и газа. Ленинград: Химия, 1989.423 с.
4. Вигдергауз М. С. Некоторые проблемы аналитической химии нефти \\Успехи газовой хроматографии. Казань. Изд-во ИОХФ, им. Е. А. Арбузова КФАН СССР.1982. Вып.6.С.З-11
5. Гуревич А. Л., Русинов Л. А., Сягаев Н. А. Автоматический хроматографический анализ. — Л.: Химия, 1980–192с, ил — (серия «Автоматизация химических производств»)
