Способ автоматического управления процессом жидкостной экстракции
Изобретение относится к автоматическому управлению массообменными процессами, в частности, процессом жидкостной экстрации с применением электрохимически обработанных водно-солевых растворов и позволяет повысить степень извлечения, избирательность и эффективность экстрагирования, уменьшить количество вредных выбросов. Управление процессом экстракции производят основным или кислым экстрагентом, получаемым путем пропускания его через одну из зон электролизера. PH экстрагента регулируют путем изменения его подачи и величины тока через электролизер и смешением с главным потоком экстрагента. Величину окислительно-восстановительного потенциала экстрагента регулируют дополнительным изменением тока электролизера. Выходящий из экстрактора экстракт нейтрализуют экстрагентом, проходящим через другую зону электролизера. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А2 (!9) (! !) (5!) 4 В 01 1) 11/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPGHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (61) 109 1926 (21) 4281960/31-2Г> (22) 13.07. 8! (46) 23.07.89. Бюл. <1 2 (71) Ка.за«скин химико — тс хнологический институт им. С.М.Кирова (72) Н.И.Егоров, . 1.М.Аюпова, <1.М.!1озефс.он, И.И.По«<<карс н, В.М. Бредне в и I) . f . A«I М 1095926, кл. В 01 1) 11/04, 1982. (54) СНОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРЛВНВ— Н1о! !1РОЦЕССО11 <ЯЩКО(.ТВОЙ ЗКСТРЛК1Ц1И (57) Изобретение отнс1с11тся к автома— тичес.кому управлению массообменными 1<роцессами, в частностlf процессом жидкос т ной э ко тра кц11и с приме не нием злектрохимически обработанных водноИзо< р<-òåf1lfå относится к автоматическому управлению и;1сс ообменными процессами, в частности процессом жидкостной зкстракц<<и, может быть использовано в хикв<ческой, нефтехимической и других отраслях промьплленностп и я13ляется усове р<иенствованием способа автоматиче<-кого управления по авт.св. 1(1095926. Це<<ью изобретения является повышение степени извлечения, избирательности и эффективн<ч ти процесса экстр;кции. На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы авToматического управления для ос)щс с Гнлеиия Предлагаемоlо способа; ffl фиг. 2 — эк2 солевых растнс>ро13, и 11<131 о<;яет повы— сить степень 1<зиле .< н11я, избирательность и эффе1: Г11н пост ь экс т1)агирова ния 1 уме ньшит1 кол 1-1< ство вреди«1х выбро— сов. Управле ние процес сом эк стракции производят Система автомат<к«еского управления процессом Зю<дк<1< тной экстракции (фиг. 1) содерж1<т колонну 1, пульсационную камеру 2, генератор 3 пучь,сации, электролизер 4, систему автоматической стабил<<з:)ции концентрации экстрагируемого в<шестна в колонне, содержащую датчик 5, регулятор 6 и клапан 7 ва линии экстагента, систему автомзтическогс регулирования уровня разде <1а ра.<д< ла фаз, содержащую датчик 8, реI у.<втор 9 и регулирующий клапан 10 на:<инни экстракта, систему автоматического регулирования величины пульса<пгй перепала дав1494919 вительного поте}!циллл, содержащую да1 гик 21, регулятор 22, млг}IEI T}f»tif усилитель 23 и преобрлзовлтел» 2 }) расходоиер 25 для контроля количества экстрагента, протеKH(<)D(pгo через ?1} анодную зону Л электролизерл, и регулируемь(}(вентиль 26. CIIoco6 осуществляется спеду(ощ}!и образом. При создаш(и в Ko)(o}flin 1 основного (щелочного) раствора, т. е. раствора с рН > 7, экстрлгент — вода нрО ходит через клапан 20 и клтоцну}<) 30ну К электролизерл }, где он лк гивируется, т.е, I,.<меняе гс» егo внутреннее )нергет!(ческое с Остоя}(ие, злTС И СИ<=:ШИВЛС ТС}(С 1
301 ЭК< ТРЛ 1 < 11 ГЛ > Г1!)ОХОДЯН(}!М ЧС РРЗ К <}Л пан 1. Б Ko! Io}! IIP. 1 Величины р Н ) г окислитель но-посс Td новител ьн<7гс> пс)теш(и!H;i могут 11 !ис((ятьс»»cледствие действия i pel yEIH Top l 9, Возд< 1<ствун<н(и!! Вл регулирующий клапан 20, устatloi )5 на задлнног. 3нл.(енин. ИЗМЕНЕ } 16 и 17, систему авто.!лтического рс— гулировлния Вели<В!ш} рН, содержащую 10 датчик 18, регулятор 19 и регупиру(ощий клапан 20 нл лишш подачи экстрлгентл в клтодную зону эле};тропиэера, систе}!у автоматического регулировлш(я величины окис)нгге (ьно-Восстлно- l5 е и зиеряетс» J(;.IT Воздейстнукнций на магнитный уси. пь 23 с слионасыщеш!ем и выхона г(ост<7ян}!Ол! Т<7}се. Выходной л}(C ре}у.и(тора 2, клк и сиге регулятора 19, поступает нл впя(ощие Обмс) тки ма l }(и ного усил» «3. В магlflf Tl!<7!! усилителе пони нлп 22, ли(е JE O t СИ(и нлл Vt}PB ите эти сигнлль} скплдьп)лютея и регулируют ток через эпектролизер в соответствии с заданным зн}}чег(иеи Окислительно-восстановительного потенциала. Э!сстрлгент, проход»нп}й через расхс)доиер 25, Вентц)(ь 26 и лнодную зону электропиз< рл имеет 3!(a}и рлствоРои, .Гл}с KE}K с}1)!с! э. (с к1 Pl 1 ÷ñ . ск ОГО то кл через электр<)дилер Одинакова . JI» КЛ ГОЛ} <)II II Л»О,,НОИ 1}ОН, TO ПРИ СМС— нк.ill(! l го с <К, трактом ироисход((т попил» нейтрл)н}з l!(i! H }}(СJ!< ч}(с го рлстнорл )кcTJ)a}. г;1 »((сii(t.! !7;,с}порол} эк<.трапеHT l, В случае испо.(1. 30}l "
1 кислого рлстворл (рН 7) в колон}1; подается экстрлге)I, нрох<)дящий }Срез лнодную }ону Л 3!<)ктрос!ивера 4, а нейтрллизапи» <;:(лого рлств< рл . .кстрлгента,сунн::.:;I»pтся .кстрл(С! }1 1 ОМ IIPOХ< jl oHv К . )ле:стра < .- ерл УПРЛВЛ}ИО(ЦС <. i!0 ДЕI!CTВlвв PP! QJIHTI) j а 1 EivTE M Ef 3! fp}(<н!!я пад (чи экст}7 агента, проход»щего через эпсктро. изер 4, и!»п}одит .с нарущеш!ю матеpHp Управляю:цие г(оздействия регуля .0J)ii(1 6 и 19 нривод»т к изменению общего мат<.риального баланса в ко.(онне, что изменяет уровень ра»I,< лл фаз в верхней части кглонны. И»в мерение положения уровня раздела фаз В к;)лонне производят дат }иком 8 и стабилизируют его Величину регулятором 9, воздействующим нл регулируюi!(!f11 клапан 10, установленш(й на пинии отвода нижнего продукта (экстра}ста) . Путем изи<}пения отвода ш(жнего продукта регулятором 9 поддер) 1 l< >ьэ!нлют полож» Hit(. ур <» !я рл.тделл фл 3 нл элдл»иом 3на«ешти >i млтерилльный бала!!с н колонне. ИзмеftoHJ!>1 "Ilpa нляющих ноэдейстнтьй р гуляторон 6, 9 и 19 принодят к нару!нению нели«ины пульсаций к 31(в ,верхней, так и 13 frffKflpfl «лстях колоннь! 1. Величина !)ульсartffff н верхней ч:т .— ти колОI!!lы иэме1?я(.те я длт lикОм I 1 пульсаций перепада дл»ле»ия и с тл-. билиэируетсп регулятором 12, ноэд< йствующим на ре гулирующий к rarrall путем изменения общей»е Ill«lfi!t li(>II;1 чи пульсаций or генерлторл 3. Вели«т!Ил пуле слций B н!»жней чл -.— !.if колОнны JI3Mpp>I(ся д.,т !Ик()м 14 П >ЛЬС апl lй !! ЕРЕ «л<ДЛ 1Н. <Сит!Й lf С Т GHJIJf3Jtpgc< (! >f pc ãóëÿòîð(м 1 3, ноэдейст13>, ющим 1«I pc »$ лт! p y f<)! 1 7 нк«юч(!!f! т тк! !f с:"p "(>! « fo п1 т< ОTKp! IBaf ОКИ<..т! И lэг !Ь HO 13 О СТЛ!1(13 К r >>!! i lc СТН Л ЧТО ПС< 1311! т:тi Т Зфф»
11О>3<:1!т!О?тие иэбирл; е l?,fto<«ти экс i рлг!!рон:l!<ия полно.тяет т!ров«!тить rlpo цесc селектин!!Ои экс р,.тяп!!и веществ ИЭ с.!ЕСИ ПутЕГ< ПООЧЕр дп«ГО; ЕрЕКЛЮ«ештя и рс гулиронлш!я 3.1.1лнит! вели«И НЬ< ОКИСЛИТСЛЬ НГ> Н«С С ТЛНОНИТЕЛЬНО го t:îòс нпилла pkl н !ill!. >?,!!х пределах. Исполь:Зона!<ие экстр: гс нта для создан!(я кислых и основных водных p;lc1воров, получаемых r электролизе, исключает приме не!1>та кислот и щелочей, т.е. химических веществ, Это .<начительно повышлс.т чистоту папучаемых продуктов и »е требует пр=нодить дополчитe«B»i> процессов очистки экстракта. Vpo!fp того, степень извлечения нецс(т» Зкстрагентом, пропущенным <ере.< лнодную (ка94919 тодную) зону:электр«.tl! )Срл; выше, чем при иримс не шп! хи?(3!«ески?(13<:ществ для регулиронлтнтя рН. Нейтралиэлция экстр;тгента на ны5 хо IP иэ колоины осут!те ст!3;!яется без применения химических кислот или ще:!ОЧЕй, ПОЗВОЛЯЕТ РЕЩЛТ>. эт(ОЛОГИЧЕСкую задачу — ум» нт,иенце ныбросон и исключе.тие загря 31! 1»!н окру глт щей среды, rroBblifaPт э(1)фе!(Тилность всего процесса и рлстт!Ит яет функциональные I3(33!so)f(floeòè;нос оба управления и обллс ть п риис. Ие ш!я . Пример. И< питания способа проводи тись н >кеттлкииош!с и ко«он»О;(илметром О, »1 ."? и, Bf leo I oil рабочей г чл(ти 1, ч г. с с, .: гьт?тт! ттрелками, ! Ia днухфл !ной "т! -. с . Г 1;opoсин с раст70 Bîðåннс и бен (й:!c;it: »(.3:<33ой — вода. З.стрлкш!я беi::. H:< ттс.!oты из ке1?<>«:<ттл «сутт<е(! <, . !>!.!;Iс Г)бь! 25 f)(?«B!> «oi«x< -l HH,!Nt Кими«с.схим 13/TPff Полу«е rf» гл.<понес. Лыс кривые J(ottцентраций н системе керосин с бен3(!1 ! 35 ( (кривая н) и Bort э, подкисленная доба».-тением НС1 до рН 3 (кривая r) . Испытания тт(> 1.!лссопередаче проводи.!ись при суммарных <то обоим фазам г 4 л уде.тьных нлгру«клх 6- <2 м /и ч соотнотттенитт рлсхс 11
6-13 г/л, частоте пульсaqHkf 1 Гц, 45 амплитуде пульсаций 0 007 м окисли> тельно-восстл«от<итель»ом потенциале От -760 МВ д» +610 МВ и значениях рН 3-10. При эксперимента-; наблюдллись устойчивые гидродин:!мические режимы 50 ° во всем диапазоне и?!енения суммарных нагрузок и rtocTJf! ллнсь стабилизация значений окис.н!тельно-восстановительного потенциала и рН в тпироких пределах. Результаты по млс(.опередаче показали, что применеш!е- B качестве экстрагента лктиниро»л»ной воды (среды в нестабильнс)м состоянии) с 1494919 окиспитепьно-нос<:Tлн<>витепьного llo тенциапа и рН в ив!роких пределах, повысить степень очистки рафината и снизить расход экстрагента, по!зы(ить избирательную способность экстрагента, повысить эффективность процесса улучшить экологические усзтовия зл счет исключения испочьзовлния токсич11f>Ix химических веществ. Формупаизобретени я Способ автоматического управ!!ения процессом жидкостной экс трлкции f1<> лвт. св. N - 109592Г>, о т и и ч а юшийся тем, что, с цепью пош>шенин степени извJleчения, избирлтепьности и эффективности процесса .>кстрлкции, допопните;!ьио измеря!ог непичину окиспитепьно-воссз лновите«ьног<) ffoT<. I!it . лпл и рН, кот(р!! стлб! (ifiçèp(;âã нл заданном уровне lt 3>!енение>! подачи Тлк!!м образом, применение редплгле»огo с!!Ос<>бл по зво:1яет увеличить cTeIle!«».3!<пече(шя в 1,5-1,8 рлзл авто»лтичес ки управлять з нлче ния»и Ъ Ъ 7 ф 6 Еь -е с> (,ф 8 Ч 0 а > З, (0 1 2 3 Ф 5 б 7 8 Я 10 17 12 73 ф концгнтрацил 6ензомной кислааь! Рпр7сонг, г/л Фиг с Составите пь Г, Кр ) TvoE3 Ре7(лкт»р (3.1йр! О«ецкля Tcxp,. Кравчук Корректор М.Максими!!!инец Злка з 414 . / I 1 ; t p;I )f< 6 0 0 ПОДПИС НОР ВЕ!ИИП11 Гос,;!;Ip< твенног <> f,<.. IttTeTz по изобретениям и открытиям при ГКНТ ГССР 11((>35, Москва, Ж-35, Рлушская наб., д. 4/5 ll I< Ilроиэводстl>< !« -и 3;<:зтепьский комбинат 1!ятент, r. Ужгород, уп. Гагарина, 101 автом;!тичсской стлбилиэлцие!1 вепичины рН 3 и окиспитепьHQ-âîññòàltoottтельном и< тенциаче, равном +Г>10 мВ, при способе автоматического упрлвпения процессом экстракции ttooI3OJiffea увепичит!. степень извлечения в 1,51,8 раз!3 по срлвнешнв с прототипом (фиг. 2, кри1зля в) 11 намного увеличить по срлние!шю с применет!е» зз клчестве экстрл геlIT 1 подкиспенной химическим путем поды (фиг. 2, кривля г), itotlf lcIITE> интенсификацию процесса зкстp;зкци(f с !!рименением эпек— TpoxltMlf !еской лктивлц!и! экстрагентл (воды), повысить избиратель!!ость зкстрлге1!Тл, чтО, jлсT 13Озмож!IОсть ПРОВОДИтв И 3 13 « Е «Е !П! (> ((> JICÊ < И13 НО ° I1plt ). !е кт рохи1пи!с с кой лк ги !>лции экстрлгентл It< ê IN 1;н<ггс>f трупп(мкие процессы при! отовз(еltlfя xlt»! Iческих РЛ CTf!OPO13 С ПРИ!1< li< 1111С» < ) К СИ« НЫХ веществ, coкрлщлн>тся р 1
