Способ жидкостной экстракции

 

Изобретение относится к химической, нефтехимической и другим отраслям промышленности , использующим процессы жидкостной экстракции для разделения смесей, может быть использовано в производствах капролактама, синтетического каучука и других, и позволяет повысить эффективность и производительность путем оптимизации гидродинамического режима. Способ заключается в наложении циклического чередования вибрационных колебаний насадки и нахождения ее в состоянии покоя, при этом соотношение времени нахождения насадки в состоянии покоя и времени вибрации насадки составляет 1:5-1:60. 1 з.п. ф., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 B 01 0 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

) ф

))

) — ) л i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4692024/26 (22) 19.05.89 (46) 23.09.91. Бюл. М 35 (71) Руставское производственное объединение "Азот" и Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (72) И,Я.Городецкий, Г.А.Пагава, З.Я.Кервалишвили, Д.И.Караулашвили, З.Г.Гогнадэе, Н.К.Гвалия, P.M.Êåðaàëèøèèëè, Э.С,Тихо-нович, Ю.С.Анисимов, Е.М.Либерман, Л,А.Легочкина и С.Г.Деменкова (53) 66.061.5(088.8) (56) Городецкий И.Я. и др. Вибрационные массообменные аппараты. — М.: Химия, 1960, с. 14 — 22.

Изобретение относится к химической, нефтехимической и другим отраслям промышленности, использующим процессы . жидкостной экстракции для разделения смесей, и может быть использовано в производствах органического синтеза, например в производствах капролактама, синтетического каучука и других.

Целью изобретения является повышение эффективности массообмена и производительности колонного аппарата путем оптимизации гидродинамического режима, При наложении вибрационных колебаний на взаимодействующие фазы в результате введения внешней энергии происходящие при этом процессы дробления диспергируемой-фазы превалируют над

„„5Q „„1678411 А1 (54) СПОСОБ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ (57) Изобретение относится к химической, нефтехимической и другим отраслям промышленности, использующим процессы жидкостной экстракции для разделения смесей, может быть использовано в произ-. водствах капролактама, синтетического каучука и другах, и позволяет повысить эффективность и производительность путем оптимизации гидродинамического режима.

Способ заключается в наложении циклического чередования вибрационных колебаний насадки и нахождения ее в состоянии покоя, при этом соотношение времени на- 3 хождения насадки в состоянии покоя и времени вибрации насадки составляет

1:5 — 1:60, 1 з.п. ф., 2 табл. процессами коалесценции(слияния) капель.

В результате имеет место большой разброс образующихся капель по размерам и объем фракции мелких капель, имеющих диаметр менее 0,5 — 0,6 мм, достигает 10-15% и более.

В мелких каплях отсутствует внутренняя циркуляция жидкости, а сами мелкие капли движутся по колонному аппарату с меньшей скоростью, чем средняя скорость движения капель крупных размеров, в результате чего уменьшается полезная разность концентраций по высоте аппарата, что ведет к снижению эффективности массообмена и его производительность.

При остановках насадки и нахождении ее в состоянии покоя прекращается подвод

1678411 внешней энергии к взаимодействующим фазам и процессы коалесценции капель превалируют над процессами дробления диспергируемой фазы, В результате происходит значительное сокращение объема 5 фракции мелких капель как за счет их слияния в более крупные, так и за счет поглощения мелких капель крупными.

При циклическом чередовании режимов вибрации насадки и нахождении ее в состо- 10 янии пбкоя появляется Возможность созда" ния оптимального гидродинамического режима в аппарате, характеризуемого активным дроблением и перемешиванием взаимодействующих фаз в период вибрации 15 насадки и ликвидацией нежелательной фракции мелких капель при нахождении насадки в состоянии покоя. Изменяя соотно. шение времени вибрации насадки и нахождения ее в состоянии покоя, можно 20 для каждой конкретной системы подобрать оптимальный гидродинамический режим, и ри котором достигается высокая эффективность массообмена и большая производител ьность аппарата. 25

Пример 1. 20 кг 127-ного раствора капролактама в трихлорэтилене обрабатывают 7,2 кг воды в противоточном режиме на лабораторном экстракторе диаметром 40 мм и Высотой 1000 ь|м с 25 вибрирующими 30 ситчатыми тарелками. Тарелки вибрируют в непрерывном режиме с амплитудой 6 мм и частотой 2,5 1/с В результате содержание капролактама в экстракте (водном растворе капролактама) составляет 13,87 мас., а в 35 рафинате (растворе капролактама в трихлорзтилене) — 6,6 мас. . При этом предельная суммарная нагрузка составляет 39 мз/м . ч, з ъ.—

П р им е р 2. Порции 127ь-ного раствора капролактама в трихлорэтилене по 20 кг 40 обрабатывают порциями воды по 7,2 кг аналогично примеру 1 при циклическом чередовании режимов вибрации насадки и нахождения ее в состоянии покоя при различных отношениях времени нахождения 45 насадки в состоянии покоя к времени вибрации насадки. Экспериментальный данные по содержанию капролактама в рафинатах и экстрактах и расчетные данные . по предельным суммарным удельным на- 50 грузкам приведены в табл. 1.

Пример 3. Порции 65 -ного раствора капролактама в воде по 20 кг обрабатывают порциями трихлорэтилена {ТХЭ), по 87 кг аналогично примеру 1 при непрерывном 55 движении насадки, а также при циклическом чередовании режимов вибраций насадки и нахождения ее в состоянии покоя к времени вибрации насадки, как указано в примере 2. Экспериментальные данные по предельным нагрузкам представлены в табл. 2.

Пример 4. Порции 12 -ного раствора капролактама в бензоле по 20 кг обрабатывают порциями воды по 7,2 кг аналогично примеру 1 при непрерывном движении насадки, а также при циклическом чередовании режимов вибраций насадки и нахождения ее в состоянии покоя к времени вибрации насадки, как указано в примере 2.

Экспериментальные данные по предельным нагрузкам представлены в табл. 2.

Из приведенных данных видно, что наиболее существенный эффект от применения предлагаемого способа жидкостной экстракции лежит в области, где соотношение времени нахождения насадки в состоянии покоя и времени вибрации насадки составляет 1/5-1/60. При соотношении указанных Времен менее 1/60 эффективность и производительность падают, поскольку времени коалесценции становится недостаточно для существенного сокращения объема мелких капель. При соотношении указанных времен более 1/5 эффективность и производительность сокращаются из-за уменьшения внешней энергии, налагаемой на взаимодействующие фазы. Как следует из приведенных данных, использование предлагаемого способа позволяет повысить эффективность массообмена

Вибрационных зкстракторов на 15,5 — 19,07» и производительность на 12,8 .

Формула изобретения

1, Способ жидкостной экстракции, осуществляемый в колонном зкстракторе, снабженном вибрирующей насадкой, заключающийся в наложении вибрационных колебаний на взаимодействующие фазы, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности массообмена и производительности колонного аппарата путем оптимизации гидродинамического режима, процесс осуществляют с циклическим чередованием вибрационных колебаний насадки и нахождением ее в состоянии покоя, 2. Способ по п. 1, отл и ч а ю шийся тем, что соотношение времени нахождения насадки в состоянии покоя и времени вибрации насадки составлет 1:5 — 1:60.

1678411

Таблица 1

Таблица 2

Составитель С.Трифонова

Редактор М.Кузнецова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 3162 Тираж 421 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Г апарина. 101