Колонна для жидкостной экстракции

Авторы патента:


Колонна для жидкостной экстракции
Колонна для жидкостной экстракции

 


Владельцы патента RU 2521956:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)

Изобретение относится к химическим аппаратам для экстракции в системах «жидкость-жидкость». При изменении числа смесительных элементов в секции-отстойнике от 6 и более они располагаются на перегородках в горизонтальном и вертикальном рядах соответственно в соотношении «К×(К-1)», а переточные трубки располагаются между смесительными элементами на пересечении диагоналей квадратов, соединяющих центры смесительных элементов, и их количество в горизонтальном и вертикальном рядах соответственно определяется соотношением «(K-1)×К», при этом значение К изменяется от 3 и более. Областью применения изобретения могут быть химическая и смежные с нею отрасли (нефтехимическая, пищевая, фармацевтическая, гидрометаллургическая и др.), где широко используются процессы жидкостной экстракции, а также отрасль химического машиностроения. Изобретение обеспечивает упрощение изготовления и повышение точности сборки многоступенчатой колонны. 2 ил.

 

Изобретение относится к химическим аппаратам для экстрагирования в системах жидкость-жидкость и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, гидрометаллургической и др. отраслях промышленности, где широко распространены процессы жидкостной экстракции, а также в области химического машиностроения.

Известны массообменные колонны для жидкостной экстракции, разделенные на отдельные ступени по высоте тарелками, в которых установлены различные смесительные устройства. Переток в смежные ступени отстоявшихся в ступенях дисперсной (легкой или тяжелой) жидкостей осуществляется по трубкам, которые, как правило, расположены концентрично смесительным устройствам и закрепляются в полотне вышележащей тарелки (см. А.с. СССР №751409, B01D 11/04, 1980, БИ №28).

Известен также многоступенчатый барботажный экстрактор, включающий корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с установленными на перегородках смесительными устройствами (см. А.с. СССР №1152609, B01D 11/04, 1985, БИ №16). Переток отстоявшейся тяжелой фазы в смесительные устройства нижележащей секции-отстойника осуществляется по переточным трубкам, закрепленным в перегородках, и установленными концентрично смесительным элементам нижележащей секции-отстойника. Производительность аппарата определяется его диаметром и количеством смесительных элементов в секции-отстойнике, а необходимая степень извлечения целевого компонента - количеством секций-отстойников в колонне (или числом ступеней).

В такой колонне при большом количестве смесительных элементов в секции и числа самих секций-отстойников возникают серьезные трудности при изготовлении и монтаже аппарата по обеспечению соосности переточных трубок вышележащей секции-отстойника и смесительных элементов нижележащей секции-отстойника при равномерном распределении их по сечению секции-отстойника. Например, при числе смесительных элементов в секции-отстойнике равном 2 и таком же количестве переточных элементов не возникает трудностей с равномерным расположением их на перегородке. Но начиная с числа смесительных элементов в секции-отстойнике равном 6 и более, возникают серьезные трудности с равномерным их расположением на перегородке и сборкой всей колонны в целом.

Задачей изобретения является упрощение изготовления и обеспечение точности сборки многоступенчатой колонны.

Это обеспечивается тем, что количество смесительных элементов в секции-отстойнике должно быть таким, чтобы на перегородке их можно было расположить по вершинам квадратов в соотношении 3×2, 4×3, 5×4, 6×5 и т.д., где первые цифры - количество смесительных элементов в горизонтальном ряду, а вторые - в вертикальном. Обозначив количество смесительных элементов в горизонтальном ряду как «К», соотношение «3×2, 4×3, 5×4, 6×5 и т.д.» можно отразить общим выражением как «К×(К-1)», где К может принимать значения от 3 и более. Переточные трубки для тяжелой фазы должны быть расположены между смесительными элементами на пересечении диагоналей квадратов, соединяющих центры смесительных элементов, и их расположение на перегородке должно быть в соотношении 2×3, 3×4, 4×5, 5×6 и т.д. Использовав вышеизложенный подход, выражение «2×3, 3×4, 4×5, 5×6 и т.д.» можно отразить как «(К-1)×К». При одинаковом изготовлении всех перегородок аппарата с поворотом смежной перегородки на 90° при сборке переточные трубки вышележащей секции-отстойника окажутся в смесительных элементах нижележащей секции-отстойника.

Сущность изобретения наглядно поясняется рисунками, где представлены два варианта перегородок: фиг.1 - при числе смесительных элементов 6 и фиг.2 - при числе смесительных элементов 12.

Вертикальный корпус 1 экстрактора разбит горизонтальными перегородками 2 на отдельные секции-остойники. На перегородке 2 расположены вертикальные смесительные элементы 3 с шагом «m» между ними, а также переточные трубки 4 с тем же шагом «m» между ними. Величина шага «m» зависит от условия обеспечения необходимой скорости осаждения капель дисперсной фазы в отстойной зоне секции-отстойника, каковой является пространство между корпусом и смесительными элементами колонны. На фиг.1 смесительные элементы расположены в соотношении 3×2 (т.е. «К×(К-1), где К=3), а переточные трубки - в соотношении 2×3 (т.е. «(К-1)×К»). На фиг.2: смесительные элементы - в соотношении 4×3 (т.е. «К×(К-1), где К=4), а переточные трубки - в соотношении 3×4 (т.е. «(К-1)×К») соответственно. При одинаковом изготовлении всех перегородок многоступенчатой колонны сборка колонны осуществляется простым поворотом смежных перегородок на 90°. При этом переточные трубки вышележащих секций-отстойников опустятся точно в смесительные элементы нижележащих секций-отстойников.

Использование устройства по данному изобретению позволяет значительно упростить изготовление перегородок колонны, а также обеспечить точность при сборке многоступенчатого варианта аппарата при равномерном распределении смесительных элементов по сечению перегородки.

Колонна для жидкостной экстракции, включающая вертикальный корпус, разделенный горизонтальными перегородками на отдельные секции-отстойники с установленными в них трубчатыми смесительными элементами и концентричными им переточными трубками вышележащей секции-отстойника, отличающаяся тем, что при изменении числа смесительных элементов в секции-отстойнике от 6 и более они расположены на перегородках в горизонтальном и вертикальном рядах соответственно в соотношении «K×(K-1)», а переточные трубки расположены между смесительными элементами на пересечении диагоналей квадратов, соединяющих центры смесительных элементов, и их количество в горизонтальном и вертикальном рядах соответственно определяется соотношением «(K-1)×K», где K может принимать значения 3 и более.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. На первой стадии извлечения гадолиния из смеси редкоземельных элементов в органическую фазу извлекают тербий, диспрозий и более тяжелые РЗЭ.

Изобретение относится к химической и фармацевтической промышленности и может быть использовано для извлечения новокаина из водных сред с целью его дальнейшего определения.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам переработки белоксодержащих отходов жизнедеятельности животных и птиц, преимущественно птичьего помета.

Изобретение относится к получению фосфатов аммония из фосфорсодержащих растворов. Способ получения включает стадии: обеспечения обогащенной фосфором жидкой фазы, не смешивающейся с водой (210); добавления безводного аммиака в обогащенную фосфором жидкую фазу (212); осаждения моноаммоний фосфата и/или диаммоний фосфата из указанной жидкой фазы (214); регулирования температуры жидкой фазы в ходе указанных стадий добавления и осаждения в заранее заданном интервале температур (216); извлечения осажденного моноаммоний фосфата и/или диаммоний фосфата из указанной жидкой фазы (218); промывки кристаллов извлеченного осажденного моноаммоний фосфата и/или диаммоний фосфата (220) и сушки промытых кристаллов (228).

Изобретение относится к центробежной экстракционной аппаратуре для систем жидкость-жидкость, в частности к многоступенчатым жидкостным экстракторам, и может быть использовано в радиохимической, химической, металлургической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к аналитической химии и фармацевтике и может быть использовано для извлечения пуриновых алкалоидов из водных сред с целью их последующего определения.

Изобретение относится к способу автоматического управления процессом жидкостной экстракции в экстракционных колоннах, преимущественно вибрационных, и может быть использовано в гидрометаллургических, нефтехимических, радиохимических и других производствах.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения акриловой кислоты, в соответствии с которым путем осуществляемого при повышенной температуре гетерогенно катализируемого газофазного частичного окисления молекулярным кислородом по меньшей мере одного соответствующего исходного соединения с тремя атомами углерода на находящихся в твердом агрегатном состоянии катализаторах получают газовую смесь продуктов, содержащую акриловую кислоту, водяной пар и побочные компоненты, температуру указанной смеси при необходимости снижают путем прямого и/или косвенного охлаждения, после чего указанную смесь направляют в оснащенную эффективно разделяющими элементами конденсационную колонну, вдоль которой она самостоятельно поднимается при одновременном протекании фракционной конденсации, причем через первый боковой отбор, находящийся выше места подачи газовой смеси реакционных продуктов в конденсационную колонну, из конденсационной колонны выводят обедненную водой и побочными компонентами сырую акриловую кислоту в качестве целевого продукта, через находящийся выше первого бокового отбора второй отбор жидкой фазы из конденсационной колонны выводят содержащую акриловую кислоту и побочные компоненты кислую воду, из верхней части конденсационной колонны выводят остаточную газовую смесь, содержащую побочные компоненты, кипящие при более низкой температуре, чем вода, из куба конденсационной колонны выводят кубовую жидкость, содержащую акриловую кислоту, а также побочные продукты и побочные компоненты, кипящие при более высокой температуре, чем акриловая кислота, частичное количество отбираемой кислой воды как таковое и/или после охлаждения возвращают в конденсационную колонну в качестве флегмы, и сырую акриловую кислоту при необходимости подвергают дополнительной очистке по меньшей мере одним другим методом термического разделения, и при необходимости в сырую акриловую кислоту перед дополнительной кристаллизационной очисткой добавляют частичное количество отбираемой кислой воды, где акриловую кислоту, содержащуюся по меньшей мере в частичном количестве невозвращаемой в конденсационную колонну кислой воды, переводят из кислой воды в органический растворитель путем выполняемой этим растворителем экстракции, сопровождаемой образованием содержащего акриловую кислоту органического экстракта, из которого акриловую кислоту в дальнейшем выделяют путем его отпаривания первым отпаривающим газом, причем первый отпаривающий газ, содержащий акриловую кислоту, возвращают в конденсационную колонну, и/или акриловую кислоту, содержащуюся в первом отпаривающем газе, переводят в водный раствор гидроксида металла или образующийся первый отпаривающий газ, содержащий акриловую кислоту, используют в качестве второго отпаривающего газа с целью отпаривания акриловой кислоты, содержащейся в выводимой из конденсационной колонны кубовой жидкости, и причем образующийся при этом второй отпаривающий газ, содержащий акриловую кислоту, возвращают в конденсационную колонну и/или акриловую кислоту, содержащуюся во втором отпаривающем газе, переводят в водный раствор гидроксида металла.

Изобретение относится к химическим аппаратам для экстракции в системах «жидкость-жидкость». Экстрактор содержит вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники, в которых установлены смесительные устройства, выполненные в виде концентрично расположенных внутренних, наружных и конических патрубков, газораспределительные насадки с отверстиями, установленные соосно патрубкам, и переточные трубки, размещенные в перегородках. Верхний срез конического патрубка расположен в середине высоты секции-отстойника, с зазором относительно нижнего среза наружного патрубка. Внутренний патрубок установлен с зазором относительно нижней перегородки. Верхний срез газораспределительного насадка расположен выше нижнего среза внутреннего патрубка. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса экстракции. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в аналитической химии для контроля полноты очистки технологических растворов от ионов ртути. Способ экстракционного извлечения ртути (II) из хлоридных растворов включает экстракцию ртути из водной фазы в органическую компоненту расслаивающей системы вода-антипирин-органическая кислота. Для количественного концентрирования ртути (II) в гидрофобный расплав органической фазы ацетилсалицилата антипириния используют антипирин и ацетилсалициловую кислоту в мольном соотношении 1:1. При этом осуществляют нагрев на водяной бане до температуры 90°C в течение 20-30 минут, интенсивное встряхивание и перемешивание. Осадок органической фазы представляет собой концентрат ртути и может быть использован в качестве аналитического образца. Изобретение позволяет уменьшить расход антипирина. 1 ил., 2 табл.

Изобретение предназначено для использования в радиохимическом производстве для очистки и разделения радиоактивных жидких сред, а также в химической, металлургической и фармацевтической отраслях промышленности. Центробежный экстрактор содержит корпус со смесительной камерой, камерой вывода легкой фазы и камерой вывода тяжелой фазы, имеющей перегородку, ротор с камерой разделения, транспортирующим устройством, гидрозатвором и трубками для вывода легкой фазы, и расположенный на крышке корпуса привод. Bерхняя часть камеры вывода тяжелой фазы снабжена закрепленным на внутренней стенке корпуса карманом, а перегородка, концентрично размещенная в зазоре между карманом и ротором, связана с крышкой корпуса. Нижняя кромка перегородки расположена ниже верхней кромки кармана, а крышка выполнена поворотной. 4 ил.

Изобретение предназначено для газожидкостной экстракции. Способ включает организацию потоков жидкости и газа-носителя, формирование в экстракционной камере поверхности раздела фаз и проведение массообмена с последующим разделением проэкстрагированной жидкости и обогащенного летучими компонентами газа-носителя. Поступающий в камеру аксиальный поток жидкой среды преобразуется в два коаксиальных потока, разделенных газом-носителем. В аналитических системах экстракцию осуществляют в один этап, когда жидкая и газовая фазы подвижны, или в два этапа: вначале проводят прокачку пробы через камеру при нормальном или пониженном давлении неподвижной газовой фазы, а потом, после наступления концентрационного фазового равновесия, образовавшееся облако насыщенной летучими компонентами парогазовой смеси газа-носителя выталкивают из камеры в аналитическую газовую ячейку анализатора, где давление газа-носителя равно атмосферному. Устройство включает проточную трубчатую массообменную камеру, установленную вертикально, имеющую коаксиальную полость с гидрофильной поверхностью, сопряженную на верхнем конце с расширяющейся коаксиальной щелью. Технический результат: увеличение степени экстракции, увеличение чувствительности и повышение точности аналитических систем. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение предназначено для очистки жидких сред. Устройство включает средства ввода и вывода фазовых компонентов и проточную трубчатую экстракционную камеру со штуцерами для ввода и вывода жидкой среды и газа-носителя. Экстракционная камера помещена в термостат, установлена вертикально, имеет гидрофильную внутреннюю поверхность и на верхнем конце имеет сужение, соосно сочлененное с капиллярной трубкой так, что образуется круглая щель, или с раструбом, снабженным полым конусом, закрепленным так, что между поверхностью раструба и поверхностью конуса образуется кольцевая щель. Газовые штуцеры относительно оси камеры установлены под острым углом, а относительно поверхности камеры - тангенциально. Способ экстракции включает ввод в экстракционную камеру компонентов противотоком, осуществление межфазового массобмена и вывод из нее обогащенного летучими компонентами газа-носителя, при этом стабилизируют температуру проточной трубчатой экстракционной камеры, поступающий в нее поток жидкой среды преобразуют в коаксиальный, стекающий по ее вогнутой поверхности тонкой пленкой, поток газа-носителя закручивают по восходящей спирали, а массобмен осуществляют в условиях противотока фазовых компонентов или в условиях неподвижной газовой фазы. Технический результат: увеличение степени экстракции и чувствительности аналитических систем. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано в производстве катализаторов. Способ получения сульфата ванадила включает экстракцию из сернокислого раствора ванадия (IV) неразбавленной ди-2-этилгексилфосфорной кислотой в присутствии сульфата натрия и последующую фильтрацию под вакуумом. Экстракцию ведут при соотношении водной и органической фазы, равном (2,5÷3,0):1. Затем отделяют органическую фазу от водной фазы, охлаждают органическую фазу до 0±0,5°С с выдержкой при этой температуре в течение 20-30 мин. Далее к органической фазе добавляют ксилол при соотношении, равном 1:(0,5÷1,0), и промывают полученный продукт гексаном. Изобретение позволяет повысить выход тригидрата сульфата ванадила VOSO4·3Н2O приблизительно на 30%. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

Изобретение относится к многоступенчатому барботажному экстрактору и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других отраслях. Многоступенчатый барботажный экстрактор включает в себя вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами, выполненными в виде двух концентрических патрубков, газораспределительные насадки с отверстиями, насадки для перетока тяжелой жидкости и переточные трубки для легкой жидкости с отверстиями. В каждой секции-отстойнике наружный патрубок смесительного устройства установлен на нижней перегородке, а его верхний срез расположен на середине высоты секции-отстойника. Внутренний патрубок смесительного устройства установлен с зазором к нижней перегородке, а в его верхнем торце выполнены отверстия для выхода газа из смесительного устройства. Газораспределительный насадок выполнен в виде перевернутого стакана с отверстиями в верхней крышке, расположенными выше нижнего среза внутреннего патрубка смесительного устройства. Нижний срез газораспределительного насадка расположен ниже отверстий для выхода газа из смесительного устройства нижележащей секции-отстойника. В полотне верхней крышки газораспределительного насадка концентрично смесительному устройству установлена переточная трубка для легкой жидкости, нижний срез которой расположен ниже отверстий для выхода газа из смесительного устройства нижележащей секции-отстойника, а отверстия в ее верхней части расположены внутри насадка для перетока тяжелой жидкости, нижний срез которого расположен ниже отверстий для выхода газа из смесительного устройства. Достигаемый при этом технический результат заключается в расширении технологических возможностей экстрактора путем использования его для переработки жидкостных систем, в которых диспергированию подвергается легкая жидкость, а тяжелая жидкость является сплошной средой. 1 ил.

Изобретение относится к вариантам композиции для передачи тепла. Один из вариантов композиции содержит (i) от около 20 до около 90% масс. R-1234yf; (ii) от около 10 до около 60% масс. R-134a и (iii) от около 1 до около 20% масс. R-32. Также изобретение относится к ряду вариантов использования композиции. Настоящая композиция имеет пониженную величину потенциала глобального потепления и в то же время характеризуется производительностью и энергетической эффективностью. 18 н. и 38 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу очистки кислых солевых растворов, в частности, образующихся при комплексной переработке апатита с получением концентрата редкоземельных металлов (РЗМ), от примесей фосфора, фтора и щелочных металлов. Способ включает осаждение фосфора, фтора в виде фосфатов и фторидов кальция, а щелочных металлов в виде кремнефторидов, при этом перед осаждением фосфатов и фторидов кальция и кремнефторидов щелочных металлов кислоту одновременно с РЗМ селективно экстрагируют в органический экстрагент, реэкстрагируют ценный компонент из органического экстракта, а после осаждения фосфатов и фторидов кальция и кремнефторидов щелочных металлов кислоту реэкстрагируют из экстракта в водный раствор. Указанный способ позволяет избавляться от примесей фосфора, фтора и щелочных металлов, извлекать РЗМ без потерь и регенерировать кислоту. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

Изобретение может быть использовано в аналитической химии. Для выделения железа (III) из водных растворов используют в качестве первого органического реагента дифенилгуанидин (ДФГ). В качестве второго органического реагента используют салициловую кислоту (СК), а в качестве разбавителя органической фазы - хлороформ. В органическую фазу извлекают комплекс с мольным соотношением компонентов ДФГ:Fе3+:СК, равным 1:1:1. Процесс выделения железа (III) проводят при кислотности среды рН=1,5-2,5 с последующим определением железа (III) титриметрическим методом. Изобретение позволяет повысить селективность и упростить процесс выделения и определения железа (III) из водных растворов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 пр.
Наверх