Устройство для парофазной экстракции органических веществ из жидких сред с регулированием барометрических условий

Полезная модель используется для выделения органических соединений из одной жидкости в другую, в т.ч. из водных сред и наоборот. Указанный технический результат достигают тем, что устройство реализует способ парофазной экстракции (ПФЭ), т.е. соконденсации в результате перегонки с паром растворителя-экстрагента целевых компонентов. Устройство состоит из отгонной емкости, дозатора с трубопроводом для подачи жидкого экстрагента, паропровода со встроенным регулировочным запорным узлом, холодильника, отвода для подключения вакуумного насоса и приемной емкости. Для получения соконденсата в объем постоянно или дозированно подаваемой в ПФЭ-модуль пробы вводят непрерывно с определенной скоростью или дробно (ступенчато) жидкий экстрагент, имеющий более низкую, чем у пробы, температуру кипения, с последующей отгонкой. Целевые продукты концентрируются в получаемом конденсате. Для управления температурой дистилляции в устройстве дополнительно предусмотрено изменение давления с использованием вакуумного насоса или встроенного в паропровод запорного узла. Применением различных экстрагентов фракционируют выделяемые органические вещества на отдельные группы.

Устройство предназначено для реализации способа выделения растворенных природных и техногенных органических веществ из одной жидкости в другую, в том числе из водных объектов и может быть использовано в аналитической химии, химической технологии, химической токсикологии, биохимии, парфюмерии, гидрохимии, экологии и др.

Известно устройство [1], где летучие органические вещества извлекают из жидкой пробы, в т.ч. водного раствора, парофазной экстракцией путем соконденсации целевых компонентов в результате перегонки с паром экстрагента, имеющего температуру кипения ниже температуры кипения исходной пробы.

Однако указанное устройство имеет недостатки:

- для используемой процедуры парофазной экстракции выделения целевых органических веществ в условиях повышенного давления необходимо применение компрессора;

- схемой установки предусмотрено подключение компрессора к отводу аллонжа, что предъявляет серьезные требования к герметичности, а, соответственно, и безопасности абсолютно всех элементов и частей устройства.

Целью было улучшение технических характеристик и экономических показателей осуществления технологии парофазной экстракции (ПФЭ) при повышенном давлении.

Поставленная задача решается путем создания нового экстракционного модуля, в котором избыточное давление для проведения ПФЭ создается только в отгонной емкости 3 с исходной пробой (см. рис.1), что исключает действие повышенных барометрических нагрузок на остальные элементы и части установки.

Техническое решение и предлагаемая полезная модель иллюстрируются рис.1, где представлена принципиальная схема разработанного экстракционного модуля для ПФЭ. Экстракционный модуль состоит из следующих узлов и частей:

1 - жидкостной насос-дозатор подачи экстрагента или смеси экстрагентов (изократическая смесь - смесь экстрагентов постоянного состава, градиентная смесь - состав меняется по ходу экстракции);

2 - трубопровод для подачи экстрагента;

3 - отгонная емкость с исходной пробой;

4 - регулируемый запорный узел;

5 - предохранительный клапан;

6 - температурный датчик;

7 - манометр;

8 - трубопровод для подачи исходной пробы;

9 - паропровод;

10 - холодильник для конденсации паров экстрагента с целевыми компонентами;

11 - отвод для подключения вакуумного насоса;

12 - емкость для сбора ПФЭ-экстракта;

13 - нагреватель;

14 - выход-слив.

Устройство-модуль для извлечения органических веществ из жидких сред путем парофазной экстракции в режиме непрерывной или периодической подачи пробы, состоящее из отгонной емкости, дозатора с трубопроводом для подачи жидкого экстрагента, паропровода, холодильника, отвода для подключения вакуумного насоса и приемной емкости, отличающееся тем, что в паропровод вмонтирован регулируемый запорный узел для осуществления процесса в условиях избыточного давления.