Способ экстракции
Способ относится к методам извлечения, разделения и концентрирования веществ, а именно к жидкостной экстракции. Включает периодическое поперечное колебание межфазной системы, которое осуществляют с помощью вибратора. Пластину вибратора помещают на межфазную поверхность. Частоту механических колебаний вибратора устанавливают равной резонансной частоте капиллярных волн. Данный способ позволяет ускорить массопередачу при извлечении веществ методом жидкостной экстракции. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к методам извлечения, разделения и концентрирования веществ, а именно к жидкостной экстракции и абсорбции газов жидкостями. Оно может найти применение в химической и биохимической промышленности.
Предшествующий уровень техники В известных методах извлечение одного или нескольких веществ из одной фазы в другую осуществляется при их контакте в течение определенного времени. В подавляющем числе случаев фазы перемешивают, используя мешалки или внешние пульсаторы (Основы жидкостной экстракции. / Ягодин Г.А., Каган С.З., Тарасов В.В. и др. М.: Химия. 1981. 400 с.). Недостаток этих методов состоит в повышенных расходах энергии, т.к. при использовании перемешивающих устройств энергия затрачивается на перемешивание объемов жидкостей для диспергирования одной жидкости в другой, т.е. создания развитой поверхности контакта фаз. Кроме того, после экстракции необходимо разделение фаз, которое может протекать очень медленно, если присутствующие в системе вещества обладают поверхностно-активными свойствами, тогда снижается производительность отстойников и для ускорения процесса коалесценции капель дополнительно затрачивают энергию. В устройствах без перемешивания фаз низка скорость массопереноса. Наиболее близок к предлагаемому способ экстракции, когда через межфазную поверхность возвратно-поступательно движется гибкая лента (Тарасов В.В., Чжан Дун Сян, Г.Г. Ларин. Теор. основы химич. технолог. 2000. Т.34, 2, с. 188-194). Частоту возвратно-поступательного движения изменяли в интервале 0-2 с-1, размах движений 0-20 мм. Коэффициент массопередачи при 400 с примерно в 4 раза выше, чем в случае отсутствия возвратно-поступательно движущейся ленты. Однако движущаяся лента - это дополнительное устройство, которое усложняет установку. Во-вторых, лента движется через межфазную поверхность и далее в фазах. В-третьих, движущаяся через межфазную поверхность лента с указанной невысокой частотой может увлекать возникающие на поверхности раздела образования, например межфазные пленки, если их адгезионная способность достаточна для того, чтобы "прилипать" к материалу ленты, внося их в фазы, где условия для их деструкции лучше, чем на межфазной поверхности, или вызывать движение жидкости в приповерхностных слоях, если адгезионная способность мала. Сущность изобретения Целью настоящего изобретения явилось ускорение массопередачи при извлечении веществ методами жидкостной экстракции и абсорбции газов жидкостями. Предлагаемый способ основан на существовании зависимости между коэффициентом массопередачи вещества, распределяемого между двумя контактирующими жидкостями, и частотой механических возмущений межфазной поверхности. В данном случае термин "жидкость" используется в самом широком смысле, то есть включает как собственно жидкости, так и газообразные среды. При определенной частоте, близкой к частоте резонанса капиллярных волн, коэффициент массопередачи в системах жидкость - жидкость в несколько раз превышает значение, характерное для процесса массопередачи, протекающей в режиме естественной конвекции. Механические возмущения межфазной поверхности в области резонанса капиллярных волн на этой границе предотвращают или тормозят формирование межфазных слоев, обуславливающих высокое сопротивление переносу вещества через границу раздела фаз, что способствует более интенсивному переносу. Способ экстракции в системах жидкость - жидкость включает периодическое поперечное колебание межфазной поверхности системы с помощью вибратора, пластину которого помещают на межфазную поверхность, а частоту механических колебаний вибратора устанавливают равной резонансной частоте капиллярных волн. Если резонансная частота капиллярных волн для системы, в которой проводится экстракция, не известна, ее предварительно определяют по зависимости коэффициента массопередачи от частоты механических возмущений межфазной поверхности. Определение резонансной частоты капиллярных волн ведут в диапазоне частот 1-18 кГц с точностью до 0,1 кГц путем последовательных опытов по массопередаче вещества-зонда в системе жидкость - жидкость. Практически предлагаемый способ реализуют следующим образом. Вначале определяют зависимость коэффициента массопередачи от частоты механических возмущений межфазной поверхности. Для этого готовят экстракт путем контактирования в делительной воронке равных объемов раствора минеральной кислоты и органического растворителя и после выдержки, необходимой для полного расслоения системы, органическую фазу отделяют от водной. Далее в кондуктометрическую ячейку помещают воду, предварительно насыщенную органическим растворителем, и на поверхность воды в ячейке устанавливают плоскость пластины, присоединенной к электродинамическому вибратору, который подключен к генератору низкочастотных сигналов. Включают генератор, устанавливают частоту 4 кГц, аккуратно приливают экстракт и кондуктометрически следят за переходом вещества в течение 500-1000 с. Затем генератор выключают, жидкости перемешивают стеклянной палочкой для установления равновесия между фазами и определяют электропроводность раствора. Кондуктометрическую ячейку предварительно калибруют обычным способом, т.е. помещая в нее разбавленные растворы кислоты с известной концентрацией (менее 0,01 моль/л) и определяя соответствующие значения электропроводности раствора. Затем по калибровке кондуктометрической ячейки находят текущие и равновесную концентрации вещества и рассчитывают значения коэффициента массопередачи столько раз, сколько измерено значений текущей электропроводности. Коэффициент массопередачи (k) определяют любым методом, например по изменению концентрации вещества в принимающей фазе во времени. Тогда![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/55/553135.gif)
Формула изобретения
1. Способ экстракции в системах жидкость - жидкость, включающий периодическое поперечное колебание межфазной поверхности системы, отличающийся тем, что поперечное колебание межфазной поверхности осуществляют с помощью вибратора, пластину которого помещают на межфазную поверхность, а частоту механических колебаний вибратора устанавливают равной резонансной частоте капиллярных волн. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно определяют резонансную частоту капиллярных волн по зависимости коэффициента массопередачи от частоты механических возмущений межфазной поверхности. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что резонансную частоту капиллярных волн определяют в диапазоне частот 1-18 кГц с точностью до 0,1 кГц путем последовательных опытов по массопередаче вещества-зонда в системе жидкость-жидкость.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Центробежный экстрактор // 2190449
Изобретение относится к химической аппаратуре жидкостной экстракции, предназначенной для работы с растворами, содержащими твердые примеси, в частности к центробежным экстракторам с непрерывным выводом осадка, и может быть использовано в гидрометаллургической, радиохимической, пищевой, химической, а также в атомной промышленности для экстракции растворов с твердыми примесями и осветления суспензии
Изобретение относится к способу разделения азеотропной смеси -пиколин - вода, образующейся в процессе регенерации растворителя в производстве поли-n-фенилентерефталамида
Изобретение относится к переработке отработанного ядерного топлива
Изобретение относится к процессам регулирования поверхности раздела или места расположения дисперсионной зоны в вертикальном направлении при экстракции жидкость-жидкость между двумя растворами, которые являются взаимно разделяемыми благодаря различным плотностям, а также к процессам выведения разделенных растворов из области, где происходит разделение без аэрации растворов на стадии переноса
Способ многофазовой экстракции // 2178326
Многофазовый экстрактор // 2177357
Изобретение относится к аппаратам для обработки веществ, более конкретно к многофазовому экстрактору, который может найти применение в химической, гидрометаллургической, микробиологической и других областях промышленности для разделения, экстракции, концентрирования и очистки веществ
Многоступенчатый трехфазный экстрактор // 2177356
Изобретение относится к технологии обработки веществ, более конкретно к многоступенчатому трехфазовому экстрактору, который может найти применение в химической, гидрометаллургической, микробиологической и других отраслях промышленности при разделении, концентрировании и очистке веществ
Экстракционная установка // 2176150
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности ликероводочному производству, а также химической, фармацевтической промышленности
Способ жидкостной экстракции // 2200051
Изобретение относится к методам извлечения, разделения и концентрирования веществ жидкостной экстракцией
Изобретение относится к способам разделения смесей взаиморастворимых жидкостей, например экстракционных смесей, и может быть использовано в химической, атомной и других отраслях промышленности
Изобретение относится к способам очистки тория, являющегося возвратным компонентом ториевого цикла
Экстрактор колонного типа // 2202395
Изобретение относится к аппаратам гидрометаллургической, нефтяной и химической промышленностям и может быть использовано для непрерывного процесса извлечения и очистки веществ из растворов
Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к установкам для деасфальтизации нефтяного сырья, преимущественно гудрона
Многофазный экстрактор с промывной камерой // 2203123
Изобретение относится к многофазному экстрактору с экстракционной и реэкстракционной камерой, которые соединены в своей верхней и нижней части с помощью соединительных каналов и оборудованы распределительными устройствами и штуцерами для подвода и отвода экстрагирующей и адсорбирующей фазы
Способ жидкостной экстракции // 2218973
Изобретение относится к химической технологии, в частности к процессам, происходящим в системе жидкость - жидкость при воздействии электрического тока
Многофазовый экстракционный аппарат // 2222368
Способ экстракционного извлечения долгоживущих радионуклидов из жидких радиоактивных отходов // 2224309
Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных отходов
Изобретение относится к контактным устройствам для массообменных аппаратов, в частности для насадочных колонн для систем газ - жидкость