Способ экстракции
ОП ИСАЙИ Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
398260
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 20. IX.1971 (№ 1700081. 23-26) с присоединением заявки ¹â€”
Приоритет—
Опубликовано 27.IX.1973. Бюллетень ¹ 38
Дата опубликования описания 21.11.197-1
М,Кл. В Old 11, 04
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий
УДК 66.061,5(088.8) Авторы изобретения
Л. Н. Афанасьева, Б. M. Люминарский и О. С. Чечик
Заявитель
СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ
Изобретение относится к способам экстракции летучих веществ и может быть применено, например, для удаления незаполимеризовавшегося стирола из бутадиенстирольного латекса или отделения латекса от незаполимеризовавшегося мономера.
Известен способ экстракции летучих веществ, в частности незаполимеризовавшегося стирола из бутадиенстирольного латекса, заключающийся в том, что латекс подвергают контактированию с экстрагентом (низкокипящими углеводородами), после чего смесь разделяют, пользуясь разностью удельных весов латекса и углеводородов, и стирол выделяют ректификацией из углеводородного раствора.
Латекс освобождают от углеводородов отгонкой с водяным паром.
Недостатком такого способа является то, что экстрагент загрязняет латекс (полимер латекса набухает в углеводородах), вследствие чего необходима дополнительная операция отгонки углеводородов из латекса с водяным паром.
Цель изобретения — разработка способа экстракции, лишенного указанного недостатка, за счет проведения экстракцип в газовой фазе при контактировании раствора экстрагируемого вещества с экстрагентом, разделенных перегородкой, в замкнутом объеме через газовую прослойку толщиной не более 10 сл.
На чертеже дана схема аппарата для осуществления предлагаемого способа.
Сущность способа заключается в том, что раствор экстрагируемого вещества и экстра5 гент подвергают контактированию через газовую прослойку в рабочей камере с замкнутым объемом, например в горизонтальном аппарате, снабженном перегородками 1, разделяющими нижнюю половину аппарата на ряд
I0 секций 2, и в каждой секции дисками 8, вращающимися на общем валу 4, с помощью которы.; создают развитую поверхность соприкосновения газ-жидкость для раствора экстрагпруемого вещества и экстрагента. При этом
15 диски вызывают распыление пли разбрызгивание или нанесение пленки жидкости на твердую поверхность, смачпваемую этой жидкостью таким образом, чтобы смешение экстрагируемого раствора и экстрагента было ис20 ключено. Верхняя часть аппарата заполняется газом, который подбирается пз соображений экономичности, пожаро- и взрывобезопасности, например, воздухом, азотом и т.д.
Секции аппарата через одну заполняются раствором экстрагируемого вещества и экстрагентом, при вращении дисков на их поверхности выносится пленка жидкости, контактирующая с газовой средой. Расстояние между дисками определяется шириной секции, тол30 щиной дисков и перегородок. Например, при
398260
3 диаметре аппарата 300 — 500 лгм расстояние между дисками меньше 100 лм.
Таким образом две жидкпс фазы (обрабатьгваемая жидкость и экстракт) не взаимоденствуют непосредственно одна с другой. Экстрагируемое вещество испаряется из обраба тываемого исходного раствора в газовую фазу и тут же без выноса газовой фазы из аппарата поглощается экстрагентом, нанесенным lз виде тонкой пленки на диски аппарата.
Разделение экстрагента и исходного растворителя после экстракции не представляет трудности, так как жидкости непосредственно не соприкасаются и могут раздельно отбираться из каждой секции. При этом не требуется, чтобы разность плотностей экстрагируемого раствора и экстрагента была достаточно велика, что необходимо при обычной экстракции.
В качестве экстрагента можно использовать практически любую жидкость, не обязательно отличающуюся от раствора IIo удельному весу, растворяющуюся в исходном растворе или образующую с нпм однородную коллоидную систему (например, в случае двух латексов).
Дальнейшую обработку экстрагепта с целью выделения экстрагируемого вещества ведут, как обычно, например, дистнлляцией, ректификацией и т. п. 1(онтроль за процессом экстракции осуществляют либо по II0BbIIIIPIIIIIo концентрации его в экстрагенте, либо IIo понижению ее в исходном растворе.
Изменение концентрации экстрагнруемого вещества (переход его из исходного раствора в экстрагент) происходит путем испарения вещества и последующей абсорбции его экстрагентом.
Скорость процесса экстрагирования возра стает с повышением температуры за счет увеличения упругости пара экстрагируемого вещества и коэффициентов диффузии в газовой и обеих жидких средах. Поэтому температуру процесса выбирают из соображений экономии, технологичности процесса, термостабильностн используемых продуктов и т. д.
Движущей силой диффузии является разность упругостей паров экстрагируемого вещества над обрабатываемой жидкостью и экстрагентом, соответствующих его концентрациям в жидких фазах. Возникающее дополнительное сопротивление процессу массопередачи в виде газовой прослойки не велико, если ее толщина не превышает 10 см.
Чтобы процесс экстракции проходил достаточно быстро, экстрагируемое вещество должно иметь достаточно высокую упругость пара.
4
I:o, Iè принять, что обычно степень дисперсно стн в процессе экстракции (размер «анель) досгигает 1 — 3 мм, а концентрация экстрагируемого вещества составляет 5 — 15 вес. %, то, учитывая, что коэффициент диффузии в газовой фазе в 10 раз больше, чем в жндкои фазе, при толщине газовой прослойки 3 — 5 см упругость пара экстрагируемого вещества может составлять 3 — 10 мл рт. ст. н при этом скорость процесса экстракции 11е уменьшается.
Предлагаемым способом целесообразно экстрагировать любые вещества, упругость пара которых превышает 3 — 5 мл. рт. ст. Если хке упругость пара меньше при нормальных условиях, то ее можно увеличить за счет повышения температуры процесса экстракцнн.
П р» е р. Ьутадненстирольный латекс, полимер которого на 35% состоит из бутадиеновых и íà 65% из стирольных звеньев (латекс CI(C-65ГП), содержащий 1% незаполнмеризованного стирола, приводят в контакт с полнстирольным латексом, пе содержащим незаполпмеризованного стирола. Процесс экстракции проводят в аппарате, конструкция которого описана выше, количество секций равно шести (три для исходного раствора и трн для экстрагента), емкость одной секции около
100 м.г, диаметр дисков 8 см, скорость вращения 100 об/мин.
1(онтроль процесса э«стр акции осуществлгпог по концентрации стирола в латексах.
Через полчаса контактирования прн температуре 80 С (упругость паров стирола в этих условиях составляет около 3 мл рт. ст.), концентрация стирола в oooIIx латексах перестает меняться и составляет в латексе С1(С-65
ГП 0,25%, а в полистирольном — 0,5%. После этого латексы сливагот по отдельности и стирол из полистирольного Iатекса удаляют. как обычно, отгонкой с водяным паром.
Предмет изобретения
Способ экстракции летучих веществ, например незаполимери зовавшегося стнрола из бутадпенстнрольного латекса, путем контактировапия раствора экстрагируемого вещества с экстрагентом, разделения фаз и обработки экстрагента, от.гича>оигиггся тем, что, с целью использования в качестве экстрагента любых жидких веществ, растворяющих экстрагируемое вещество, экстракцшо проводят в газовой фазе прн контактировании раствора экстрагнруемого вещества с экстрагентом, разделенны. ; перегородкой, в замкнутом объеме через газовую прослойку толщиной не более 10 см.
398260
Составитель А. Тарасов
Текред Л. Грачева
Редактор Е. Хорина
Корректор М. Лейзерман
Загорская типография
Заказ 5420 Изд. № 1979 Типаж 678 Подписное
ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4/5
