Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
6. РАСЧЕТ МНОГОКРАТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ (МЭ)
Многократная обработка сырья M избирательным растворителем заключается в том, что после первой обработки образующийся экстрактный раствор S1- удаляется, а к рафинат-ному раствору R1 добавляется новая порция растворителя, в результате чего образуются новый экстрактный (S3) и рафи-натный (R2) слои. После удаления экстрактного слоя рафи-натный раствор R2 вновь обрабатывается растворителем и т. д.
В результате многократной экстракции количество получаемого рафината постепенно уменьшается, но качество его улучшается (так как понижается значение ВВК). Таким образом процесс многократной экстракции подобен процессу многократного испарения.
>
200
Рассмотрим расчет процесса многократной экстракции примере двухкратной обработки (см. фиг. 70).
Выход рафината и экстракта после первой обработки
P1
Вых
„ MS1 .
M-?, м3
S1 = M-P1, м3.
(VIII, 18)
(VIII, 19>
рафината и экстракта после второй обработки
Р.
Рг
Р,Э. Р^Э
M
MS1 РЛЭ
P1B1
PiS2
(VIII, 20)
Pi
Качество полученных в результате двукратной обработки рафината P2 и экстрактов Эх и 32 определяется соответственными точками на диаграмме.
Расход растворителя при первой обработке
Pз, M3.
(VHI, 21)
с
C1 = Af
Sn,
1-Sn1
м3. (VIII, 22)
То же при второй обработке
а
а
P
U
1—Sn.
Mz. (VIII, 23) Фиг. 70. Расчет многократной экстракция
Значения Sn1 и Sn2 выбираются таким образом, чтобы образующиеся системы TV1 и N2 находились в двухфазной области диаграммы, т. е. внутри области, ограниченной кривой равновесия.
Выход рафината в результате всего процесса равен P2 мг% полный выход экстракта
Э = Эк + Эг = М — P2, мК
(VIII, 24)
В том случае, когда предполагается смешать полученные экстракты, то точка Э смеси этих экстрактов (см. фиг. 70), аг следовательно, и качество ее, определяется, если отточки Э1г
отложить отрезок Э±Э, найденный в соответствии с основным свойством треугольной диаграммы, из уравнения
ЭЭХ
Э2Эг
э
э
Эг + Э,
(VIII, 25}
201
откуда
э
> мм
(Vitt, 26)
эх + э%
Качество смеси экстрактов может быть найдено также непосредственно из уравнения (VIII, 25)
Э.
эх + э,
(VIII, 27)
Рсгфинатнош растбор
Масляное
|я3 1?
1"' 1?
4
2
f ; 7. ПРОТИВОТОЧНАЯ ЭКСТРАКЦИЯ
I ¦
По характеру действия процессы однократной и многократной экстракции весьма напоминают процессы однократного и
многократного испарения, а процесс противоточной экстракции можно сравнить с ректификацией.
Противоточная экстракция РастЬорцтълЬ обеспечивает хорошее разделение при достаточно больших выходах целевых продуктов,
тогда как в случае многократной экстракции при желании получить хороший рафинат, выход последнего получается незначительным.
Так же как и процесс ректификации, процесс противоточной экстракции может быть осуществлен в колонном аппарате. Подобно тому, как ректификация осуществляется в полных и неполных колоннах, противоточная экстракция может быть полной или неполной.
На фиг. 71 показана схема неполной противоточной экстракции с четырьмя контактными устройствами (ступенями экстракции). Эти контактные устройства в принципе не отличаются от таковых для ректификационных колонн.
Растворитель, имеющий больший удельный вес чем сырье, подается сверху, а сырье—снизу.
Если при поступлении в колонну свежий растворитель с наряду с нежелательными компонентами может растворить довольно значительное количество желательных компонентов, то при дальнейшем его движении вниз по колонне эти
5
і
і
эксщактньт расткр (s)
Фиг. 71. Схема неполной экстракционной колонны
202
последние частично вытесняются обратно, за счет дополнительного извлечения нежелательных компонентов из встречного потока масла. Таким образом, поток экстрактного раствора, стекиющий вниз, постепенно обогащается нежелательными компонентами, а встречный поток рафинатного раствора, наоборот, освобождается от них.
Ii случае, когда растворитель имеет меньший удельный вес чем сырье, места ввода их меняются: сырье подается сверху, а растворитель—снизу.
масляное
Зкстоактн. pacmflop (S)
Я РафинотнЬт 6 ¦ раствор іщ
ХРаст&опцггяяЪ
Фиг. 72. Технологическая схема неполной противоточнои экстракции 1—смесители; 2—отстойники; №№ 1, 2 и 3—ступени экстракции
Процесс противоточнои экстракции проще всего осуществляется в колонном аппарате. Однако применение колонных аппаратов оказывается возможным только в случаях, когда при температуре процесса потоки имеют достаточно низкую вязкость, что позволяет при помощи тарелок осуществить надежное перемешивание фаз и, если разность плотностей такова, что в межтарелочном пространстве обеспечивается хорошее разделение фаз. В противном случае вместо колонных аппаратов приходится применять аппараты иного устройства, в которых перемешивание потоков производится специальными смесителями, а разделение фаз—в отстойниках. На фиг. 72 показана соответствующая технологическая схема для неполной противоточнои экстракции в три ступени. Один смеситель с соответствующим отстойником составляет одну ступень экстракции.
