4.1.3 Основные способы проведения жидкостной экстракции. Однократная (одноступенчатая) экстракция.

Простейшим способом проведения процесса экстракции является одноступенчатая экстракция (рис.4.7). Исходная смесь и экстрагент вводятся в смеситель 1, где происходит диспергирование и процесс массопередачи, а затем переходит в сепаратор 2, в котором разделяются на две фазы: рафинат и экстракт. Процесс может проводиться как непрерывно, так и периодически. Структура потоков в смесителе близка к МИС и выходящие из аппарата фазы экстракта и рафината находится в состоянии равновесия.

Многоступенчатая экстракция с перекрестным током растворителя.

Исходный раствор и соответствующие рафинаты обрабатывают порцией свежего экстрагента и и т. д. На каждой ступени экстракции, состоящей из смесителя и отстойника, причем рафинаты направляют последовательно в следующие ступени , а экстракты и и т. д. после каждой ступени выходят из колонны.

Рис. 4.9 Схема многократной экстракции с противоточным током растворителя

(1,2 … n – ступени).

По этому способу можно полностью извлечь из исходного раствора распределяемый компонент и получить чистый рафинат. Однако, неизбежны потери растворителя, содержащегося в исходном растворе, так как в каждой ступени происходит частичное удаление растворителя экстрактом.

Многократная экстракция с противоточным движением растворителя.

Этот способ проведения экстрагирования характеризуется многократным контактированием в ступенях 1, 2 и т. д. при противоточном движении потоков рафината R и экстракта Е при условии подачи исходного раствора F и и экстагента S с противоположных концов.

Рис. 4.10 Схема многократной экстракции с противоточным движением растворителя (1,2 … n – ступени).

Можно получить продукты заданного свойства при высокой производительности установки.

Непрерывная противоточная экстракция.

Такой способ экстрагирования осуществляют в аппаратах колонного типа (например, насадочных). Более тяжелый раствор поступает сверху, а в нижнюю часть колонны поступает легкая фаза (рис.4.11).

Рис.4.11. Схема непрерывной противоточной экстракции.

При непрерывной противоточной экстракции фазы взаимодействуют друг с другом не достигая равновесия. Противоточное движение фаз при экстракции обеспечивает большую степень извлечения распределенного компонента В, чем прямоточное.

4.1.4. Классификация и конструкции экстракторов

По способу проведения процесса экстракторы можно подразделить на ступенчатые, в которых фазы достигают состояния близкого к равновесному (ступенчатая экстракция), и дифференциально-контактные, в которых фазы движутся противотоком друг к другу в неравновесных условиях (непрерывная противоточная экстракция). Для проведения многоступенчатой экстракции ступенчатые экстракторы соединяются в установку, как правило, с противоточным движением рафината и экстракта.

В зависимости от источника энергии, используемой для диспергирования и перемещения фаз, экстракторы подразделяются на аппараты без подвода дополнительной энергии и с подводом дополнительной энергии. В первых – диспергирование и перемещение фаз осуществляется за счет энергии потоков или силы тяжести, во-вторых – энергия подводится за счет механических мешалок, искусственно создаваемых пульсаций или центробежных сил.

В зависимости от рода сил, под действием которых происходит сепарация фаз, различают гравитационные и центробежные экстракторы.

По способу организации процесса экстракторы, как и все другие аппараты, подразделяются на периодические и непрерывные.