МАССА АЛМАСУ НЕГІЗДЕРІ
ЭКСТРАКЦИЯ
Экстракция деп - экстагенттің көмегімен ерітінді немесе қатты денелерден бір немесе бірнеше компонентті бөліп алу процесін айтады. Экстрагентпен әрекеттескенде бөлініп алатын компоненттер жақсы ерітіледі және осы қосылыстың қалған компоненттеріне аз мөлшерде немесе мүлдем әсер етпейді, яғни ерімейді.
Химиялық технологияда эстракция қатты денелерден гөрі сұйық экстрагентпен жиі жасалынады. Ал қатты заттардан экстракция тек фармацевтикалық , тамақ және ағаш өнеркәсібінде қолданады. Көбінесе химиялық технологияда сумен немесе қышқыл мен сілтінің сулы ерітіндісімен сұйытылған қатты кеуекті заттардан жасалған экстракцияны қолданады.
Қатты және сұйық фазадағы масса алмасу үрдісі әртүрлі. Сондықтан сұйық - сұйық жүйе мен сұйық - қатты жүйедегі экстракциялар бөлек қарастырылуы керек.
СҰЙЫҚ- СҰЙЫҚ ЖҮЙЕДЕГІ ЭКСТРАКЦИЯ ҮРДІСІ
Жалпы мәлімет
Сұйық - сұйық жүйедегі экстракция процесі химия,мүнайлы химия, мұнай өндіру өнеркәсіптерде кең қолданады. Олар таза күйде әртүрлі органикалық және мұнайлы химиялық синтездің өнімдерін, көп кездесетін жэне сирек кездесетін элементтерді бөліп алуда және ағынды суларды тазартуда тиімді.
Сұйық -сүйық жүйедегі экстракция араларында экстрагирленетін заттар таралған шекті еритін және екі ерімей-тін сұйық фазаның қатысуымен өтетін масса алмасу үрдісі болып табылды.
Процестің жылдамдығын жоғарылыту үшін экстрагент пен бастапқы ерітінді арасында тығыз байланыс болуы керек. Фазалардың әрекеттесуі нәтижесінде экстракт - экстрагентте бөлініп алынған заттың ерітіндісі мен рафинат – экстрагирленетін комоненттер толығымен алынған қалдық бастапқы ерітінді алынады. Алынған сұйық фазалар (экстракт пен рафинат) бір-бірінен тұндыру кейде центрифугалау арқылы немесе басқа да механикалық әдістермен бөлініп алынады. Содан кейін экстрактордан керекті өнімді бөліп алуды жүргізеді және рафинаттан экстрагентті регинерациялайды.
Сәйкес компоненттерді экстрактордан ректификация немесе реэкстракция жолы арқылы бөледі, мысалы оны сулы ерітіндіге ауыстыру. Рафинатпен кеткен немесе ерітілген кезде экстрагент жоғалмас үшін оны ректификациямен бөледі немесе басқа еріткішпен экстракциялап жэне оны келесі сатыларда пайдалану үшін қайтарады.
Үздіксіз экстрактордың принципиалды схемасы ХІІІ-1,а суретте келтірілген.
ХІІІ-1,б суретте металл тұздарының экстракциясы көрсетілген.
Көлемде немесе фазалардың бөліну бетінде өтетін химиялық реакциялардың салдарынан экстракция үрдісі күрделенеді. Белгілі жағдайда бастапқы ерітіндіні жақсы бөліп алу үшін экстракцияның арнайы әдістерін қолданады. Мысалы, органикалық заттар қоспасы болып табылатын бастапқы ерітіндіні арасында бөлінетін компонент таралатын екі ерімейтін экстрагентпен өңдеу мақсатты болады. Экстрагирленетін компонентердің тез өтуін жеңілдету үшін, мысалы металл тұздарының, органикалық фазаға кейде түздауды қолданады. Ол бастапқы сулы ерітіндіге сол түзды қосу арқылы жүзеге асырылады, сонымен қатар қышқылдықты немесе ерітіндінің рН, ортының тұтқырлығын төмендету қызметін атқаратын инертті сұйылтқышта экстрагенттің концентрациясын (тұтқырлығын төмендету үшін ) реттейді.
Экстракция процесінің басқа сұйық жүйелерді бөлу үрдістерімен салыстырғанда ерекшелігі үрдістің төмен жұмыс температурасы, яғни үрдіс бөлме температурасында жүргізіледі. Бұл жағдайда ерітіндіні буландыруға жылуды шығындаудың қажеті жоқ. Сонымен қатар экстракция кезінде көптеген еріткіштердің ішінен жоғары сапалы экстрагентті қолданады. Ол химиялық қасиеттері бойынша бастапқы қоспа компоненттерінен айырмашылығы болуы керек және толық бөлінуді қамтамасыз етуі керек. Қосымша компонентті - экстрагентті қолдану жэне оның регенерациясының қажеттілігі қондырғыны күрделендіреді, экстракция процесін қымбаттатады.
Егер ректификациямен бөлу қиын немес тіпті мүмкін болмаса немесе үлкен шығындармен байланысты болса, экстракция процесі ұшқыш затты бөлуде ректификацияға, бэсекелес бола алады. Мысалы, этилацетаттың экстракциясымен сірке қышқылының аз концентрленген сулы ерітіндісінен сірке қышқылын бөліп алу ректификациямен бөліп алудан экономды процесс болып табылды. Себебі, су мен қышқылдың қайнау температурасының айырмашылығы үлкен болғанымен, үшқыштығының қатынасы аз. Сонымен қоса судың өте көп көлемінің булануы ректификацияны қымбатқа соқтырады.
Температураның жоғарылығына сезімділігі бар заттардан басқа заттар қосындыларын бөліп алу - экстракция процесіне сай, мысалы, ректификациялау жэне буландырумен антибиотиктерді бөлуде олар ыдырап кетеді. Терең вакуумды қолдану арқылы жоғары температурада қайнайтын заттарды бөлу, фракционды кристализация әдісімен қоспаны бөлу процесінің орнына экстракция процесін жүргізү эффективті болып табылады.
Экстракция қайнау температуралары бірін-бірі жабатын химиялық құрамы бірдей күделі қосылыстарды класстарға бөлуде экономды жэне эффективті эдіс болып табылады (қайнау температуралары жуық ароматты және қаныққан көмірсітектерді бөлу).
Егер бейорганикалық заттардың қоспасын бөліп алуда басқа эдістер қолдануға келмесе экстракциян қолдану өзекті. Сұйық экстракция процесін ядролы жанармайды қайта өңдеу үшін, сирек металды алу үшін (циркония) қазіргі уақытта көп қолданады. Жоғары сапалы түсті жэне асыл металдарды экстракция арқылы арқылы алуға болады.
Экстракциямен қоса басқа бөліп алу процесін жүргізгенде бөлу эффективті болады. Мұндай комбинирленген үрдістер мысалына: қайнау температуралары жақын заттарды және экстративті ректификация көмегімен азеотропты қосылыстрды бөлу жатады.
Достарыңызбен бөлісу: |
