Ekstraksion apparatlar

Кolonnali ekstraktorlar. Neft va gazni qayta ishlash sanoatida nasadkali, tarelkali va rotatsion ekstraktorlardan foydalaniladi. Sanoatda diametri 5 metrgacha va balandligi 40 metrgacha bo‘lgan kolonnali uskunalar ishlatiladi. Bunday ekstraktorlar atmosfera bosimi bilan yoki yuqori bosimda ishlaydi. Masalan, 9-rasmda moylarni furfurol bilan tozalashga mo‘ljallangan nasadkali ekstraksion kolonnaning sxemasi ko‘rsatilgan. Ekstraktorning balandligi bo‘yicha 8–10 ta seksiya (2) bo‘lib, ularning ichiga o‘lchamlari 25x25 mm bo‘lgan Rashig halqalari joylashtirilgan. Har bir seksiyaning balandligi 1,2 dan 3 metrgacha bo‘lishi mumkin. Nasadkalarning oralig‘ida taqsimlovchi tarelkalar

1. 
   mavjud bo‘lib, ular oqimlarni uskuna ko‘ndalang kesimi bo‘yicha bir me’yorda taqsimlashga yordam beradi. Taqsimlovchi tarelkaning asosida yengil fazaning o‘tishi uchun diametri 100 mm gacha bo‘lgan patrubkalar o‘rnatilgan, og‘ir fazaning o‘tishi uchun esa diametri 10 mm gacha bo‘lgan teshiklar (yoki patrubkalar) mavjud. Кolonnaning pastki qismida ekstrakt eritmasi sovitiladi, buning uchun eritma bo‘g‘iq tarelka (3) dan olinib, oraliq sovitgich (4) orqali taqsimlovchi (1) ga yuboriladi. Erituvchi va sovitilgan eritma kolonnaga
   

taqsimlovchi tarelkalar (1) orqali beriladi.

9. 
   -rasm. Nasadkali ekstraksion kolonnaning sxemasi:
   

1–taqsimlovchi tarelka; 2–nasadka qatlami; 3–bo‘g‘iq tarelka; 4–oraliq sovitgichlar. Oqimlar: I–xomashyo; II–erituvchi; 3–rafinat eritmasi; ekstrakt eritmasi.
Sanoatda elaksimon tarelkali ekstraksion kolonnalar ham keng ishlatiladi. Bunday ekstraktorlarda (10-rasm) yengil faza ham, og‘ir faza ham mayda zarrachalarga bo‘linadi. Ekstraktor vertikal silindrsimon qobiq va quyilish patrubkalari (2) bo‘lgan elaksimon tarlekalar (1) ga ega. Кolonnaning ishlashi quyidagicha boradi. Og‘ir faza (II) kolonnaning yuqorigi qismiga uzlyuksiz beriladi, yaxlit oqim bilan pastga harakat qiladi va pastki shtuser orqali tashqariga chiqadi. Yengil faza (I) uzlyuksiz ravishda kolonnadagi pastki tarelka

2. 
   ning osti qismiga beriladi. Ushbu faza tarelakadagi teshiklar orqali o‘tganida mayda tomchilarga ajraladi. Ushbu tomchilar yaxlit faza ichida yuqoriga harakat qiladi va tarelka zonasiga yetganida o‘zaro qo‘shilib, suyuqlik qatlamini hosil qiladi. Bu qatlam tirgovich qatlam deb yuritiladi. Bu qatlamdagi suyuqlik tarelkaning teshiklari orqali o‘tib yana tomchilar hosil qiladi. Ekstraktorda yaxlit faza bitta tarelkadan ikkinchisiga quyilish patrubkalari (2) yordamida o‘tadi.
   

9. 
   - rasm. Elaksimon tarelkali ekstraktorning sxemasi:
   

1–elaksimon tarelka; 2–quyilish patrubkasi. Oqimlar: I–xomashyo; II–erituvchi; III–rafinat eritmasi; IV–ekstrakt eritmasi.

Shunday qilib, bitta kolonnada ko‘p marotaba suyuqlikning mayda tomchilarga parchalanishi va ular qo‘shilib, suyuqlikning tirgovich qatlamini hosil qilishi yuz beradi. Eng yuqorigi tarelkadan ko‘tarilib chiqayotgan tomchilar qo‘shilib, yengil suyuqlik qatlami-ekstrakt (III) ni hosil qilib, uskunadan yuqorigi shtuser orqali tashqariga chiqariladi. Og‘ir faza – rafinat

(IV) uskunaning pastki qismiga joylashgan shtuser yordamida tashqariga uzatiladi.
Tarelka teshiklaridan chiqayotgan tomchilarning tezligiga ko‘ra, tomchi hosil qilishning uch xil rejimi bor: 1) notekis tomchi hosil bo‘lishi (kichik tezliklarda); 2) bir tekis tomchi hosil bo‘lishi (tezlik biroz ortganda); 3) suyuqlikning kichik oqimlar bilan chiqishi (katta tezliklarda). Tajribalarning ko‘rsatishicha, elaksimon tarelkalarning eng samarali ishlashi uchun dispers fazaning teshiklardan o‘tish tezligi 0,15÷0,30 m/s bo‘lishi kerak ekan. Bunday tezlikda suyuqlikning kichik oqimlar hosil qilish rejimi mavjud bo‘ladi. Tarelkalar oralig‘idagi masofa 0,25÷0,60 m qilib olinishi mumkin. Yaxlit fazaning tarelka ustidagi balandligi 0,2 m atrofida bo‘lsa, modda o‘tkazish jarayoni tez ketadi. Tarelkadagi teshiklarning diametri odatda 3÷9 mm bo‘ladi.
Nasadkali va tarelkali kolonnalarning samaradorligini pulsatsion oqimlarni qo‘llash orqali oshirish mumkin. Bunday maqsad uchun modda almashinish uskunasining ichiga ikki turdagi kichik chastotali tebranishlarni kiritish mumkin: 1) kontaktga uchragan fazalarga pulsator yordamida qaytalanuvchi-ilgarilab boruvchi harakat beriladi; 2) uskunalar ichidagi kontakt moslamalariga kichik chastotali tebranish beriladi. Birinchisi pulsatsiya,
ikkinchisi vibratsiya usuli deyiladi.
Pulsatsiyali ekstraktorda (11-rasm) ikki fazali oqimga qo‘shimcha energiya beriladi. Bunda ekstraktorning ichidagi suyuqlikka pulsatorlar yordamida qaytalanuvchi-ilgarilab boruvchi harakat beriladi. Pulsatsiya tebranishlari ta’sirida oqimning turbulentligi va fazalarning tomchilarga aylanish darajasi ortadi, natijada nasadkali va g‘alvirsimon tarelkali kolonnalardagi modda o‘tkazish jarayonining samaradorligi ko‘payadi.
Sanoatda pulsatorlar sifatida porshenli, plunjerli, membranali nasoslar yoki maxsus pnevmatik uskunalar ishlatiladi. 11-rasmda Otto H. York Company, Jnc. firmasining pulsatsiyali ekstraksion kolonnasining sxemasi ko‘rsatilgan. Havo yoki inert gaz pulsator (5) yordamida ekstraksion kolonnaning pulsatsion quvuri (4) ga yuboriladi. To‘g‘ri impuls paytida pulsatsion quvurdagi suyuqlikning sathi pasayadi, oqibat natijada kolonnadagi suyuqlikning sathi ko‘tariladi. Teskari impuls paytida esa kolonnadagi suyuqlikning sathi esa pasayadi. Bunday kolonnada quyilish moslamalariga ehtiyoj qolmaydi, chunki kolonnadagi suyuqlik ustuni ko‘tarilganda tarelkadagi teshiklar orqali yengil faza o‘tadi, suyuqlik ustuni pastga tushganda esa – og‘ir faza o‘tadi.

9. 
   - rasm. Pulsatsiyali ekstraktorning sxemasi:
   

1–kontakt moslamalari; 2–taqsimlagich; 3–fazalarning ajralish yuzasini nazorat qilish sistemasi; 4–pulsatsion quvur; 5–pulsator; 6–qalqon idish; 7–saqlovchi klapan; 8–havo chiqargich. Oqimlar: I–yengil faza; II–rafinat; III–havo yoki azot; IV–og‘ir faza; V–ekstrakt.

Pulsatsion ekstraktorlarda odatda elaksimon tarelkalar ishlatiladi. Elaksimon tarelka teshiklarining diametri 3–5 mm, tarelkadagi hamma teshiklarning yuzasi esa kolonna ko‘ndalang kesimi yuzasining 20–25 % ini tashkil etadi. Tarelkalar orasidagi masofa 50 mm. Pulsatsion ekstraktorlarning

diametri chegaralangan bo‘ladi (eng ko‘pi bilan 600; 800 mm). Ekstraktorning samaradorligi pulsator tebranishining chastotasi va amplitudasiga bog‘liq. Pulsatorlarning ko‘pincha maqbul tebranishlar soni minutiga 200300 ni tashkil qiladi, bunda amplituda 1–2 mm ga teng bo‘lishi kerak. Ushbu ekstraktorlarning asosiy afzalligi – ularning ichida harakatlanuvchi qismlar yo‘q.
12-rasmda vibratsiyali ekstraktorning sxemasi berilgan. Ushbu ekstraktorning ichida gorizontal holatdagi teshiklar bo‘lgan plastinalar (5) shtanga (2) va sterjenlar (4) sistemasi bilan qattiq birlashtirilgan.


1
2
3
4

5
6

7
8


12-rasm. Vibratsiyali ekstraktorning sxemasi:
1–tebranish chastotasining variatori; 2–shtanga; 3,7–taqsimlagichlar; 4–sterjen; 5– perforatsiya qilingan plastinalar; 6–qaytaruvchi to‘siqlar; 8–shtanganing pastki tayanchi. Oqimlar: I–yengil faza; IV–og‘ir faza; ajratilgan mahsulotlar: II–rafinat; III–ekstrakt.

Ish jarayonida plastinalar qaytarma-ilgarilama harakat qilishadi. Fazalarning bir me’yorda aralashishini ta’minlash uchun elaksimon plastinalar paketi oralig‘iga qaytaruvchi to‘siqlar (6) o‘rnatilgan. Har bir rusumdagi uskuna uchun vibratsion tebranishlar chastotasi va amplitu-dasining eng maqbul qiymatlari mavjud bo‘lib, bunda ekstraksiya jarayoni birmuncha jadallashgan holatda boradi. Vibratsion ekstraktorlarning tomonlariga quyidagilar kiradi: konstrkutiv tuzilishi sodda; tayyorlash uchun metall kam sarflanadi; uzatmasi oddiy tuzilgan; modda almashinish bo‘yicha yuqori ko‘rsatgichga ega; ish unumdorligi katta.