Kurs ishi Mavzu: Suyuqliklarni ekstraksiyalash jarayonini avtomatlashtirish

2.Ekstraksiyalash. Eritmalar tarkibidagi bir yoki bir necha komponentlarni tanlab ta'sir qiluvchi erituvchilar yordamida ajratib olish jarayoni suyuqliklarni ekstraktsiyalash deb yuritiladi. Suyuq aralashma bilan erituvchi o'zaro ara-lashtirilganda erituvchida faqat kerakli komponentlar yaxshi eriydi, qolgan komponentlar esa juda yomon yoki butunlay erimaydi.
Ekstraktsiyalash jarayoni ham rektifikasiyalash kabi suyuqlik aralashmalarini ajratish uchun qo'llaniladi. Bu usullarning qaysi birini tanlash aralashmalar tarkibidagi moddalarning xossalariga bog'liq. Rektifikasiyalash jarayoni odatda issiqlik ta'sirida boradi. Eks-traktsiyalashni amalga oshirish uchun issiqlik talab etilmaydi. Agar aralashma komponentlarining qaynash haroratlari bir-biriga yaqin yoki ular yuqori haroratlarga beqaror bo'lsa, bunday hollarda ekstraktsiyalash jarayoni qo'llaniladi.
Dastlabki eritma va erituvchi o'zaro ta'sir ettirilganda ikkita faza (ekstrakt va rafinat) hosil bo'ladi. Ajratib olingan moddaning erituvchidagi eritmasi ekstrakt, dastlabki eritmaning qoldig'i esa rafinat deb yuritiladi. Rafinat tarkibida biroz miqdorda erituvchi ham bo'ladi. Olingan ikkita suyuqlik fazasi (ekstrakt va rafinat) bir-biridan tindirish, tsentrifugalash yoki boshqa mexanik usullar yordamida ajratiladi. So'ngra ekstrakt tarkibidan tegishli mahsulot ajratib olinadi, rafinatdan esa erituvchi regenerasiya qilinadi.
Suyuqliklarni ekstraktsiyalash boshqa usullar (rektifikasiyalash, bug'latish va hokazo) ga nisbatan birmuncha afzalliklarga ega: jarayon past haroratda olib boriladi; eritmaning bug'lanishi uchun issiqlik talab qilinmaydi; tanlab ta'sir qilish xususiyatiga ega bo'lgan istalgan erituvchini ishlatish imkoni bor. Bu usul kamchilikdan holi emas; qo'shimcha komponent (erituvchi) ni ishlatish va uni regenerasiya qilishni tashkil etish qurilma sxemasini murakkablashtiradi va ekstraktsiyalash jarayonini qimmatlashtiradi.
Neftni qayta ishlash korxonalarida ekstraktsiyalash jarayonlaridan surkov moylari va dizel yonilg'ilarini tozalashda, og'ir neft qoldiqlarini deasfaltizasiya qilishda, piroliz benzinlaridan, riforming mahsulotlaridan yoki kokslashning engil gazoyllaridan aromatik uglevodorodlarni ajratib olishda, oqova suvlardan yuqori haroratda qaynovchi yoki nouchuvchan komponentlarni ajratib olishda va boshqa maqsadlarda foydalaniladi.
Sanoat miqyosida suyuq holatdagi turli neft mahsulotlarini ekstraktsiyalash yordami bilan ajratishda fenol, furfurol, N-metil-2-pirrolidon, dietilenglikol, suv, suyuq propan, benzol, dimetilsulfoksid, morfolin hosilalari va boshqa erituvchilar ishlatiladi. Tog'jinslaridan ozokerit va tserezinni ekstraktsiya qilib olishda erituvchi sifatida benzin qo'llaniladi. Oxirgi yillari zaharlik darajasi yuqori bo'lgan fenol va furfurolning o'rniga N-metil-2-pirrolidan ishlatilmoqda.
Ayrim sharoitlarda ekstraktsiyalash jarayoni rektifikasiyalash bilan birgalikda olib boriladi. Suyuqlik aralashmasi rektifikasiyalashdan oldin birlamchi ekstraktsiyalash yo'li bilan qisman ajratilsa, rektifika-tsiyalash uchun issiqlik harajatlari ancha kamayadi. Suyuqliklarni ekstraktsiyalash uchun ishlatiladigan uskunalar ekstraktorlar deb ataladi.
Ekstragentlarni tanlash.
Suyuqlik aralashmasidan kerakli komponentni ajratib oladigan modda erituvchi yoki ekstragent deb ataladi. Erituvchilarga bir qator talablar qo'yiladi.
1) kerakli komponentga nisbatan tanlab ta'sir qilish hususiyatiga ega bo'lishlik;
2) erituvchining kerakli komponentni o'zida eritib, yutib olish qobiliyati;
3) erituvchi tarkibidan yutilgan komponentni engil ajratib olish ya'ni reeks-traktsiyalash imkoniyati borligi;
4) fazalarning qatlamlarga oson ajralishi;
5) erituvchi bilan ishlash havfsiz bo'lishligi uchun, u zaharli, uchuvchan, portlab ketish xossalariga ega bo'lmasligi kerak;
6) saqlash va ish davomida (ekstraktsiyalash va reekstraktsiyalash) parchalanib ketmaslik;
7) narhi arzon;
8) oson topiladigan, ya'ni kamyob bo'lmasligi kerak;
9) erituvchi-ning zichligi ekstraktsiyalanishi lozim bo'lgan suyuqlik zichligidan kam bo'lishi shart.
Suyuqliklarni ekstraktsiyalashni o'rganishda tarqalish koeffisienti va ajratish omili tushunchalaridan foydalaniladi. Ekstrakt tarkibidagi kerakli komponentning muvozanat holatdagi kontsentrasiyasini ushbu komponentning rafinatdagi muvozanat kontsentrasiyasiga nisbati tarqalish koeffisienti deb ataladi:

bu erda - tarqalayotgan komponentning ekstraktdagi muvozanat ulushi; x - tarqalayotgan komponentning rafinatdagi muvozanat ulushi. Tarqalish koeffisientining qiymatiga ko'ra erituvchining ekstraktsion qobiliyatini aniqlash mumkin. m ning qiymati qancha katta bo'lsa, bunday erituvchining suyuqlik aralashmasidan kerakli komponentni ajratib olish qobiliyati shuncha yuqori bo'ladi. Ekstraktsion sistemalarda m – ning qiymati 1 dan 10000 gacha o'zgaradi.

Erituvchining ajratish qobiliyatini baholash uchun
q uyidagi nisbatdan foydalaniladi:
bu yerda m1 – aralashmadagi birinchi komponentning tarqalish koeffisienti; m2 – aralashmadagi ikkinchi komponentning tarqalish koeffisienti.
Kattalik β ekstraktsiyalashdagi ajratish koeffisienti yoki omili deb ataladi. Ushbu koeffisient ajralayotgan komponentlarning ekstraktdagi muvozanat kontsentrasiyalari rafinatdagi muvozanat kontsentrasiyalaridan necha marta kattaligini bildiradi. Bu koeffisient rektifikasiyalash jarayonidagi komponentlarning nisbiy uchuvchanligiga o'xshaydi. Haqiqiy sharoitlarda β ning qiymati 2 dan kam bo'lmasligi maqsadga muvofiq bo'ladi.