Suyuqlik muvozanatdagi harakati, ularning asosiy qonuniyatlari

30-MARUZA
MAVZU: SUYUQLIKLARNI EKSTRAKSIYALASH.
REJA:

1. 
   Ekstraksiya jarayoning nazariy asoslari.
   
2. 
   Ekstraksiyalashning asosiy usullari.
   
3. 
   Ekstraktorlarning tuzilishi.
   
4. 
   Aralashtirish tindirish ekstraktorlari.
   
5. 
   Kolonnali ekstraktorlar.
   
6. 
   Markazdan qochma kuch ta`sirida ishlaydigan ekstraktorlar.
   

Eritmalar tarkibidagi bir yoki bir necha komponentlarni tanlab ta`sir qiluvchi erituvchilar yordamida ajratib olish jarayoni suyuqliklarni ekstraksiyalash deb yuritiladi. Suyuq aralashma bilan erituvchi o’zaro aralashtirilganda erituvchida faqat tanlangan komponentlar yaxshi eriydi, qolgan komponentlar esa juda yomon eriydi yoki butunlay erimaydi.
Ekstraksiyalash jarayoni ham rektifikatsiyalash kabi suyuqlik aralashmalarini ajratish uchun qo’llaniladi. Bu usullarning qaysi birini tanlash aralashmalar tarkibidagi moddalarning xossalariga bog`liq. Rektifikatsiyalash jarayoni odatda issiqlik ta`sirida boradi. ekstraksiyalashni amalga oshirish uchun issiqlik talab etilmaydi. Rektifikatsiyalash aralashma komponentlarining har xil uchuvchanliklariga asoslanadi. Agar aralashma komponentlarining qaynash haroratlari bir-biriga yaqin yoki ular yuqori haroratlarga beqaror bo’lsa, bunday hollarda ekstraksiyalash 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, sentrifugalash yoki boshqa mexaniq usullar yordamida ajratiladi. Sochngra ekstrakt tarkibidan tegishli mahsulot ajratib olinadi, rafinatdan esa erituvchi regenerasiya qilinadi.
Suyuqliklarni ekstraksiyalash boshqa usullar (rektifikatsiyalash, 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 ham kamchiliklardan xoli emas; qochshimcha komponent (erituvchi)ni ishlatish va uni regenerasiya qilishni tashqil etish qurilmalar sxemasini murakkablashtiradi va ekstraksiyalash jarayonini qimmatlashtiradi.
Suyuqlik-suyuqlik sistemalarini ekstraksiyalash jarayonlari kimyo, neftni qayta ishlash, neft kimyosi, rangli metallar metallurgiyasi va sanoatning boshqa tarmoqlarida keng qo’llaniladi. Bu jarayonlar turli organiq va neft kimyoviy sintez mahsulotlarini toza holda ajratib olish, nodir va kam tarqalgan elementlarni olish va ularni ajratish, chiqindi suvlarini tozalash va shu kabi boshqa bir qator ishlarni amalga oshirish uchun ishlatiladi.
Ayrim sharoitlarda ekstraksiyalash jarayoni rektifikatsiyalash bilan birgalikda olib boriladi. Suyuqlik aralashmasi rektifikatsiyalashdan oldin birlamchi ekstraksiyalash yo’li bilan qisman ajratilsa, rektifikatsiyalash uchun issiqlik xarajatlari ancha kamayadi.
Suyuqliklarni ekstraksiyalash uchun ishlatiladigan quril­malar ekstraktorlar deb ataladi.
Suyuqlik aralashmasidan kerakli komponentni ajratib oladigan modda erituvchi yoki ekstragent deb ataladi. erituvchilarga bir qator talablar qochyiladi. Bular qatoriga quyidagilar kiradi:
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 ekstraksiyalash imkoniyati borligi;
4) Fazalarning qatlamlarga oson ajralishi;
5) Erituvchi bilan ishlash xavfsiz bo’lishligi;
6) Saqlash va ish davomida (ekstraksiyalash va ekstraksiyalash) parchalanib ketmasligi;
7) Narxi arzon bo’lishi;
8) Oson topiladigan, ya’ni kamyob bo’lmasligi;
9) Erituvchining zichligi ekstraksiyalanishi lozim bo’lgan suyuqlik zichligidan kam bo’lishi maqsadga muvofiq. Sanoatda ishlatiladigan erituvchilar uch guruhga bo’linadi:
1) Organiq kislotalar yoki ularning to’zlari (alifatik monokarbon kislotalari, naften kislotalari, sulfokislotalar, fenollar va hokazo);
2) Organiq asoslarning to’zlari (birlamchi, ikqilamchi va uchlamchi aminlarning to’zlari va hokazo);
3) Neytral erituvchilar (suv, spirtlar, oddiy va murakkab efirlar, aldegidlar va ketonlar).
Suyuqliklarni ekstraksiyalashni o’rganishda tarqalish koeffitsienti va ajratish omili tushunchalaridan foydalaniladi. ekstrakt tarkibidagi kerakli komponentning muvozanat holatdagi konsentratsiyasini ushbu komponentning rafinatdagi muvozanat konsentratsiyasiga nisbati tarqalish koeffitsienti deb ataladi:
(28.1)
bu yerda, y* — tarqalayotgan komponentning ekstraktdagi muvozanat ulushi; x — tarqalayotgan komponentning rafi­natdagi muvozanat ulushi.
Tarqalish koeffitsientining qiymatiga ko’ra erituvchining ekstraksiya qilish qobiliyatini aniqlash mumkin: m ning qiymati qancha katta bo’lsa, bunday erituvchining suyuqlik aralashmasidan kerakli komponentni ajratib olish qobiliyati shuncha yuqori bo’ladi. ekstraksiya sistemalarida ning qiymati 1 dan 10000 gacha o’zgaradi.
Erituvchining ajratish qobiliyatini baholash uchun quyidagi nisbatdan foydalaniladi:
(28.2)
bu yerda m₁ - aralashmadagi birinchi komponentning tarqalish koeffitsienti; m₂ - aralashmadagi ikkinchi komponen­tning tarqalish koeffitsienti.
Ushbu kattalik ekstraksiyalashdagi ajratish koeffitsienti yoki omili deb ataladi. ajralayotgan komponentlarning ekstraktdagi muvozanat konsentratsiyasilari rafinatdagi muvozanat konsentratsiyasilaridan necha marta kattaligini bildiradi. Haqiqiy sharoitlarda ning qiymati 2 dan kam bo’lmasligi maqsadga muvofiq bo’ladi.