Барботажный экстрактор

З СОВЕТСНИХЦИАЛИСТИЧЕСНСПУБЛИК 01 В 1/ с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1, Авторское свидетельство СССРУ 751409, кл,В 01 0 1/04,1978,2, Авторское свидетельство СССРУ 610535, кл.В 01 Р 11/04,1976.(54)(57) БАРБОТАЖНЫЙ ЭКСТРАКТОРвключающий корпус, разделенный перегородками на отдельные секции-отстойники с установленными в них смесительными устройствами в виде двухконцентрических патрубков - внутреннего и наружного, переточные трубкидля тяжелой жидкости и газораспределительные насадки с отверстиями,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения эффективностипроцесса путем исключения уноса тяжелой жидкости в вышележащую секциюпотоком легкой жидкости и упрощенияконструкции аппарата, в средней частинаружного патрубка смесительногоустройства выполнены отверстия, перекрытые слоем волокнистого материала, смачиваемого тяжелой жидкостью,при этом верхние срезы переточныхтрубок для тяжелой жидкости расположены вьппе нижних срезов наружныхпатрубков вышележащих смесительныхустройств,но ниже отверстий, перекрытых слоем волокнистого материала.Изобретение относится к аппаратаи для экстракции в системах жидкость - жидкость и может быть использовано в химической и смежной с нею отраслях (нефтехимической, фармацевтической, пищевой и др. ), где широко распространены процессы жидкостной экстракции.Известны экстракторы, в которых интенсификация процесса массообмена осуществляется за счет перемешивания жидкостей барботирующим инертным газом 1. 10 Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигае -мому результату является многоступенчатый барботажный экстрактор,включающий корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительнымиустройствами и газораспределительиыми насадками с отверстиями. Каждоесмесительное, устройство выполнено ввиде двух концентрических патрубковнаружного и внутреннего, причем гаэораспределительный насадок расположен в нижней части внутреннего патрубка, верхний срез наружного патрубкарасположен выше отверстий газораспре-З 0делительного насадка вышележащей секции, а нижний срез его расположен насередине высоты секции, Перемешанныев смесительной зоне жидкости входятв отстойную часть секции, где происходит оседание капель диспергированной тяжелой жидкости. Переток отстоявшейся тяжелой жидкости в нижележащуюсекцию осуществляется но трубкам,верхние срезы которых подняты над 40перегородкой и перекрыты колпачкамис прорезями в нижней части боковыхстенок 2 1.Однако образующиеся при перемешивании жидкостей в смесительных 45устройствах наиболее мелкие капли,скорость осаждения которых невелика,могут быть вынесены потоком дегкойжидкости в смесительные устройствавышележащей секции, что значительно 50снижает эффективность процесса экстракции. Необходимость в перекрытииверхнего среза каждой из переточныхтрубок колпачками специальной конструкции значительно усложняет его 55конструкцию экстрактора, а такжепроцесс изготовления и сборки аппарата,Цель изобретения - увеличениеэффективности процесса экстракциипутем исключения уноса тяжелой Фазыв вышележащую секцию, потоком легкой жидкости, а также упрощениеконструкции аппарата путем исключенияколпачков, перекрывающих верхниесрезы переточных трубок для тяжелойжидкости.Указанная цель достигается тем,что в барботажном экстракторе,включающем корпус, разделенный перегородками на отдельные секции-отстойники с установленными в них смесительными устройствами в виде двухконцентрических патрубков - внутреннего и наружного, переточные трубки для тяжелой жидкости и газораспределительные насадки с отверстиями,в средней части наружного патрубкасмесительного устройства выполненыотверстия, перекрытые слоем волокнистого материала, смачиваемоготяжелой жидкостью, при этом верхние срезы переточных трубок длятяжелой жидкости расположены вышенижних срезов наружных патрубковвышележащих смесительных устройств,но ниже отверстий, перекрытых слоемвоЛокнистого материала.При таком выполнении экстракторакрупные капли тяжелой жидкости оседают в пространстве между патрубкамисмесительных устройств за счет гравитационных и инерционных сил, а мелкие капли укрупняются за счет коалесценции при прохождении их сквозь слой волокнистого материала и также оседают в сплошной слой тяжелой жидкости в пространстве между смеси- тельными устройствами. Границу раздела жидкостей в секции определяет верхний срез поднятых над перегородкой переточных трубок для тяжелой жидкости, необходимость перекрытия которых колпачками отпадает.Сущность изобретения поясняется чертежомБарботажный экстрактор имеет вертикальный корпус 1, разбитый перегородками 2 на отдельные секции 1 ступени экстракции 1. В каждой секции на перегородках установлены вертикальные смесительные устройства, состоящие из внутренних 3 и наружных 4 концентрических патрубков. Нижние концы внутренних патрубков выступают под перегородку и являют-,30 ся газораспределительными насадками 5 с отверстиями 6 для прохода внутрь смесительного устройства инертного газа. В средней части на ружных патрубков смесительных устройств выполнены отверстия 7, перекрытые слоем волокнистого материала 8 В перегородках 2 закреплены также трубки 9 для перетока тяжелой жидкости, которые со стороны нижних 1 О заглушенных концов имеют отверстия 1 О.Экстрактор работает следующим образом.Легкая жидкость из верхней части нижележащей секции поступает внутрь патрубка 3 через нижний открытый срез газораспределительного насадка 5. Туда же поступает тяжелая жидкость из вышележащей секции через 20 отверстия 10 переточных трубок 9. При совместном движении снизу вверх внутри патрубка 3 жидкости интенсивно перемешиваются барботирующим сквозь слой жидкостей инертным газом, д который поступает в патрубок 3 через отверстия 6 газораспределительных насадков 5. Затем газ выходит их смесительного устройства в зазор между перегородкой 2 и наружным патрубком 4, собирается под перегородкой в газовый слой, из которого далее поступает в смесительные устройства вьппележащей секции через отверстия 6. Расположение отверстий 6 всех газораспределительных насадков секции на одном горизонтальном уровне обеспечивает равномерное распределение газа по всем смесительным устройствам, 40В результате интенсивного перемешивания инертным газом внутри патрубка 3 тяжелая жидкость дробится на капли, тем самым увеличивается поверхность межфазного контакта, Далее 4 жидкости движутся сверху вниз по кольцевому каналу между патрубками 3 и 4, где относительно крупные капли тяжелой жидкости за счет гравитационных и инерционных сил оседают в 50 сплошной слой тяжелой жидкости, а легкая жидкость выходит из смесительных устройств через отверстия 7 патрубков 4. Границу раздела легкой и тяжелой жидкостей в секции определяет верхний срез поднятых над перегородкой трубок 9. Расположение указанных срезов выше нижнего среза наружных патрубков 4 обеспечивает выход легкой жидкости из смесительных устройств только через отверстия 7, а перекрытие последних слоем волокнистого материала, хорошо смачиваемого тяжелой жидкостью, способствует образованию в слое волокнистого материала более крупных капель тяжелой жидкости за счет коалесценции. Выйдя из слоя волокнистого материала, крупные капли тяжелой жидкости легко оседают в пространстве между смесительными устройствами секции.Выход легкой и основной массы тяжелой жидкости иэ смесительных устройств отдельными потоками, а также прохождение легкой жидкости сквозь слой волокнистого материала исключает унос капель тяжелой жидкости в вьппележащую секцию потоком легкой жидкости.Тем самым значительно повьппается эффективность процесса экстракции, а исключение колпачков специальной конструкции, перекрывающих каждую трубку для перетока тяжелой жидкости, значительно упрощает общую конструкцию экстрактора.Испытания моделей экстрактора на системах бензол-вода и толуол-вода вода - диспергированная фаза )показали полное отсутствие капель водной фазы в пробах, взятых из газораспределительных насадков вьппележащей секции , В качестве волокнистого материала при этом использовался слой стекловолокна, покрытый сверху сеткой из нержавеющей стали (для механического крепления на наружной поверхности патрубка 4),Экстрактор наиболее успешно может. быть применен в тех производствах, где диспергированию (дроблению ) подвергается тяжелая жидкость, а легкая жидкость является сплошной средой. Производительность экстрактора определяется числом параллельно работающих в секции смесительных устройств, а необходимая степень извлечения целевого компонента - числом секций.Использование данного барботажного экстрактора позволяет значительно повысить эффективность процесса экстракции ввиду исключения уноса капель тяжелой жидкости в вьппележащую секцию, кроме того, значительно упрощается конструкция самого аппарата, экономится много дефицитной.Фг мцР И Эакаэ 2368/4 Тираж 659 Подписно Филвад ШЙ фПатевтф, г.Ужгород, ул.Проектная,нержавеющей стали, из которой обычно изготовляются экстракторы.Базой сравнения для предлагаемого устройства являются многоступенчатые барбдтажные экстракторы, прошедшие успешные промьппленные испытания в Гродненском производственном объединении "Азот" на стадии двойной экстракции капролактама.По сравнению с базовым объектомпреимущества данного экстракторазаключаются в полном исключении уноса диспергированной тяжелой жидкости в смесительные устройства вышележащей секциипотоком легкойжидкости, тогда как в базовом объек . те указанный унос 57. и более; в том,что отпадает необходимость в изготовлении и монтаже колпачков специальной конструкции, перекрывающихверхние срезы переточных трубок длятяжелой жидкости, чем упрощаетсяконструкция аппарата и экономится значительное количество дефицитной нержавеющей стали.