Многоступенчатый экстрактор-разделитель

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 539 О) (31) О 11/О НИ ОПИСАНИ С)Б вательск литическ СТРАКТОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исслеи конструкторский институт атехники "Аналитприбор"(56) Авторское свидетельство СМ 610535, кл, В 01 О 11/04, 19(54) МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙРАЗДЕЛИТЕЛЬ Изобретение относися к химическимаппаратам для экстракции и разделения всистеме жидкость - жидкость и может бытьиспользовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтическойи другой промышленностигде широко применяются процессы экстракции и разделения двух несмешивающихся жидкостей.Известно устройство для многоступенчатой проточной экстракции растворенныхвеществ из одной жидкой фазы в другую посистеме смешивание - разделение, содержащее попеременно рядом амеры смешивания-разделения, элементы для переливаи смесительные элементы,. распОложенныевблизи диакамер,Недостаток устройства - отсутствие интенсивного перемешивания, а значит и некачественная экстракция, кроме того,сливаемая отработанная жидкость содер. жит частицы растворителя и, наоборот, -растворитель содержит частицы воды, чтонедопустимо по технологии проведения эк(57) Изобретение относится к химическим аппаратам для экстракции и разделения в системе жидкость-жидкость и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, фармацевтической и других отраслях промышленности. С целью повышения степени экстрагирования корпус 1 выполнен в форме конуса, по оси симметрии которого установлен вал 3. На валу закреплены три коромысла 4, 5 и 6, на концах которых установлены стаканы 7, а в нижней части корпуса закреплена емкость 14 с силикагелем. 2 ил. стракции с последующим отделением воды от растворителя.Наиболее близким к предлагаемому по назначению и конструкции является экстрактор, содержащий корус, разделенный пе- - ф регородками на секции-отстойники (камеры) с расположенными внутри них смесительны- ( ) ми устройствами и газораспределительными О насадками с отверстиями, при этом смеси- ц тельные устройства выполнены в виде двух концентрических патрубков - наружного и внутреннего, а газораспределительный на-. О садок расположен в нижней части внутреннего патрубка.апеЪЗкстрактор работает следующим образом.Легкая жидкость по газораспределительному насадку поступает во внутренний патрубок, а тяжелая жидкость поступает туда же по трубке расположенной внутри. внутреннего патрубка. Газ поступает в смесительное устройство чреез основание наружного патрубка, При совместном движении легкой итяжелой жидкостей снизу вверх внутри наружного патрубка происходит интенсивное диспергирование и перемещивание их барботирующим газом, который затем собирается под перегородкой вышележащей секции, Перемешиванием жидкости проходят далее сверху вниз по кольцевому каналу, образованному концентрическими патрубками, и выходят в отстойную зону секции через основание наружного патрубка, Капли тяжелой жидкости оседают в отстойной зоне и образуют сплошной слой, из которого тяжелая жидкость перетекает затем в смесительные устройства нижележащей секции по трубкам, а легкая жидкость через насадок поступает в смесительНые устройства вышележащей секции.Основной недостаток экстрактора в том, что при перемешивании за счет барботажа воздухом в растворителе появляются взвеси и воды. Наличие мелкодисперсного воздуха и воды при анализе растворителя, содержащего нефть, сказывается на точностьизмерения, Частицы пузырьки) воды и воздуха в ИК области определения концентрации нефти или при определении концентрации нефти в мутномерах (проходящем или отраженном свете) оказывают приблизительно тот же эффект поглощения, что и частицы нефти, находящиеся в растворителе, а это завышает результаты измерения на десятки и роцентов.Кроме того, при интенсивном барботаже воздухом взвесь растворителя появляется и в воде, которая сбрасывается, а это категорически запрещено, так как растворитель типаССИ, фреон и т,д. применяемые для экстракции нефти из воды, являются высоко токсичными.Целью изобретения является повышение степени экстрагирования с последующим разделением воды от растворителя;Укаэанная цель достигается тем, что экстрактор-раэделитель снабжен валом, установленным по оси симметрии корпуса, и емкостью, заполненной силикагелем и гидравлически связанной через через пленочную перегородку с входной камерой корпуса, при этом корпус выполнен кониче ским, смесительные устройства - в виде стаканов, соединенных с помощью коромысел с валом, а перегородки, стаканы и пленочные перегородки выполнены из пористого политетрафторэтилена.Расположение вала по оси симметрии под углом относительно горизонтали с коромыслами, на концах которых установлены стаканы, обеспечивает забор растворителя с нижней части конического корпуса, подьем его в верхнюю часть корпуса и слив его в соседнюю камеру и т.д. Наличие перегородок, выполненных из пористого ПТФЭ, образующих камеры, в которых перемещаются(вращаются) коромысла со стаканами, обес 5 печивает многоступенчатую экстракцию,переток растворителя из одной камеры вдругую и переток воды также из одной камеры в другую.Выполнение стаканов из пористого по 10 литетрафторэтилена обеспечивает просачивание растворителя и интенсивный егообмен с водонефтяной смесью, что повышает степень экстракции,Наличие емкости с силикагелем и пори 15 стой пленкой из ПТФЭ обеспечивают просачивание только растворителя, а взвесьводы поглощается силикагелем,На фиг,1 показана принципиальная схе 20 ма устройства; на фиг,2 - сечение А-А нафиг.1.Устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, в котором помещен вал 3, на которомв свою очередь последовательно закрепле 25 ны коромысла 4 - 6. На коромыслах на ихконцах установлены стаканы (по два стакана) из пористого ПТФЭ, Корпус 1 разделенпористыми перегородками соответственно8 - 10,30 В корпусе 1 имеются входной патрубок11 для растворителя, входной патрубок склапанами 12 для водонефтяной смеси, выходной патрубок с клапаном 13 для очищенной воды, В нижней части корпуса35 закреплена емкость 14, заполненная силикагелем, верхняя часть которой закрытапленкой 15 из пористого ПТФЭ. Емкость 14отделена от корпуса 1 подвижной перегородкой 16. На выходе из емкости 14 имеется40 выходной патрубок с клапаном 17, над выходным патрубком с клапаном 12 установлена сетка 18.Устройство работает следующим образом,45 Предварительно емкость 14 заполняется силикагелем, герметизируется пленкой15, прикрепляется к корпусу 1 и закрывается перегородкой 16. Закрывается клапан 13и через входной патрубок 11 заливается до 50 за растворителя (фреон СС 4 и т;д.), послечего включается привод не показан. Растворитель заполняет нижнее пространствокорпуса 1, просачиваясь. через перегородки10, 9 и 8, изготовленные из пористого55 ТПФЭ, который смачивается растворителем, и пропускает его через поры. а вода непроникает.Открывают клапан 12 входного патрубка и начинают поступать порции водонефтя,ной смеси, которые разбиваются на сетке18, и далее мелкая водонефтяная взвесь40 1200 55. По сравнению с прототипом в предлагаемом изобретении выполнение смесительных устройств в виде стаканов, соединенных с помощью коромысел с валом, установленным в коническом корпусе, и выполнение стаканов и перегородок из пористого политетрафторэтилена обеспечивают повышение всплывает через растворитель (уд, вес растворителя 1,59 г/см, а уд. вес водонефтя.зной пробы около 1 г/смз). Вращение коромысла 4 обеспечивает с помощью стаканов 7 (на двух других коромыслах используются стаканы той же конструкции стем же назначением) забор расторителя с нижней части корпуса 1 (область первой камеры), подьем растворителя и слив его во вторую камеру, образованную между перегородками 8 и 9. Далее процесс повторяется. Коромысло 5 со стаканами 7, вновь захватывает растворитель с нижней части коруса 1 (область второй камеры), поднимает его и сбрасывает в третью камеру, образованную между перегородками 9 и 10. Здесь процесс повторяется, После сброса в четвертую камеру растворитель опускается (отстаивается) в нижнюю часть корпуса 1 (область четвертой камеры) и последовательно перетекает в третью, вторую и первую камеры (принцип сообщающихся сосудов). Поскольку стаканы 7 изготовлены из пористого ПТФЭ, то только они, заполненные растворителем, поднимаются выше уровня растворителя, последний начинает просачиваться через стенки стаканов 7 и мелкими каплями стекать в воду, что вызвает экстракцию. Остаток растворителя.в стакане сбрасывается во вторую камеру, "тонет" в воре и так повторяется в каждой камере, это вызывает интенсивное перемешивание, а значит качественную экстракцию.Водонефтяная смесь поступает через клапан 12 в первую камеру, где при перемешивании коромыслами происходит экстракция. Водонефтяная смесь с пониженной концентрацией нефти переливается во вторую камеру, где на нее вновь воздействует растворитель, и так далее в третью и четвертую. В четвертой камере отсутствуют органы перемешивания, что благоприятно сказывается на гравитационном расслоении.Растворитель, поглотивший нефть из воды, попавший из стаканов третьего коромысла, тонет в воде, а вода, свбодная от нефти и растворителя, сливается через клапан 13.По требованию оператора отключается привод, дается время на отстой (гравитационное разделение воды от растворителя), открывается перегородка 16 и растворитель просачивается через пористую пленку.15 и заполняет емкость 14, оставляя водяную взвесь в обьеме силикагеля, и через открытый клапан 17 выходного патрубка сливается на анализ,Поскольку объем залитого растворителя известен и известен объем пропущенной водонефтяной смеси, то легко определитьконцентрацию нефти (нефтепродуктов) перешедшей в растворитель из водонефтяной5 смеси,Например, в устройство залили 100 смрастворителя, затем пропустили 1000 смзводонефтяной смеси. Анализ на приборе,определяющем концентрацию нефти в рас 10 творителе, показал 1000 млн . Простой рас чет показывает, что соотношение объемов:водонефтяная смесь 1000растворитель 100следовательно концентрация нефти в воде15 была 100 млнПредлагаемое устройство может работатьи как эмульгатор, Для этого вместо стаканов изполитетрафторэтилена закрепляются стаканыаналогичной конструкции из металлической20 сетки. При этом непрерывно подается водонефтяная смесь через клапан 12, задаетсявращение валу, открывается клапан .13 иводонефтяная смесь дробится в каждой камере и каскадно сливается.25 Результаты испытаний показали, что работа устройства в режиме экстрактора обеспечивает качественную экстракциюводонефтяных смесей при концентрации до1200 млн (требования ИМО и Регистра30 СССР) в диапазоне температур 10 - 50 С налегких итяжелых сортах нефти и нефтепродуктов (арабская нефть, бензин, диз.топливо и мазут),Работа устройства в режиме эмульгато 35 ра в протоке также обеспечивает получениеоднородной в объеме и однородной по дисперсному составу частиц нефти в воде,П р и м е р.Диаметр основания корпуса, мм .100Высота корпуса, мм 100Угол конусного корпуса. 30Количество коромысел, шт 3Число стаканов (всего), шт, 6Число оборотов коромысел,45 .работа в режиме экстрактораоб/мин 120работа в режиме эмульгатораоб/минПористые перегородки и50 стаканы из ПТФЭкоэффициент пористости,40размер пор, мкм, 80-100толщина, мм 2 в 3Составитель К.Ляпин Техред М.Моргентал Н.Горват Ре Заказ 1847 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ С зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина,степени экстракции, исключают попадание токсичных растворителей в водные экватории за счет полного разделения воды от растворителя.Формула изобретения Многоступенчатый экстрактор-разделитель, содержащий корпус, разделенный перегородками на камеры с расположенными в них смесительнцми устройствами, входные и выходные патрубки, о т л и ч а ющ и йс я тем, что, с целью повышения степени экстракции, он снабжен валом, установленным по оси симметрии корпуса, и емкостью, заполненной силикагелем и гидравлически связанной через пленочную пе регородку с входной камерой корпуса, приэтом корпус выполнен коническим, смеси- тельные устройства - в виде стаканов, соединенных с помощью коромысел с валом, а перегородки, стаканы и пленочные перего родки выполнены из пористого политетрафторэтилена.