Дәріс 7 масса алмасу негіздері Сұйық-сұйық жүйедегі экстракция үрдістері.

Экстракция деп - экстагенттің көмегімен ерітінді немесе қатты денелерден бір немесе бірнеше компонентті бөліп алу процесін айтады. Экстрагентпен әрекеттескенде бөлініп алатын компоненттер жақсы ерітіледі және осы қосылыстың қалған компоненттеріне аз мөлшерде немесе мүлдем әсер етпейді, яғни ерімейді.

Химиялық технологияда эстракция қатты денелерден гөрі сұйық экстрагентпен жиі жасалынады. Ал қатты заттардан экстракция тек фармацевтикалық , тамақ және ағаш өнеркәсібінде қолданады. Көбінесе химиялық технологияда сумен немесе қышқыл мен сілтінің сулы ерітіндісімен сұйытылған қатты кеуекті заттардан жасалған экстракцияны қолданады.

Қатты және сұйық фазадағы масса алмасу үрдісі әртүрлі. Сондықтан сұйық - сұйық жүйе мен сұйық - қатты жүйедегі экстракциялар бөлек қарастырылуы керек.

Жалпы мәлімет

Сұйық - сұйық жүйедегі экстракция процесі химия,мүнайлы химия, мұнай өндіру өнеркәсіптерде кең қолданады. Олар таза күйде әртүрлі органикалық және мұнайлы химиялық синтездің өнімдерін, көп кездесетін жэне сирек кездесетін элементтерді бөліп алуда және ағынды суларды тазартуда тиімді.

Сұйық -сүйық жүйедегі экстракция араларында экстрагирленетін заттар таралған шекті еритін және екі ерімей-тін сұйық фазаның қатысуымен өтетін масса алмасу үрдісі болып табылды.

Процестің жылдамдығын жоғарылыту үшін экстрагент пен бастапқы ерітінді арасында тығыз байланыс болуы керек. Фазалардың әрекеттесуі нәтижесінде экстракт - экстрагентте бөлініп алынған заттың ерітіндісі мен рафинат – экстрагирленетін комоненттер толығымен алынған қалдық бастапқы ерітінді алынады. Алынған сұйық фазалар (экстракт пен рафинат) бір-бірінен тұндыру кейде центрифугалау арқылы немесе басқа да механикалық әдістермен бөлініп алынады. Содан кейін экстрактордан керекті өнімді бөліп алуды жүргізеді және рафинаттан экстрагентті регинерациялайды.

Сәйкес компоненттерді экстрактордан ректификация немесе реэкстракция жолы арқылы бөледі, мысалы оны сулы ерітіндіге ауыстыру. Рафинатпен кеткен немесе ерітілген кезде экстрагент жоғалмас үшін оны ректификациямен бөледі немесе басқа еріткішпен экстракциялап жэне оны келесі сатыларда пайдалану үшін қайтарады.

Үздіксіз экстрактордың принципиалды схемасы ХІІІ-1,а суретте келтірілген.

ХІІІ-1,б суретте металл тұздарының экстракциясы көрсетілген.

Экстракция әдістері

Бейорганикалық заттардың экстракциясында эдетте бір экстрагентпен сулы фазадан бір немесе бірнеше заттарды бөліп алады.

Органикалық заттардың қоспасын экстракциямен бөлуде қолданылатын экстрагенттің санынан тәуелді:

1) бір экстрагентті экстракция, жүйе кем дегенде үш компоненттен тұрады (бастапқы ерітіндінің екі бөлінетін компоненті және экстрагент).

2) екі экстрагентті экстракция (фракциялық экстракция), жүйе кем дегенде төрт компоненттен тұрады (бастапқы ерітіндінің екі компоненті және екі араласпайтын экстрагент).

Бір экстрагентпен экстракция көп таралған. Мысал ретінде сатылы экстракцияны қарастыруға болады, оны жүзеге асыру әдістері төменде келтірілген.

Бір сатылы экстракция. Бүл ең қарапайым әдіс, яғни бастапқы ерітінде Ғ және S экстрагент араластырғышта араласады.(ХІІІ-8 сурет), сосын ол екі қабатқа бөлінеді: экстракт Е жэне рафинат К. Бөліну көбінесе тұндырғыш сепараторда өтеді. Жеткілікті уақытта байланысты экстрагент пен бастапқы ерітінді әрекеттесуінен тепе-теңдікке жақын құрамды экстракт пен рафинат алынуы мүмкін.