3.6 Контрольні питання

1. Для чого призначений процес ректифікації?

2. В чому полягає суть ректифікації?

3. Наведіть приклади використання ректифікації на підприємствах нафтогазового комплексу.

4. Як на процес ректифікації впливає температура верху колони?

5. Як на процес ректифікації впливає температура низу колони?

6. Як на процес ректифікації впливає тиск?

7. Для чого в колоні необхідно регулювати рівень залишку?

8. Чому необхідно підтримувати постійними витрату і температуру сировини на вході в колону?

9. З яких конструктивних елементів складається лабораторна установка?

10. Опишіть методику проведення ректифікації на лабораторній установці.

11. Як визначаються склад дистиляту і залишку?

12. Як визначається кількість тарілок в колоні?

Лабораторна робота №4 Екстракція бензолу етиленгліколем

4.1 Мета і задачі роботи

Мета: засвоєння і поглиблення теоретичного матеріалу з процесу екстракції; набуття експериментальних навичок проведення екстракції суміші рідин (гексан і бензол). В результаті виконання лабораторної роботи студент повинен

знати:

- призначення, суть і методи екстракції;

- використання екстракції на підприємствах нафтогазового комплексу;

- будову і роботу екстракційної колони;

- вплив параметрів на процес екстракції;

вміти:

- правильно вибирати параметри для оптимального проведення процесу;

- оцінювати результати проведення процесу на лабораторній установці;

- проводити розрахунок екстракції за допомогою трикутної діаграми.

4.2 Теоретичні основи

4.2.1 Призначення і суть процесу

Процес екстракції служить для розділення суміші рідин, які мають однакову або близькі температури кипіння, на окремі компоненти за допомогою розчинника. Екстракція полягає в тому , що суміш рідин, що розділяється , змішується з розчинником. В якості розчинника вибирається рідина, яка розчиняє один з компонентів суміші, а інші не розчиняє, або розчиняє частково. Після відстоювання уся маса розділяється на два шари з границею розділу фаз. Нижній шар складається з розчинника і розчиненого в ньому одного з компонентів суміші. Цей продукт називається екстрактним розчином. Верх--ній шар складається з непоглинутих компонентів суміші і невеликої кількості розчинника. Цей продукт називається рафінатним розчином. Якщо у подальшому розділити екстрактний і рафінатний розчини та відігнати від них розчинник, то можна одержати чисті компоненти, які складають вихідну суміш.

Процес екстракції проводиться в екстракційних колонах або в системі апаратів типу “ зміщувач-відстійник ”. В нафтогазовому комплексі процес екстракції використовується для очистки олив фенолом, фурфуролом або N-метилпіролідоном від АСР, деасфальтизації гудрону рідким пропаном, вилучення ароматичних вуглеводнів з реформатів (продукту каталітичного реформінгу ) або конденсатів за допомогою етиленгліколю.

4.2.2 Методи екстракції

В залежності від кількості ступенів екстракції і способів їх з’єднання розрізняють наступні методи екстракції: однократну, багатократну і протитічну.

При однократній екстракції (рис.4.1а) вихідна сировина G в один прийом обробляється заданою кількістю розчинника L у змішувачі 3-1. Утворену в результаті змішування суміш розділяють у відстійнику В-1 на рафінатний R і екстрактний S розчини, які відводять з апарату в ректифікаційні колони К-1 і К-2 для відгонки розчинника і одержання рафінату R₀ і екстракту S₀. Розчинник знову повертається в процес.

При багатократній екстракції (рис. 4.1б) вихідна сировина G і відповідні рафінатні розчини R₁, R₂ обробляються порцією свіжого розчинника L на кожній ступені екстракції, де є змішувачі 3-1 ... 3-3 і відстійники В-1...В-3. При цьому рафінатний розчин з даної ступені екстракції направляється в наступну ступінь, а екстрактні розчини S₁, S₂ , S₃ після кожної ступені екстракції виводяться з системи. При такому способі обробки вихідна сировина G поступає на першу ступінь екстракції, а кінцевий рафінатний розчин R₃ відбирається з останньої ступені.

При даній екстракції можна одержати кращу якість рафінату порівняно з однократною, але вихід кінцевого рафінату зменшується.

Протитічна екстракція (рис.4.1в) характеризується багатократним контактуванням у протитоці відповідних рафінатних і екстрактних розчинів. При цьому розчинник подається тільки в останній змішувач 3-3, кінцевий рафінатний розчин R₃ виводиться з відстійника В-3, а кінцевий екстрактний розчин – з відстійника В-1.

Протитічна екстракція забезпечує одержання продуктів найвищої якості із максимальним виходом.

З-1..З-3 – змішувачі; В-1..В-3 – відстійники; К-1,К-2 – ректифікаційні колони; G – сировина; L – розчинник; R,R₁..R₃ – рафінатні розчини; S,S₁..S₃ – екстрактні розчини; R₀ – рафінат; S₀ – екстракт

Рисунок 4.1 – Методи екстракції: а – однократна ; б – багатократна; в – протитічна