I bob. Ekstraksion qurilmasi ekstraktorni hisoblash

I.BOB.Ekstraksion qurilmasi ekstraktorni hisoblash
1.1. Ekstraksion usulda ajratish jarayonini modellashtirish
Eritmalar yoki qattiq jismlar tarkibidan bir yoki bir necha komponentlarni erituvchilar yordamida ajratib olish jarayoni ekstraksiyalash deb ataladi. Bu jarayon ikki turga bo‘linadi: a) suyuqliklarni ekstraksiyalash; b) qattiq materiallarni ekstraksiyalash.
Eritmalar tarkibidan bir yoki bir necha komponentlarni tanlab ta’sir qiluvchi erituvchilar – ekstragentlar yordamida ajratib olish jarayoni suyuqliklarni ekstraksiyalash deb yuritiladi. Suyuq aralashma bilan erituvchi o‘zaro aralashtirilganda erituvchida faqat kerakli komponentlar yaxshi eriydi, qolgan komponentlar esa juda yomon yoki butunlay erimaydi.
Ekstraksiyalash jarayoni ham rektifikatsiyalash kabi suyuqlik aralashmalirini 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 etiladi. Rektifikatsiyalash aralashma komponentlarining har xil temperaturalarda bug‘lanishiga asoslangan. Agar aralashma komponentlarining qaynash temperaturasi bir-biriga yaqin yoki ular yuqori temperaturaga beqaror bo‘lsa, bunday hollarda ekstraksiyalash jarayonidan foydalaniladi. Тanlab olingan erituvchining zichligi ekstraksiyalanishi lozim bo‘lgan suyuqlik zichligidan kichik bo‘lishi shart.
Dastlabki eritma va erituvchi o‘zaro ta’sir ettirilganda ikkita faza (ekstrakt va rafinant) hosil bo‘ladi. Ajratib olingan moddaning erituvchilarga eritmasi ekstrakt, dastlabki eritmaning qoldig‘i esa rafinant deb yuritiladi. Rafinant tarkibida biroz miqdorda erituvchi ham bo‘ladi. Olingan ikkita suyuqlik fazasi bir-biridan tindirish, sentrafugalash va boshqa mexanik usullar yordamida ajratiladi. So‘ngra ekstrakt tarkibidan tegishli mahsulot ajratib olinadi, rafinantdan esa erituvchi regeniratsiya qilib ajratiladi.
Suyuqliklarni ekstraksiyalash boshqa usullar (rektifikatsiyalash, bug‘latish va hokazo) ga nisbatan birmuncha afzalliklarga ega: jarayon past temperaturalarda olib boriladi, eritmaning bug‘lanishi uchun issiqlik talab qilinmaydi, yuqori tanlovchanlik (selektivlik) xususiyatiga ega bo‘lgan istalgan erituvchini ishlatish imkoni bor. Bu usul kamchiliklardan xoli emas: qo‘shimcha component (erituvchi) ni ishlatish va uni regeniratsiya qilishni tashkil etish jihozlar chizmasini murakkablashtiradi va ekstraksiyalash jarayonini qimmatlashtiradi.
Suyuqlik – suyuqlik tizmalarini ekstraksiyalash jarayonlari kimyo, neftni qayta ishlash, neft kimyosi va xalq xo‘jaligining boshqa tarmoqlarida keng qo‘llanilib kelinmoqda. Bu jarayonlar turli organik va neftkimyoviy sintez mahsulotlarini toza holda ajratib olish, chiqindi suvlarini tozalash va shu kabi boshqa bir qator ishlarni amalga oshirish uchun qo‘llaniladi.Ayrim sharoitlarda ekstraksiyalash jarayoni rektifikatsiyalash bilan birgalikda olib boriladi. Suyuqliklar aralashmasi rektifikatsiyalashdan oldin birlamchi ekstraksiyalash yo‘li bilan qisman ajratilsa,rektifikatsiyalash uchun issiqlik kamroq talab etiladi.
Ekstraksiyalashning asosiy usullari
Amaliyotda suyuqliklar aralashmalarini ekstraksiyalashning quyidagi usullari qo‘llaniladi: 1) dastlabki aralashma va ekstragentni bir marta kontaktlanishiga asoslangan jarayon (bir pog‘onali ekstraksiyalash); 2) har bir pog‘onada toza erituvchi ishlatish yo‘li bilan ekstraksiyalash (ko‘p pog‘onali ekstraksiyalash); 3) bitta yoki ikkita erituvchi yordamida qarama-qarshi oqim bilan ko‘p bosqichli ekstraksiyalash (ko‘p pog‘onali ekstraksiyalash). Birinchi va ikkinchi usullar kichik hajmli suyuqliklarning aralashmasini ekstraksiyalashda va laboratoriya sharoitlarida qo‘llaniladi.
Sanoat miqyosida, asosan, uchuvchi usuldan, ya’ni fazalarning qarama-qarshi oqimidan foydalanib ekstraksiyalash keng qo‘llaniladi. Qaysi bir usul qo‘llanilishidan qat’iy nazar, ekstraksiyalash jarayoni erituvchi yoki eruvchilarni regeniratsiya qilish bilan birga olib boriladi. Regeneratsiyaning maqsadi erituvchilar tarkibidagi kerakli komponentlarni ajratib olish va erituvchilarni qaytadan jarayonda ishlatishdan iboratdir.

kolonnadagi pastki tarelka (2) ning osti qismiga beriladi. Ushbu faza tarelkadagi teshiklar orqali o‘tganida mayda tomchilarga ajraladi.Тomchilar ko‘payish kuchi ta’sirida yaxlit faza ichida yuqoriga harakat qiladi va tarelka zonasiga yetganida o‘zaro qo‘shilib, suyuqlik qatlamini hosil qiladi. Bu qatlam tirgovich qatlam deb yuritiladi.

Bu qatlamdagi suyuqlik tarelkaning teshiklari orqali o‘tib yana tomchilar hosil qiladi. Jihozda yaxlit faza bitta tarelkadan ikkinchisiga quyilish qurilmalari (3) yordamida o‘tadi.
Shunday qilib, bitta kolonnada ko‘p marta suyuqlikning mayda tomchilarga parchalanishi va ular qo‘shilib, suyuqlikning tirgovchi qatlamni hosil qilishi yuz beradi. Eng yuqorigi tarelkadan ko‘tarilib chiqayotgan tomchilar qo‘shilib, yengil suyuqlik qatlami –ekstrakt (F) ni hosil qilib, fazalarni ajratuvchi sath a ga ega bo‘ladi va jihozdan shtutser (5) orqali tashqariga chiqariladi. Og‘ir faza (rafinat) jihozning pastki qismiga joylashgan shtutser (7)
yordamida jihozdan uzatiladi.
Тarelka teshiklaridan chiqayotgan tomchilarning tezligiga ko‘ra,tomchi hosil qilishning uch rejimi bor: 1) notekis tomchi hosil bo‘lishi (kichik tezliklarda); 2) bir tekisda tomchi hosil bo‘lishi (tezlik biroz ortganda); 3) suyuqlikning kichik oqimlar bilan chiqishi (katta tezliklarda). Тajribalarning ko‘rsatishicha,g‘alvirsimon tarelkalarning eng samarali ishlashi uchun dispers fazaning teshiklardan o‘tish tezligi 0,15ј0,30 m/s bo‘lishi kerak ekan. Bunday tezlikda suyuqlikning kichik oqimlar hosil qilish rejimi mavjud bo‘ladi. Тarelkalar oralig‘idagi masofa 0,25ј0,60 m qilib olinishi mumkin. Yaxlit fazaning tarelka ustunidagi balandligi 0,2 m atrofida bo‘lsa, modda o‘tkazish jarayoni tez ketadi. Тarelkadagi teshiklarning diametri, odatda, 3ј6 mm bo‘ladi.
Тarelkali ekstraktorlar ichi bo‘sh va nasadkali kolonnalarga nisbatan birmuncha samarali ishlaydi.
Agar dastlabki eritma va erituvchi zichliklari oralig‘idagi farq 100 kg/m3 dan kam va fazalar o‘rtasidagi sirt taranglik kuchi kata qiymatga ega bo‘lsa, bunda kontakt yuzasini ancha oshirish uchun tashqaridan energiya beriladigan, ya’ni mexanik aralashtirgich bilan jihozlangan ekstraktorlar ishlatiladi. Mexanik aralashtirish diskli, turbinali, parrakli va shu kabi aralash-tirgichlar yordamida amalga oshiriladi.
Тashqaridan energiya beriladigan ekstraktorlar qatoriga birinchi navbatda rotorli jihozlar kiradi. Bu turdagi ekstraktorlarning dastlabki variantlardan biri Shaybelkolonnasi hisoblanadi. Bu kolonna ketma-ket joylashgan aralashtirish 1 va tindirish 2 seksiyalardan tashkil topgan. Aralashtirish seksiyalarida valga biriktirilgan aralashtirgichlar 3 o‘rnatilgan. Тindirish seksiyalari nasadkalar (masalan, katta katakli qilib to‘qilgan to‘rlar) bilan to‘ldiriladi.

Amaliyotda suyuqlik aralashmalarini ekstraksiyalashning quyidagi usullari qo׳llaniladi: 

1) dastlabki aralashma va ekstragentni bir marotaba kontaktiga asoslangan jarayon (bir pog`onali ekstraksiyalash); 
2) har bir pog`onada toza erituvchi ishlatish yo׳li bilan ekstraksyalash (ko׳p pog`onali ekstraksiyalash); 
3) bitta yoki ikkita erituvchi yordamida qarama-qarshi oqim bilan ko׳p bosqichli ekstraksiyalash (ko׳p 
pog`onali ekstraksiyalash). 
Birinchi va ikkinchi usullar kichik hajmli ishlab chiqarishlarda hamda laboratoriya sharoitlarida 
qo׳llaniladi. 
Sanoat miqyosida uchinchi usuldan, ya’ni fazalarning qarama-qarshi oqimidan foydalaniladi. Qaysi bir 
usul qo׳llanishidan qat’iy nazar, ekstraksiyalash jarayoni erituvchini regenerasiya qilish bilan birga olib 
boriladi. Regenerasiyaning maqsadi eritmalar tarkibidagi kerakli komponentlarni ajratib olish va 
erituvchilarni qaytadan ishlatishdan iboratdir. 
Bir pog`onali ekstraksiyalashning sxemasi 28.1-rasmda tasvirlangan. Dastlabki eritma F va erituvchi S 
aralashtirgich 1 ga beriladi, 
dastlabki eritma; A, V — aralashma komponentlari; S — ekstragent; E — ekstrakt; R — rafinat. so׳ngra aralashma tindirgich 2 da ikki qatlam-ekstrakt E va rafinat R ga ajraladi. Dastlabki aralashma va 
erituvchi bir karra to׳qnashib, jarayon ko׳p vaqt davom etgan holatdagina muvozanat 
konsentratsiyasilariga yaqin tarkibli ekstrakt va rafinat olish mumkin bo׳ladi. Jarayonni davriy va uzluksiz rejimda olib borish mumkin. Ekstraksiyalash jarayoni uzluksiz rejim bilan olib borilganda regenerasiya qilingan erituvchi uzluksiz ravishda aralashtirgichga qaytariladi. Ushbu usul tarqalish 
koeffitsienti m ning qiymati katta bo׳lgan sharoitda qo׳llaniladi. 
28.2-rasmda har bir pog`onada toza erituvchini ishlatishga asoslangan ko׳p karrali ekstraksiyalashning sxemasi ko׳rsatilgan. Bunday jarayon bir necha pog`onalarda olib borilib, ikkinchi pog`onadan keyingi hamma pog`onalarda dastlabki aralashma sifatida oldingi pog`onalardan olingan rafinatlar 
Sanoatda ishlatiladigan ekstraktorlar asosan uch turga bo׳linadi: aralashtirish tindirish; kolonnali; 
markazdan qochma kuch ta’sirida ishlaydigan. 
Aralashtirish tindirish ekstraktorlari. 
Eng oddiy, davriy ishlaydigan aralashtirish tindirish 
ekstraktorlari vazifasini aralashtirgichli qurilmalar bajaradi. Bir pog`onali ekstraksiyalashni uzluksiz 
olib borish uchun ikki qism (aralashtirish va tindirish) dan iborat qurilmalar ishlatiladi 
Eng oddiy tindirgich gorizontal joylashgan idishdan iborat. Tindirgichning hajmi bo׳ylab suyuqlik 
laminar rejim bilan harakat qiladi, natijada aralashma ikki qismga ajraladi. Yengil fraksiya (ekstarkt) 
idishning tepasida joylashgan shtutser orqali chiqadi. Og`ir fraksiya (rafinat) esa tindirgichning pastki 
qismidagi shtutser va sifon orqali tashqariga chiqadi. Aralashmalarni ikki qismga ajratishda murakkab tuzilishga ega bo׳lgan boshqa tindirish qurilmalari 
(gidrosiklonlar, sentrifugalar va markazdan qochma separatorlar) ham keng ishlatiladi. 
Sanoatda ko׳pincha ikkita suyuq fazani aralashtirish va ajratish operasiyalari bitta qurilmada amalga 
oshiriladi. Bunday qurilmalar aralashtirish tindirish ekstraktorlari deb ataladi (28.4-rasm). Dastlabki 
eritma L va erituvchi (7 tegishli quvurlar orqali aralashtirish kamerasiga yuboriladi