СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ Советский патент 1973 года по МПК B01D11/04 

1

Изобретение относится к способам экстракции летучих веществ и может быть применено, например, для удаления незаполимеризовавшегося стирола из бутадиенстирольного латекса или отделения латекса от незаполимеризовавшегося мономера.

Известен способ экстракции летучих веществ, в частности незаполимеризовавщегося стирола из бутадиенстирольного латекса, заключающийся в том, что латекс подвергают контактированию с экстрагенто.м (низкокипящими углеводородами), после чего смесь разделяют, пользуясь разностью удельных весов латекса и углеводородов, и стирол выделяют ректификацией из углеводородного раствора. Латекс освобождают от углеводородов отгонкой с водяным паром.

Недостатком такого способа является то, что экстрагент загрязняет латекс (полимер латекса набухает в углеводородах), вследствие чего необходима дополнительная операция отгонки углеводородов из латекса с водяным паром.

Цель изобретения - разработка способа экстракции, лищенного указанного недостатка, за счет проведения экстракции в газовой фазе при контактировании раствора экстрагируемого вещества с экстрагентом, разделенных перегородкой, в замкнутом объеме через газовую прослойку толщиной не более 10 см.

На чертеже дана схе.ма аппарата для осуществления предлагаемого способа.

Сущность способа заключается в том, что раствор экстрагируемого вещества и экстрагент подвергают контактированию через газовую прослойку в рабочей камере с замкнутым объемом, например в горизонтальном аппарате, снабженном иерегородками /, разделяющими нижнюю половину аппарата на ряд

секций 2, и в каждой секции дисками 3, вращающимися на общем валу 4, с помощью которых создают развитую поверхность соприкосновения газ-жидкость для раствора экстрагируемого вещества и экстрагента. При этом

диски вызывают распыление илн разбрызгивание или нанесение пленки жидкости на твердую поверхность, смачиваемую этой л идкостью таким образом, чтобы смещение экстрагируемого раствора и экстрагента было исключено. Верхняя часть аппарата заполняется газом, который подбирается из соображений экономичности, пожаро- и взрывобезопасности, например, воздухом, азотом и т.д.

Секции аппарата через одну заполняются

раствором экстрагируемого вещества и экстрагентом, при вращении дисков на их поверхности выносится пленка жидкости, контактирующая с газовой средой. Расстояние между дисками определяется щириной секции, толщиной дисков и перегородок. Например, при

диаметре аппарата 300-500 лы/, расстояние между дисками меньше 100 мм.

Таким образом две жидкие фазы (обрабатываемая жидкость II экстракт) не взаимоде ствуют непосредственно одна с друтой. Экстрагируемое вещество испаряется из обр аба тываемого исходного раствора в газовую фазу и тут же без выноса газовой фазы нз аппарата поглощается экстрагентом, нанесенным в виде тонкой нленкн на диски аппарата.

Разделение экстрагента и исходного растворителя после экстракции не представляет трудности, так как жидкости непосредственно не соприкасаются и могут раздельно отбираться из каждой секции. При этом не требуется, чтобы разность плотностей экстрагируемого раствора и экстрагента была достаточно велика, что необходимо при обычной экстракции.

В качестве экстрагента можно использовать практически любую жидкость, не обязательно отличающуюся от раствора но удельному весу, растворяющуюся в исходном растворе или образующую с ним однородную коллоидную систему (например, в случае двух латексов).

Дальпейщую обработку экстрагента с целью выделения экстрагируемОГО вещества ведут, как обычно, например, дистилляцией, ректификацией и т. п. Контроль за процессом экстракции осуществляют либо по повышению концентрации его в экстрагенте, либо по понижению ее в исходном растворе.

Изменение концентрации экстрагируемого вещества (переход его из исходного раствора в экстрагент) происходит путем испарепия вещества и последующей абсорбции его экстрагентом.

Скорость лроцесса экстрагирования возра стает с повыщением температуры за счет увеличения унругости пара экстрагируемого вещества и коэффициентов диффузии в газовой и обеих жидких средах. Поэтому температуру процесса выбирают из соображений экономии, технологичности процесса, термостабильности используемых продуктов и т.д.

Движущей силой диффузии является разность упрутостей паров экстратируемого вещества над обрабатываемой жидкостью и экстрагентом, соответствующих его концентрациям в жидких фазах. Возникающее дополнительное сопротивление процессу массопередачи в виде газовой прослойки невелико, если ее толщина не превыщает 10 см.

Чтобы процесс экстрааодии проходил достаточно быстро, экстрагируемое вещество должно иметь достаточно высокую упругость пара.

Если принять, что обычно степень дисперсно сти в процессе экстракции (размер капель) достигает 1-3 мм, а концентрация экстрагируемого вещества составляет 5-15 вес. %,

то, учитывая, что коэффициент диффузии в газовой фазе в 10 раз больще, чедМ в жидкой фазе, при толщине газовой прослойки 3-5 см упругость пара экстрагируемого вещества может составлять 3-10 мм рт. ст. и при этом

скорость процесса экстракции не уменьилается. Предлагаемым способом целесообразно экстрагировать любые вещества, упругость пара которых превыщает 3-5 мм. рт. ст. Нсли же упругость пара меньще при нормальных условиях, то ее .можно увеличить за счет повыщепия температуры процесса экстракции.

Пример. Бутадиенстирольный латекс, полимер которого на 35% состоит из бутадиеновых и на 65% пз стнрольных звеньев (латекс СКС-65ГП), содержащий 1% незаполимеризованного стирола, приводят в контакт с полистирольным латексом, пе содержащим незаполимеризованного стирола. Процесс экстракции проводят в аппарате, конструкция которого описана выше, количество секций равно щести (три для исходного раствора и три для экстрагента), емкость одной секции около 100 мл, диаметр дисков 8 см., скорость вращения 100 .

Контроль процесса экстракции осуществляют по концентрации стирола в латексах. Через нолчаса контактирования при температуре 80°С (упругость паров стирола в этих условиях составляет около 3 мм рт. ст.), концентрация стирола в обоих латексах перестает меняться и составляет в латексе СКС-65 ГП 0,25%, а в полистирольном - 0,5%. После этого латексы сливают по отдельности и стирол из полистирольпого латекса удаляют, как

обычно, отгонкой с водяным паром.

Предмет изобретения

Способ экстракции летучих веществ, папример незаполи-меривовавшегося стирола из б -тадиенстирольного латекса, путем контактирования раствора экстрагир емого вещества с экстрагентом, разделения фаз и обработки

экстрагента, отличающийся тем, что, с целью иснользования в качестве экстрагента любых жидких веществ, растворяющих экстрагируемое вещество, экстракцию проводят в газовой фазе прн контактировании раствора экстрагируемого вещества с экстрагентом, разделенных перегородкой, в замкнутом объеме через газовую прослойку толщиной пе более 10 см.