Нефть ва газни қайта ишлаш жараёнлари ва ускуналари Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги олий ўқув юртлари бакалавриатининг «Нефть ва нефть-газни қайта ишлаш технологияси»

15.5. СУЮҚЛИКЛАРНИ ЭКСТРАКЦИЯЛАШНИНГ ТЕЗЛИГИ
Суюқликларни экстракциялашда иккита суюқ фаза ўртасида модда алмашиниш жараёни юз беради, ажратиб олиниши лозим бўлган компонент битта суюқликдан иккинчисига ўтади. Фазалар ўртасидаги контакт юзасини кўпайтириш учун суюқликлардан бири майда томчиларга ажратилади. Бунда битта суюқлик экстракторнинг ҳажми бўйича (ёки контакт мосламасининг устида) узлуксиз ёки яхлит жойлашган бўлади, иккинчи суюқлик эса томчи ҳолида бўлади. Биринчи суюқлик яхлит ёки дисперсион фаза деб, томчи ҳолидаги суюқлик эса дисперс фаза деб юритилади.
Турғун режимда биринчи фазадан иккинчи фазага ўтган модданинг миқдори М, модда ўтказишнинг умумий тенгламасига асосан, фазаларнинг контакт юзаси Ғ га ва ўртача ҳаракатлантирувчи куч (∆У_ўр ёки ∆Х_ўр) га тўғри мутаносиб бўлади:


М = К_уF∆У_ўр ва М = К_хF∆Х_ўр .


Ушбу тенгламалардаги модда ўтказиш коэффициентлари қуйидаги тенламалар орқали аниқланади:
; (15.4)
ва
; (15.5)
бу ерда β_D ва β_С – дисперс ва яхлит фазалар учун модда бериш коэффициентлари; m – тарқалиш коэффициенти.
Экстракция жараёнида томчиларнинг сферик юзаси модданинг тарқалиши учун контакт юза вазифасини бажаради. Томчи ичидаги ва яхлит фазадаги гидродинамик шарт-шароитлар турлича бўлади, албатта. Шу сабабдан дисперс ва яхлит фазалардаги модда бериш жараёнларини бир хил тенгламалар орқали ифода қилиш мумкин эмас.
Дисперс фазани майда томчиларга айлантиришда ҳосил бўлган томчиларнинг шакли ва ўлчамлари турлича бўлиши мумкин, шу сабабдан молекуляр ва конвектив диффузиялар орқали тарқалган моддаларнинг нисбатлари хам ҳар хил бўлади. Майда томчилар учун (Re < 1) керакли модда асосан молекуляр диффузия ёрдамида тарқалади. Бундай ҳолатда модда ўтказиш жараёнининг тезлиги асосан томчи ичидаги диффузион қаршилик орқали аниқланади ва К_у ≈ β_D деб олинади.
Кичик ва ўртача ўлчамли томчилар учун (Re < 200) модда бериш коэффициенти β_D ни аниқлаш учун қуйидаги тенгламадан фойдаланиш мумкин:
(15.6)
ва Re > 200 бўлганда:
. (15.7)


бу ерда , , – дисперс фаза учун Нуссельт, Пекле ва Прандтл диффузион мезонлари; d – томчи диаметри; γ_D – дисперс фазанинг кинематик қовушоқлиги; W_Н – фазанинг нисбий тезлиги; μ_D, μ_С – дисперс ва яхлит фазаларнинг динамик қовушоқлиги; D_D – дисперс фазадаги молекуляр диффузия коэффициенти.
Томчилар ичида циркуляция бўлмаган шароитда (яъни томчиларнинг диаметри кичик бўлганда) яхлит фазадаги модда бериш коэффициенти β_С ни ҳисоблаш учун қуйидаги тенглама тавсия этилган:
, (15.8)
бу ерда , – яхлит фаза учун Нуссельт ва Прандтл диффузион мезонлари; γ_С – яхлит фазанинг кинематик қовушоқлиги; D_С – яхлит фазадаги тарқалаётган модданинг молекуляр диффузия коэффициенти.
Агар тарқалиш коэффициенти m >> 1 ва томчининг диаметри анча катта бўлганда (Re >> 200), модда ўтказиш жараёнининг тезлиги яхлит фазадаги диффузион қаршилик орқали аниқланади. Бундай ҳолат учун К_Х≈β_С деб олинади.