|
Amaliy mashg‘ulot № 16
Suyuqlik ekstraksiyasi.
Neftni qayta ishlashda suyuqlik ekstaksiyasidan masalan, dizel yoqilg‘ilari va yoqilg‘i fraksiyalar distillyatini tozalashda neft qoldiqlarini deasfaltlash qurilmalarida, aromatik uglevodorodlarni olishda va boshqalarda ishlatiladi.
Suyuqlik ekstaksiyasi deb – suyuq xom-ashyo F dan komponentlarni olish jarayoni tushuniladi. Bunda bu komponentlar selektiv qayta ishlash, ya’ni tanlab harakatlanuvchi S aralashmasi yordamida olinadi.
Bunda 2 teng muvozanatli suyuq fazalar hosil bo‘ladi: 1) L faza - СL aralashmaning asosiy massasidan va E ekstraktni, ya’ni xom-ashyodan ajratib olingan eritmadan tashkil topgan; 2) G faza – aralashma СG ning kamroq qismidan va R, rafinat, ya’ni xom-ashyoning ekstraktlanmagan qismidan tashkil topgan.
Suyuqlik ekstraksiyasini qonuniyatini nisbatan oson bo‘lgan misolda ko‘rib chiqamiz: A va V komponentlaridan iborat bo‘lgan suyuq gomogen xom-ashyo F – С ekstragenti bilan qayta ishlanadi. Bunda jarayon harorati t da В komponent istalgan proporsiyada eriydi. A komponent esa kamroq eriydi.
Bu holda G, rafinati va L ekstrakt fazasi hosil bo‘lishida barcha 3 A, В va S komponentlar ishlatiladi, lekin turli proporsiyalarda.
L fazasida V komponentni konsentratsiyasi G fazaga nisbatan yuqori bo‘ladi, shuning uchun bundan komponentini ajratib olinadigan yoki taqsimlanadigan komponent deb ataymiz.
3 komponentli sistemalar bilan bog‘liq hisoblarni uchburchakli diagramma yordamida o‘tkazish qulay.
Uchburchakli diagramma.
Uchburchakli diagramma – tomonlari teng bo‘lgan uchburchakdir. Uning A, V va S cho‘qqilari toza komponentga mos keladi. Uchburchak tomonida joylashgan istalgan nuqta 2 komponentli sistemani tasvirlaydi.
Masalan: F nuqtasi A va V komponentlari binar aralashmasini bildiradi. M nuqta V va S komponentlari aralashmasi, D. A va S aralashmalarini bildiradi.
Uchburchak ichida joylashgan N nuqta A V va S qorishmalariga mosdir.
A V va S komponentlarini 3 tali aralashmadagi konsentratsiyasini a, v va s orqali belgilaymiz, ya’ni
V komponentni nisbiy konsentratsiyasining A+V komponentlariga munosabati sistemada S komponentning bor yoki yo‘qligiga qaramay x deb belgilaymiz.
Unda
A V va S kattaliklari ifodasida aralashmadagi komponentlar miqdori (massasi, hajmi yoki kilomoli) ko‘rsatiladi.
1 rasmda N nuqtasi orqali 3 komponentli sistemada, uchburchak tomonlariga parallel to‘g‘ri chiziq o‘tkazilgan.
Bunda uchburchakning har bir tomoni 1 uzunlikda 3 ta kesma a v va s hosil bo‘ladi. Ular quyidagi shartga javob beradi:
1 rasm. Uchburchakli diagrammada turli sistemalar tasviri.
F— A va V komponentlari binar aralashmasi;
N— V va S aralashma;
D – A va G aralashma;
N – 3 komponentli aralashma.
2 rasm. Uch komponentli sistema tarkibini hisoblash usuli.
3 rasm. Har bir komponent konsenratsiyasi sanog‘i uchun mustaqil shkalalardan foydalanish.
4 rasm. Uchburchakli diagrammaning asosiy xususiyatlari tasviri.
Agar 1 ni birlik deb yoki (100%) deb hisoblasak, a, v, s kesmalari A, V, S komponentlarining N sistemasidagi konsentratsiyasi ulushiga javob beradi.
Ishning qulayligi uchun uchburchakning har bir tomoniga 100 bo‘lmali shkala chizadilar va bu shkalalardan har birini konsenratsiyasi (% da) sanog‘i uchun (faqatgina 1 komponentni) ishlatadiganlar.
N1 va N2 sistemalarning aralashuvidan yangi N sistemasi hosil bo‘lsa ham mayli. (4 rasm.)
Oqimlar bo‘yicha butun va A, V komponentlari bo‘yicha material balanslar aralashuvining tenglamasini tuzamiz:
S komponenti bo‘yicha balansni yozmaymiz, chunki bu nuqtaning 3 komponentli sistemasida joylashuvi diagrammada istalgan 2 komponentlar konsenratsiyasi bilan aniqlanadi.
Sistemaning tenglamasini birgalikda yechimi quyidagi munosabatga olib keladi:
U uchburchakli diagrammaning asosiy xususiyatini ko‘rsatadi: N1, N va N2 nuqtalar bir to‘g‘ri chiziqda yotadilar. N nuqta N1 N2 kesmalarni ikki qismga bo‘ladi (N1 va N2 boshlang‘ich sistemalari miqdoriga teskari proporsional holda).
Mutanosibliklar shuni ko‘rsatadiki, N1 N2 va N nuqtalariga ma’lum bo‘lgan “richag usul”ni qo‘llash mumkin, agarda tasvirlanayotgan N1 va N2 boshlang‘ich miqdori vektorlari uchun bitta yo‘nalish qabul qilsak. N sistemadagi vektor uchun esa teskari yo‘nalishda bo‘ladi.
1 misol. 5 rasmda muvozanat egri chizig‘i va yordamchi bL = f(bG) egri chizig‘i keltirilgan. Bir marotabalik ekstraksiya jarayonini quyidagi boshlang‘ich ma’lumotlardan kelib chiqqan holda hisoblaymiz:
Xom-ashyo sarfi F = 10000 kg/soat. Xom-ashyodagi V komponentni konsenratsiyasi хF = 52 % (massa) N nuqta sistemada aralashma konsenratsiyasiga mos СN = 35 %.
Do'stlaringiz bilan baham: |
