ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

Процессы экстракции

Уксусную кислоту можно извлекать из водных растворов ка­ким-либо органическим растворителем по принципу периодиче­ской экстракции и непрерывной. При периодической экстракции жидкость, содержащую уксусную кислоту, обрабатывают повтор­но свежими порциями органического растворителя. При непре­рывной экстракции уксусную кислоту извлекают из слабых водных растворов по принципу противотока.

Периодическая экстракция. Извлечение уксусной кислоты из водного раствора повторной обработкой его каждый раз свежими порциями растворителя в промышленности ограничено и имеет место главным образом в лабораторной практике. Обычно в дели­тельную воронку берут некоторый объем одного растворителя, например, воды, содержащей уксусную кислоту, и прибавляют к нему последовательно несколько раз определенный объем дру­гого, каждый раз свежего растворителя. Так поступают до тех пор, пока содержание экстрагируемого вещества в остатке не доведут до желаемого предела.

Остаток Уп кислоты после числа смешений, равного п, составит.

1

(115)

KL W

Где:

Г — концентрация уксусной кислоты в исходной водной среде;

К — коэффициент распределения; L—объем неводной среды в л: W—объем водной среды в л; п — число смешений.

Из формулы (115) видно, что количество кислоты, оставшейся в водном остатке, тем меньше, чем больше число смешений п вод­ного раствора с растворителем, коэффициент распределения К и соотношение между растворителем и водой.

Формула (115) является справедливой только для случая, ког­да молекулы растворенного вещества ни в воде, ни в органическом растворителе не диссоциированы п не ассоциированы. В том слу­чае, когда молекулы растворенного вещества в воде диссоцииро­ваны на ионы, то при степей!! диссоциации растворенного вещества в воде, равной а, концентрация кислоты в воде после п смешений может быть определена по формуле:

(116)

Для случая ассоциации кислоты в органическом растворителе должна быть применена формула:

•Ч Д I '

2 д /7 |

Непрерывная экстракция. Из рассмотренного процесса перио­дической экстракции следует, что при повторно!! экстракции уксус­ной кислоты каждый раз новыми порциями растворителя, при понижении концентрации в отработанной воде до желаемого пре­дела полноты извлечения (0,1—0,2°..'.), даже при значительном дроблении растворителя на небольшие порции, экстракт неизбеж­но должен получиться с незначительным содержанием уксусной кислоты. Чтобы избежать применения для экстракции больших масс растворителя и полностью извлечь из воды уксусную кисло­ту, необходимо процесс извлечения вести в непрерывнодепствую - щич системах по принципу противотока.

Движение экстрагируемой п экстрагирующей сред в экстрак­торе по принципу противотока обеспечивает наибольшую концент­рацию уксусной кислоты в растворителе, так как последний, про­ходя через экстрактор, постепенно насыщается уксусной кислотой и перед выходом из экстрактора приходит в соприкосновение со свежей кислой водой, в которой содержание уксусной кислоты наи­большее. Кроме того, при работе по принципу противотока све­жий растворитель, не содержащий уксусной кислоты, соприкасает­ся с кислой водой с наименьшей концентрацией, благодаря чему достигается более полное извлечение уксусной кислоты из кислой воды.

Однако практически содержание кислот в отходящей воде ни­же 0,2% весовых, в особенности при малом коэффициенте распре­деления уксусной кислоты между водой и растворителем, при со­отношении кислой воды и растворителя как 1 : 2,7, обыкновенно не достигается. Так. снижение кислотности в отработанной воде до 0,1% можно получить только при соотношении кислой воды и растворителя больше чем 1 : 3, при условии значительной вы­соты экстрактора и обеспечении достаточно хорошего проникно­вения двух несмешивающихся фаз одной в другую. Увеличение соотношения между кислой водой и растворителем вызывает излишний расход пара, так как экстракт получается в этом случае с меньшим содержанием уксусной кислоты.

Необходимое число секции, в которых должно происходи г:, Взаимное проникновение двух неемеишваклаихся фаз, можно опре­делить теоретически. Для этого надо знать начал;,;;-,ю концентра­цию уксусной кислоты в питающей жидкости, си.;;.ашение между кислой водой и растворителем п коэффшмедт распределения уксусной кислоты и других кис, тег; между водой а растворителем

Методы расчета процесса экстракции основаны па предполо­жении, что между фазами достигнуто состояние равновесия.

Такое допущение позволяет определить лишь предельное ми­нимальное число секций или же предельные концентрации экстра­гируемого вещества в отработавшей воде на выходе из экстракто­ра. Для определения фактически потребного числа секций в экстракторе при заданных концентрациях в питающей и отходящей жидкостях, при данном Р [23] и при определенной производительно­сти экстрактора, необходимо знать коэффициент полезного дей­ствия одной секции, устанавливаемый путем опыта. По данным работы экстрактора, на Ашинском лесохимическом комбинате коэффициент полезного действия г, секции равен от 0.3 до 0,5.