Конструктивное оформление экстрактора
При конструировании экстрактора необходимо стремиться к тому, чтобы при наименьшем соотношении между кислой водой и растворителем достигнуть наибольшего извлечения уксусной кислоты из кислой воды при минимально возможных размерах экстрактора. Одним из условий, обеспечивающих выполнение этого требования, является развитие поверхности соприкосновения экстрагируемой и экстрагирующей сред. Для того чтобы достигнуть наибольшей полноты извлечения уксусной кислоты из кислой воды до соответствующего равновесного состояния, кислую воду и растворитель нужно привести в непосредственное соприкосновение. Чем более развита поверхность соприкосновения двух несмешива - ющихся фаз, тем ближе можно подойти к равновесному состоянию уксусной кислоты между растворителем и водой и тем полнее будет достигнуто извлечение уксусной кислоты из кислой воды при одинаковой высоте экстрактора.
Развитие поверхности соприкосновения можно получить механическим перемешиванием и соответствующим устройством деталей экстрактора.
Механическое перемешивание увеличивает развитие поверхности соприкосновения двух несмешивающихся фаз и создает, следовательно, условия для лучшего проникновения одной фазы в другую, но вместе с тем оно усложняет конструкцию и обслуживание экстракционной системы.
При экстракции без принудительного перемешивания экстракторы должны быть устроены так, чтобы при прохождении двух несмешивающихся жидкостей, движущихся в аппарате навстречу одна другой, было обеспечено их соприкосновение и проникновение одной фазы в другую, на возможно более долгом пути.
Достигнуть этого можно применением разных насадок, перегородок по высоте экстрактора и т. п. Надо сказать, что на практике, без затраты дополнительной энергии, невозможно создать такие условия, которые позволили бы получить достаточно хороШее раздробление хотя бы одной жидкой фазы на мельчайшие капельки и поддерживать эти капельки в раздробленном состоянии на всем пути их прохождения по высоте экстрактора. В силу свойства взаимного сцепления капельки жидкости соединены в капли большей величины и образуют таким образом непрерывный поток жидкой фазы. При прохождении через перегородки, расположенные внутри экстрактора и, следовательно, разделяющие его на секции, движущиеся зигзагообразно по принципу противотока жидкие фазы проникают одна в другую, благодаря чему уксусная кислота из одной фазы (из кислой воды) переходит в другую фазу (в растворитель) в количестве, соответствующем коэффициенту распределения. Но следует сказать, что даже при очень хороших конструкциях экстракторов достигнуть полного насыщения растворителя уксусной кислотой и, следовательно, получить равновесное состояние уксусной кислоты между растворителем и водой в каждой секции экстрактора, практически невозможно. В каждой секции экстрактора концентрация уксусной кислоты в растворителе всегда ниже равновесного состояния.
Конструкция экстрактора и направление движения в нем экстратируемой и экстратирующей сред находится в зависимости от удельного веса растворителя. Если удельный вес растворителя меньше единицы, то поступление кислой воды и отвод экстракта из экстрактора должны быть сверху колонны, а поступление растворителя в экстрактор — снизу колонны, несколько выше места для отвода отработанной воды. При работе на растворителе с удельным весом больше единицы движение экстрагируемой и экстрагирующей сред обратное, т. е. кислая вода поступает в экстрактор снизу, отработанная вода отводится сверху, растворитель поступает сверху, а экстракт отводится снизу.