к.х.н., профессор, кафедра аппаратурное оформление и автоматизация технологических производств имени профессора М.Б. Генералова, ул. Большая Семеновская, 38, г. Москва, 107023, Россия
Cand. Sci. (Chem.), professor, Department of Hardware Design and Automation of Technological Productions named after Professor M.B. Generalov, Bolshaya Semenovskaya Street, 38, Moskow, 107023, Russia
аспирант, кафедра аппаратурное оформление и автоматизация технологических производств имени профессора М.Б. Генералова, ул. Большая Семеновская, 38, г. Москва, 107023, Россия
graduate student, Department of Hardware Design and Automation of Technological Productions named after Professor M.B. Generalov, Bolshaya Semenovskaya Street, 38, Moskow, 107023, Russia
Жидкостная экстракция является широко известным процессом разделения, который в течение многих лет широко используется в химической промышленности, например, при селективной очистке масляных фракций, при очистке сжиженных газов от сероводорода, при получении нефтехимических продуктов, при извлечении металлов, в ядерном синтезе, в пищевой и фармацевтической промышленности. Ведутся постоянные разработки по поиску технических решений по улучшению массообменных процессов. При сочетании применения тарелок и насадок в массообменной колонне возникает рассогласование потоков, что ухудшает гидродинамическую обстановку в разделительной колонне (экстракционной, ректификационной, и т.д.) и возникает большая трудность в стабильном ведении технологического процесса. Задачей исследования является изучение структуры потоков в экстракционной колонне на примере комбинирования тарелок и насадок, так как данные контактные устройства наиболее распространены в промышленности, но применяются, как правило, не в комбинации, а самостоятельно. Их комбинирование может дать дополнительный синергетический эффект. При эксперименте выявлено и графически показано возможность устранения рассогласования потоков и улучшения гидродинамической обстановки в экстракционной колонне путем ввода дополнительного потока в сечение колонны. Исследования будут полезны для разработки новых конструкций колонного оборудования, например, экстракционного. С целью расширения эксперимента на различных гидродинамических режимах предлагается выполнить моделирование эксперимента применением, например, программного пакета Solid Works 2020 и, в частности, одного из его дополнений – Flow Simulation.
Liquid extraction is a well-known separation process that has been widely used in the chemical industry for many years, for example, in the selective purification of oil fractions, in the purification of liquefied gases from hydrogen sulfide, in the production of petrochemicals, in the recovery of metals, in nuclear fusion, in food and pharmaceutical industry. On-going elaborations aimed at engineering solution search in order to improve mass-transfer processes are in progress on a permanent basis. Combination of trays and packing in the fractionator results in stream disequilibrium which leads to worse hydrodynamic conditions in the splitter (extraction, rectifier tower and etc.) and causes significant difficulties in stable operating process maintaining. The study objective is to review the structure of stream structures in the extraction tower via examples of trays and packing combinations since the mentioned contact devices are widely used in industry but they are conventionally applied as individual contact devices and not in combination. Combination of the above contact devices may earn a supplementary synergetic effect. In the course of the experiment it was found out and described in graphic format that stream disequilibrium could be eliminated and hydrodynamic conditions in the extraction tower could be improved via extra stream supply in the tower shell. Research will be useful for the development of new designs of column equipment, for example, extraction. In order to expand the experiment in various hydrodynamic modes, it is proposed to simulate the experiment using, for example, the Solid Works 2020 software package and, in particular, one of its add-ons - Flow Simulation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.