автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Кинетика массопереноса при экстракции в условиях спонтанной межфазной конвекции в четырехкомпонентных системах

Р Г Б ОД 1 3 Май 1337

На правах рукописи

Назаров Валерий Иванович

КИНЕТИКА йАССОПЕРЕНОСА ПРИ ЭКСТРАКЦИИ В УСЛОВИЯХ СПОНТАННОЙ «!ЕШЗН0И КОНВЕКЦИИ В ЧЕТНРШОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ

(05.IV.08 - Процессы и аппараты химической технологии)

А В Т О Р К о Ц Р А Т

лис.оертаиии на соискание ученой отепен1/ кандилата технических наук

Ккатпринбург - 1997

Работа выполнена в Уральском государственном техническом университете.

Научный руководитель: локтор технических наук, старший

научный сотрудник Ермаков A.A.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Харлампович Г.J!.

кандидат технических наук Лолгушин А.Я.

Ведущее предприятие: Уральский научно-исследовательский химический институт машиностроения (УНИЖМ) г. Екатеринбург.

Защита диссертации состоится " " u^ca^J? 1997г.

в _ часов на заседании диссертационного Совета (К063.14.06)

в Уральском государственном техническом университете по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, корпус 3.

С диссертацией мохно ознакомиться в библиотеке университета,

Автореферат разослан ^^A^^f 1997^.

Ученый секретарь диссертационного Совета доцент

/ Михайлова H.A.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из актуальных задач жидкостной экстракции является интенсификация массообмена. Исследования последних 20-25 лет показали, что скорость массообмена существенно возрастает в условиях межфазной неустойчивости.

Одним из видов межфазной неустойчивости, способствующей интенсификации массообмена, является спонтанная межфазная конвекция (СМК), обусловленная градиентами межфазного натяжения, связанными с неравномерным распределением концентрации по межфазной поверхности, что приводит к возникновению касательных напряжений на поверхности и появлению гидродинамических течений в приповерхностных слоях контактирующих фаз.

Турбулизация приповерхностных слоев в системах жидкость-жидкость приводит к более быстрому обновлению поверхности и возрастанию скорости массопереноса.

По данным последних исследований, скорость массопереноса при экстракции в условиях СМК увеличивается в 2-f-10 раз по сравнению о диффузионно-конвективным массообменом. Основное внимание исследователей в теоретических и экспериментальных работах уделялось выявлению условий возникновения СМК, а также влиянию сформировавшегося конвективного движения в приповерхностных областях на интенсивность СМК.

В большинстве своем эти исследования относятся к рассмотрению процесса массопереноса одного компонента. Однако на практике очень часто в экстракционных процессах участвуют одновременно два или несколько компонентов.

Розеном A.M. и Крыловым B.C. /ШТ.- 1984.- № 2/ установлено, что в условиях диффузионно-конвективного массообмена в многокомпонентных системах потоки переносимых компонентов взаимозависимы. Кинетика же процесса массопереноса в многокомпонентных системах, проходящего в условиях спонтанной межфазной конвекции, практически не изучена. Не разработаны методики исследования многокомпонентной массопередачи в условиях СМК, отсутствуют обоснованные экспериментом кинетические зависимости, свидетельствующие о взаимном влиянии переносимых компонентов, участвующих в процессе массообмена в условиях СМК. Нет уравнений, отражающих связь скорости массопереноса каждого компонента с кинетическими характеристиками дру-

гих сопутствующих компонентов с учетом влияния на них межфазной конвекции.

В связи с этим, исследования кинетики массопереноса одновременно двух компонентов в условиях СМК являются безусловно актуальными .

Работа выполнена в соответствии с координационными планами научно-исследовательских работ, общесоюзной научно-технической программой по средствам защиты растений и животных (0.10.02) "Создать и освоить производство эффективных химических и биологических средств защиты растений и животных, безопасных для человека и окружающей среды, разработать и внедрить интегральные системы их применения в сельском хозяйстве"; заказ-нарядом 0-11868810418 "Исследования по изысканию способов интенсификации физико-механических процессов в технологии производства гербицидов"; гос.заказом 007-П-88-90 "Поиск инженерных решений по интенсификации процессов и технологий получения гербицидов".

Цель работы. Исследование кинетических закономерностей совместного массопереноса двух компонентов в условиях спонтанной межфазной конвекции через плоскуо межфазную поверхность и сферическую (из дисперсной фазы в сплошную). Разработка методов оценки взаимовлияния диффузионных потоков при массопереносе двух компонентов в условиях спонтанной межфазной конвекции.

Задачи исследования.

1. Исследовать влияние диффузионного потока одного компонента на диффузионный поток другого компонента при их совместном массопереносе в условиях СМК через плоскую и сферическую межфазную поверхность.

2. Выяснить природу взаимодействия компонентов и получить метод оценки кинетических характеристик процесса совместного массопереноса с учетом эффектов взаимодействия компонентов в условиях СМК.

3. Исследовать взаимовлияние диффузионных потоков переносимых компонентов в условиях СМК в экстракционных лабораторных, опытно-промышленных и промышленных колонных аппаратах.

Научная новизна.

- Впервые созданы методики экспериментальных исследований кинетики массопереноса в условиях СМК в четырехкомпонентных системах через плоскую мекфазную поверхность, из единичной движущейся капли и в условиях стесненного движения капель в лабораторных и полупромышленных экстракционных колоннах.

- Впервые проведены систематические экспериментальные исследования кинетических закономерностей процесса совместного массопереноса двух компонентов в условиях СМК.

- Получены уравнения, пригодные для количественной оценки взаимовлияния диффузионных потоков в процессе совместного массопереноса двух компонентов в условиях СМК.

Практическая ценность. Результаты экспериментальных исследований кинетических закономерностей совместного массопереноса двух компонентов в условиях СМК в экстракционных системах с плоской и сферической границей раздела фаз позволяют сформулировать необходимые требования к технологическим параметрам, приводящим к возникновению межфазной неустойчивости и соответствующим ей эффектам взаимодействия потоков переносимых компонентов, ускоряющим или замедляющим массоперенос компонентов.

Уравнения позволяют по физико-химическим параметрам экстракционной системы сделать оценки скорости совместного массопереноса компонентов и, соответственно этому, выбрать условия проведения процесса.

Основные выводы диссертации и предложенный метод оценки скорости совместного массопереноса в условиях СМК по кинетическим характеристикам индивидуального переноса компонентов, участвующих в массообмене, могут быть использованы научными и проектными организациями при разработке технологических процессов массообмена и расчете массообменной аппаратуры.

Реализация работы в промышленности. Результаты проведенных исследований были использованы при разработке технологии двухступенчатой экстракционной очистки технического 2,4-дихлорфенола от изомеров в производстве гербицидного препарата "2,4-Д" на Уфимском ПО "Хим-пром". Внедрение данной разработки позволило довести качество препарата "2,4-Д" до уровня лучших мировых образцов по биологическим и экологическим свойствам.

Автор защищает: 1. Результаты исследования кинетических закономерно тей совместного маосопереноса двух компонентов в условиях СМК при однонаправленном, встречном их переносе в экстракционных системах с плоской и сферической границей раздела фаз.

2. Метод оценки скорости массообмена переносимых компонентов с использованием полученных уравнений для определения параметров СМИ при их индивидуальном массопереносе и уравнений, учитывающих эффекты взаимодействия переносимых компонентов.

3. Результаты исследований кинетических закономерностей процесса совместного маосопереноса двух компонентов, осуществляемого в колонном гравитационном экстракторе.

4. Результаты лабораторных и промышленных исследований по экстракционной очистке технического 2,4-дихлорфенола от изомеров в производстве гербицида "2,4-Д".

Апробация работы. Основные результаты, изложенные в диссертации, были представлены на У1 Всесоюзной конференции по моделированию химических и нефтехимических процессов и реакторов "Химреактор-6" (Дзержинск, 1977 г.); на республиканских научно-технических конференциях "Актуальные проблемы нефтехимии" (Уфа, 1985 г.); "Пути повь шения эффективности разработок ХСЗР" (Уфа, 1986 г.); "Пути ускореш научных разработок химических средств защиты растений" (Уфа, 1987 I Всесоюзном научно-техническом совещании "Повышение эффективности и надежности машин и аппаратов в основной химии - Химтехника-86" (Сумы, 1986 г.); Всесоюзной конференции по жидкостной экстракции (Красноярск, 1987 г.); Всесоюзной конференции молодых ученых по экстракции (Донецк, 1990 г.); Международной конференции по жидкостной экстракции (Япония, Киото, 1990 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано И научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, библиографии из 175 наименований и приложений. Работа изложена на 108 страницах машинописного текста, содержит 44 рисунков и 20 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, формулируется цель исследования, кратко излагается содержание глав диссертации.

В первой главе дан обзор литературы, содержащей исследования межфазной неустойчивости, условий её возникновения и методы обнаружения, изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований кинетики массопередачи в условиях спонтанной межфазной конвекции одного компонента, проведен анализ существующих моделей мао-сопереноса для различных гидродинамических условий, некоторые результаты исследований по многокомпонентному массообмену и поставлены задачи, требующие решения для успешного использования явления спонтанной межфазной конвекции в процессах многокомпонентной жидкостной экстракции.

Во второй главе проведено обоснование объектов исследования, описаны методики экспериментов и методы обработки полученных экспериментальных данных.

Рассмотрен имеющий важное практическое значение случай одновременного массопереноса двух компонентов в условиях гидродинамической неустойчивости межфазной поверхности в экстракционных системах с различной гидродинамикой контактирующих фаз, а именно: в системах с плоской межфазной поверхность© (с гидродинамикой, типичной для пленочных течений), а также в системах со сферической межфазной поверхностью (с гидродинамикой, типичной для случая диспергирования отдающей фазы). Для исследования кинетических закономерностей совместного массопереноса в условиях спонтанной межфазной конвекции выбраны экстракционные системы, широко распространенные в лабораторной практике и химической технологии. В качестве переносимых компонентов использованы различные по своим поверхностно-активным свойствам вещества: слабые, сильные поверхностно-активные и инактивные вещества. Характеристики исследованных экстракционных систем представлены в таблице.

Исследования кинетики совместного массопереноса двух компонентов, как одностороннего, так и встречного, через плоскую границу раздела фаз проводились по известной методике в стеклянной цилиндрической термостатированной диффузионной ячейке при одновременном перемешивании обеих фаз двухлопастной двухъярусной мешалкой с прямоугольными лопастями.

Исследования кинетики массопереноса из единичной капли проводились с использованием термостатированной стеклянной колонны со сплошной фазой и подвижного капилляра, на котором образовывалась капля дисперсной (отдающей) фазы.

Таблица

;сследованные экстракционные системы ----г_

т

т

Фаза 1

Фаза 2

| , £

•/О

!н-с/м£}н.с/м2

кГ/м"

5*

кГ/м'

» I

Экстрагируемые вещества

Интервалы изменения

с0<! с02! кР! 4-4сг

км»ль |кмоль „з I .3

Тетрахлор-этилен

Вода

0.67 0,9579 1619

997

кислота Фенол

Тетрахлор-углерод

Вода

0,969 0.9579 1595.4 997

8 1 9 ! 10

0,098+ 16. 1+

+1,55

0,0182+ 2.35+

~г.з7б ~ +0,3

L 2.0 об

Н/м

27^-10 354-5

арезол

0,05

0,132 42,0

1(№ водный Пропионовая 2.56 1,25 21.„5

Бензол раствор йо- 0.65 1,002 879 998 кислота

дида калия Йод 0,05 1,07 34,0

10% водный •

Тетрахлор- раствор йо- 0,969 1,002 1595,4 998 углерод дида калия

Уксусная 0,094* кислота +0,478

110+

26+22

Иод

0,0165-; +0, 021

гЮО 5,2 45,0

1

00 I

Кродолжение табл.1.

1 Г "~2 ' 1 3 1 1 4 1 1 5 1 К 1-----7 1 8 ! 9 1 10 I 11

Масляная 0,058+ 1+1,5 40,4-

Тетрахлов- кислота +0,546 +24,;

Вода 0,9579 0,969 997 1595,4 0,0445+ +0,063

углетюд «енол - 0.425 40,5

Тетрахлор- Уксусная 2,0 32 22,5

Вода 0,969 0 ,9579 1595,4 997 кислота

углерод Кюезол 0, ,оь 7.57 42,0

10% водный Пропионовая 2.6 0, 1,25 0.9Ы4 21. Ь .'54,0

бензол раствор йо-дида калия 0.65 1.002 879 998 кислота Под , 0э

Пропионовал 0,52+ г 1и лг,

Тмпвгппп кислота - Ю+ь,Ь4«+10

Вола ¿етвахлор- 0 э579 0 87 997 1619.0 .. „

этилен ■„,,„„ 0.061+ 0,425+ к

иенол +0.52 " +0.7 40•5

Исследования массопереноса из группы капель проводились в колонне с ситчатыми тарелками на лабораторной стендовой установке.

Экспериментальные данные представлялись в виде изменения текущей концентрации каждого иа переносимых компонентов в отдающей фазе во времени. Мгновенное значение коэффициента массопередачи для I -ого компонента определялось методом графического дифференцирования экспериментальных кинетических С-кривых, используя уравнение

К „сксп/лн/(с,гса1/к?)-$ (1)

где ( С^/КР) =д С^ - концентрационная движущая сила

процесса массопереноса.

Найденные по уравнению (1) коэффициенты массопередачи ( графически представлялись в виде зависимости = (дС;), которая аппроксимировалась прямой ломаной линией с характерной точкой излома, соответствующей вполне определенной для каждой экстракционной системы "критической" величине концентрационной движущей силыдС^ Величина &Сц<р характеризует момент возникновения (прекращения) спонтанной межфазной конвекции и делит процесс массопереноса на два режима: режим СМК íйC¿ >йСс«р) и диффузионный режим ( й £<• £ ^.¿Ссхр), и является количественной оценкой условия возникновения режима СМК.

Исходя из графической интерпретации зависимости Ки£=/(аС;.) получено уравнение для мгновенного значения коэффициента массопередачи в режиме СМК

Интенсивность СМК качественно оценивалась по наклону участка прямой ломаной линии зависимости Км;. = (д ), соответствующего режиму СМК. Для количественной оценки интенсивности СМК определялась величина К^ = Для определения степени извлечения I -ого компонента из капли за период её образования (концевого эффекта) проводилась линеаризация экспериментальных С-кривых. Для идентификации режимов массопереноса использовался трассерный метод и метод с добавлением в исследованную экстракционную систему сильных поверхност! активных веществ.

В третьей главе рассмотрен вопрос о природе и количественных закономерностях взаимодействия между компонентами, участвующими в конвективно-диффузионном массопереносе в условиях межфазной нестабильности, выработаны представления о физической сущности эффектов диффузионного и гидродинамического взаимодействия и их влиянии на кинетику массопередачи. Для этого использован метод исследования массо-передачи в жидких смесях, предложений Розеном A.M. и Крыловым B.C. /ТОХТ.- 1984,- Т.18.- № 2/, содержащих микро- и макрокомпоненты (т.е. компоненты с концентрациями, различающимися на несколько порядков) , который позволил получить в аналитическом виде выражения для массовых потоков с учетом влияния транспортных свойств макрокомпонента (компонент 1) на скорость переноса микрокомпонента (компонент 2).

/г=кмгдсг+

(3)

(4)

где индивидуальные коэффициенты массопередачи переносимых

компонентов ( I =1, 2); дС^ - концентрационная движущая сила процесса индивидуального массопереноса компонентов ( =1, 2); С;,С3- концентрации компонентов и среды;

коэффициенты взаимной диффузии компонентов в соответствующих бинарных смесях;

эффективный коэффициент диффузии микрокомпонента, осред-.ненный по компонентам 1 и 3.

Режим СМК определен параметрами дСцер и К*= в уравнении (2).

Анализ экспериментальных результатов позволил выделить круг основных параметров, оказывающих решающее влияние на возникновение СЫН и её интенсивность. Используя метод анализа размерностей, получены эмпирические уравнения, позволяющие расчетным способом найти параметры СМК:

где л^/л Сс - градиент межфазного натяжения для С -го компонента;

~ Динамическая вязкость отдающей и принимающей фаз; с-ь .с?, - коэффициенты диффузии I -го компонента в отдающей и принимающей фазах;

площадь, приходящася на одну молекулу поверхностно-активного вещества в поверхностном слое;

Се1~ начальная концентрация ¿ -го компонента;

Де - критерий Рейнольдса; А - коэффициент;

- межфазное натяжение системы в отсутствие переносимых компонентов.

Представлены результаты экспериментальных исследований: 1) влияние массового потока макрокомпонента (слабые ПАВ) на интенсивность СМК и скорость массопереноса микрокомпонента (ПИВ и слабые ПАВ) при их совместном одностороннем и встречном переносе в экстракционных системах с плоской границей раздела фаз; 2) влияние массового потока сопутствующего компонента на интенсивность СМК и скорость массопереноса основного компонента при их совместном массопереносе через плоскую границу раздела баз, когда концентрации переносимых компонентов соизмеримы.

Для анализа результатов эксперимента в работе для ряда систем представлены изотермы межфазного натяжения ¿-С* и зависимости 96 /&С

и д<з от времени массопереноса, поскольку режим СМК определяется величиной возникающего на поверхности контакта фаз градиента межфазного натяжения, зависящего от поверхностной активности переносимых компонентов и их распределения по поверхности. Выполнен расчет диффузионных потоков компонентов по уравнениям (2)*(6), полученным на основе качественной теории и экспериментальных исследований .. Проведено сравнение результатов эксперимента по совместному массопереносу двух компонентов через плоскую границу раздела фаз с полученными расчетами, позволяющее говорить об адекватности представлений о природе эффектов диффузионного и гидродинамического взаимодействия переносимых компонентов экспериментальным данным.

В четвертой главе представлены исследования кинетических закономерностей совместного одностороннего массопереноса двух компонентов из

единичной капли в условиях СМК в экстракционных системах с микро- и макрокомпонентами и в системах с соизмеримыми концентрациями переносимых веществ.

Анализ экспериментальных результатов позволяет говорить об эффектах диффузионного и гидродинамического взаимодействия и их влиянии на макроскопические характеристики массопереноса, проявляющегося через изменения интенсивности СМК и скорости переноса основного исследуемого компонента при изменении массового потока сопутствующего. Так, в системах с микро- и макрокомпонентами показана интенсификация массопереноса микрокомпонентов, по сравнению с его индивидуальным переносом, обусловленная влиянием сопутствующего массопереноса макрокомпонента. Исследованиями массопереноса компонентов с соизмеримыми комцентрациями в условиях СМК из единичной движущейся капли определен круг основных параметров экстракционных систем, оказывающих решающее влияние на эффекты взаимодействия, а именно: соотношение концентрационных уровней переносимых компонентов, их поверхностно-активные свойства, соотношение фазовых сопротивлений массопереносу. Исследования совместного массопереноса компонентов в период образования капли показали, что кроме СМК, причиной высоких значений концевых эффектов могут являться эффекты взаимодействия переносимых компонентов, т.е. скорость переноса основного компонента во время каплеобразования зависит от режима переноса сопутствующего компонента.

По предложенным в третьей главе уравнениям (2)*(6) был выполнен расчет диффузионных потоков для некоторых исследуемых экстракционных систем. Среднее отклонение расчетных значений от экспериментальных позволяет говорить о возможности использования предложенного расчетного способа оценки процесса совместного массопереноса двух компонентов в условиях СМК из единичной капли по параметрам индивидуального переноса компонентов.

В пятой главе представлены результаты исследования влияния эффектов взаимодействия компонентов при их совместном массопереносе в условиях СМК на эффективность лабораторных тарельчатых противоточных экстракционных колонн.

При исследовании в указанных колонных аппаратах массопереноса в системах с микро- и макрокомпонентами, показана интенсификация процесса массообмена микрокомпонента по сравнению с его индивидуаль

ньш переносом, проходящим в диффузионном режиме. То есть, 'для осуществления процесса массопереноса микрокомпонента совместно с макрокомпонентом в режиме СМК потребуется меньшая высота колонного экстрактора для достижения заданной степени его извлечения, что подтверждают рассчитанные по экспериментальным данным величины высоты единиц переноса (ВВП), характеризующие эффективность экстракции. Показано, что при совместной экстракции компонентов, высота единицы переноса микрокомпонента значительно ниже в режиме СМК, чем при экстракции в диффузионном режиме. Результаты исследования показали, что закономерности совместного переноса микро- и макрокомпонентов в условиях СМК, полученные на единичной капле, сохраняют свой характер и в условиях стесненного потока дисперсной Фазы.

Экспериментальные исследования массопереноса компонентов с соизмеримыми концентрациями из коллектива капель в условиях СМК показали, что проявление эффектов взаимодействия переносимых компонентов зависит от соотношения концентрационных уровней компонентов, их поверхностно-активных свойств, соотношения фазовых сопротивлений, т.е. факторов, влияющих на закономерности массопереноса компонентов с соизмеримыми концентрациями из единичной капли.

Приведен расчет диффузионных потоков переносимых компонентов по предложенной методике, учитывающей степень развития СМК на межфазной поверхности, а также эффекты взаимодействия компонентов.

Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными, полученными на стендовой установке, позволяет говорить о возможности использования данной методики расчета для количественной оценки процесса совместного массопереноса двух компонентов в условиях СМК в экстракционной колонне.

В шестой главе приведены результаты исследований процесса экстракционной очистки технического 2,4-дихлорфенола от изомеров в промышленном производстве 2,4—Д1 кислоты на лабораторном и опытно-промышленном экстракторе. На реальной экстракционной системе (тетрахлор-этилен - 15 % водный раствор л/аОН), где осуществляется массопере-нос одновременно нескольких веществ (2,4-ДФ; 2,6-ДХФ), показана возможность использования явления СМК и возникающих при этом эффектов взаимодействия для интенсификации массообмена и разработки схемы технологического процесса очистки.

Показано, что индивиудальный и совместный массоперенос 2,6-ДХФ и 2,4-ДХс? (микро- и макрокомпонентов) проходит в условиях СМК. Используя ранее выявленные закономерности взаимодействия переносимых веществ в условиях СМК в системах с микро- и макрокомпонентами, удалось разработать технологию двухступенчатой экстракционной очистки технического 2,4-ДХФ, позволяющей получить очищенный 2,4-ДХФ с содержанием 2,4-изомера более 98

Результаты лабораторных исследований и работы опытной установки были положены в основу исходных данных для проектирования промышленной установки экстракционной очистки технического 2,4-ДХФ от изомеров производительностью 10 тыс.тонн/год по сухой 2,4-Д кислоте. Технический проект и рабочие чертежи экстракционных колонн выполнены ПКО УПО "Химпром" на основании расчетов, учитывающих влияние СМК и эффектов взаимодействия экстрагируемых компонентов на эффективность экстракторов с помощью выражений (2)-г(6).

Установка производительностью 10 тыс.тонн/год по сухой 2,4-Д кислоте была смонтирована в 1991 году в цехе № 2 УПО "Химпром". В 1991-92 годах были осуществлены опытные испытания, которые показали, что по основным параметрам промышленная установка адекватна лабораторной.

В Ы В 0 Л Ы

1. Экспериментальные исследования кинетических закономерностей совместного массопереноса двух компонентов через плоскую и сферическую межфазную поверхность (из единичной капли), при стесненном движении капель в лабораторном и опытно-промышленном колонном экстракторе показали возможности интенсификации массообмена в промышленных многокомпонентных системах путем использования явления спонтанной межфазной конвекции (СМК).

2. Исследования совместного массопереноса микро- и макрокомпонентов через плоскую и сферическую границу раздела фаз в условиях СМК позволили установить и обнаружить эффекты диффузионного и гидродинамического взаимодействия. Их результаты находятся в согласии с теоретическими выводами о природе взаимодействия компонентов.

3. Установлено, что при совместном одностороннем массопереносе микро- и макрокомпонентов в условиях СМК, инициированной макрокомпонентом, происходит интенсификация переноса микрокомпонента (независимо от его поверхностно-активных свойств) по сравнению с его ин-

дивидуальным переносом, причем, увеличение массового потока макрокомпонента способствует увеличению массового потока микрокомпонента; при совместном встречном массопереносе микро- и макрокомпонентов, перенос первого замедляется, когда микрокомпонент - поверхностно-инактивное вещество, и может как замедляться, так и ускоряться (в зависимости от соотношения фазовых сопротивлений массопереносу), когда микрокомпонент - слабое ПАВ.

4. Установлено, что при совместном массопереносе в условиях СМК двух слабых ПАВ с соизмеримыми концентрациями, эффекты взаимодействия переносимых компонентов зависят от соотношения массовых потоков (от концентрационного уровня компонентов), от поверхностно-активных свойств компонентов, от соотношения фазовых сопротивлений массопереносу.

5. Экспериментальные исследования массопередачи в период образования капли показали, что качественные закономерности совместного массопереноса двух компонентов, полученные для условий свободного движения капли, сохраняются и для периода каплеобразования. Высокие значения "концевого" эффекта возможны при осуществлении процесса в режиме СМК, они зависят от интенсивности СМК каждого переносимого компонента и могут достигать более 50 $ от общего количества переносимого вещества.

6. Получены уравнения, позволяющие рассчитать параметры СМК для каждого переносимого компонента, а также уравнения массопередачи, учитывающие закономерности взаимодействия компонентов в условиях СМК.

7. Разработанный метод оценки на основе справочных данных и результатов лабораторных экспериментов по индивидуальному переносу компонентов с учетом явления СМК, позволяет анализировать кинетику совместного массопереноса в экстракционных аппаратах и находить оптимальный режим экстрагирования.

8. Экспериментальные исследования по совместному массопереносу в лабораторных тарельчатых колонных экстракторах показали, что СМК и возникающие эффекты взаимодействия позволяют в 2-3 раза повысить эффективность экстракционных аппаратов.

9. На примере исследования процесса экстракционной очистки технического 2,4-дихлорфенола от изомеров показана возможность использования явления СМК для интенсификации массообмена в промышленных экстракционных процессах с многокомпонентными смесями.

10. Результаты исследований реализованы в создании новой технологии получения 2,4-Д кислоты высокой степени очистки.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Ермаков A.A., Коныиин Ю.А., Назаров В.И. О кинетических закономерностях массопереноса в условиях спонтанной поверхностной конвекции // У1 Всесоюзная конференция по моделированию химических

и нефтехимических реакторов "Химреактор-6": Тез.докл.- Дзержинск, 1977, Т. 2-А. С. 31-42.

2. Ермаков A.A., Коныиин D.A., Назаров В.И. Уравнение кинетики массопередачи в условиях спонтанной поверхностной конвекции II Ш,- 1977.- Т. 51.- (3 8.- С. 2151.

3. Ермаков A.A., Назаров В.И. Крылов B.C. Исследование кинетики массопереноса инактивного вещества в режиме спонтанной межфазной конвекции слабого ПАВ II Республиканская конференция "Актуальные проблемы нефтехимии": Тез.докл.- Уфа, 1985, С. 103-104.

4. Ермаков A.A., Назаров В.И. Массоперенос двух слабых поверхностно-активных веществ в условиях самопроизвольной межфазной конвекции II Республиканская конференция "Пути повышения активности разработок ХСЗР": Тез.докл.- Уфа.- 1986.- С. 40.

5. Ермаков A.A., Назаров В.й., Крылов B.C. Исследование эффектов диффузионного и гидродинамического взаимодействия при многокомпонентной массопередаче в системах жидкость-жидкость // ЖПХ.- 1986.- № 10.- С. 2337-2343.

6. Назаров В.И., Ермаков A.A. Количественная оценка процесса межфазного обмена через сферическую поверхность в условиях спонтанной межфазной конвекции с учетом эффектов диффузионного и гидродинамического взаимодействия потоков в многокомпонентной системе // Республиканская конференция "Пути ускорения научных разработок химических средств защиты растений": Тез.докл.- Уфа.- 1987.-С. 34-37.

7. Ермаков A.A., Шатохин В.И., Назаров В.И., Максименко М.З. Интенсификация массообмена в экстракторах с Х-образной тарелкой в условиях спонтанной межфазной конвекции // Всесоюзное совещание "Повышение эффективности и надежности машин и аппаратов в основной химии": Тез.докл.- Сумы.- 1986.- Ч. 2.- С. 202-204.

fc. Ермаков A.A., Назаров Б.И., Слинько M.Г. Закономерности многокомпонентной массопередачи в условиях самоорганизованной меж-оазной конвекции.- ДАН СССР.- 1989.- Т.306.- 4.- С.914-918. Назаров В.И., Крмаков А.А. Экстракция поверхностно-активных веществ в многокомпонентных системах в условиях самоорганизованной мекйазной конвекции.- Тез.докл.//Всесоюзная конф.молодых ученых по экстракции.- Донецк.- 1990.- С.87-39.

10. Ermakov A.A., Nazarov V.I., Slinko M.G. Regularities of the

mass-transfer nulticomponent under conditions of selforganized interfacial convection. ISEC-SO.- Kyoto.- Japan.- 19SO. - Abstracts.- P.161.

И. AC СССР, Ki 1685074. "Способ выделения Z,4-дихлорфенола".

Подписано в печать 27.03.97г. Формат 60x84/16. Заказ 1205. Тираж 100 экз.