Спосіб видалення з рідини розчинених в ній твердих речовин

Изобретение относится к способам выделения твердых ве ществ из жидких растворов и может быть использовано на предприятиях химической, фармацевтической, электронной, пищевой, других отраслей промышленности. Выделение из жидкости растворенных в ней твердых веществ в виде кристаллов (кристаллизацию) осуществляют различными способами: вымораживанием растворителя, удалением части растворителя выпариванием или вакуумированием, высаливанием или в результате химической реакции. Наибольшее распространение получили первые два способа. При этом каждый из них требуе т значительных энергозатрат (на создание искусственного холода в первом случае и на выпарку растворителя во втором). Подобным образом можно осуществлять выделение из жидкости и растворенных в ней аморфных веществ. Однако данные способы неприемлемы, например, при выделении канифоли, фоторезиста и краски из органических растворителей, используемых для очистки печатных плат. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является способ выделения из жидкости растворенных в ней твердых ве ществ удалением части растворителя (Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. - М.: Химия, 1987. - С.353). Это приводит к насыщению раствора и выделению из него твердой фазы. Однако данный способ достаточно энергоемок, так как требует подвода значительного количества теплоты на его осуществление, и предполагает сложное аппаратурное оформление. В основу изобретения поставлена задача создания способа выделения из жидкости растворенных в ней твердых веществ, в котором удалением растворителя из раствора путем испарения через диффузионную мембрану обеспечивается низкая энергоемкость процесса и простое аппаратурное оформление, и за счет этого, низкая стоимость выделенного твердого вещества и возможность использования удаленного растворителя. Поставленная задача решается тем, что, согласно настоящему техническому решению, приданном способе выделения из жидкости растворенных в ней твердых ве ществ растворителя осуществляют испарением через диффузионную мембрану из резины на основе силиконового каучука. Отличительными особенностями заявляемого технического решения являются: удаление растворителя испарением через диффузионную мембрану; использование в качестве диффузионной мембраны резины на основе силиконового каучука. При контакте раствора, содержащего твердые вещества , с ди ффузионной мембраной молекулы растворителя, имеющие большую подвижность, сорбируются поверхностью мембраны, проникают через нее посредством молекулярной диффузии и испаряются с ее противоположной стороны. Образовавшиеся пары растворителя конденсируют на охлажденной поверхности и отводят в сборник. В результате удаления части растворителя испарением через диффузионную мембрану происходит концентрированна твердого вещества и его выделение на поверхности мембран. Использование диффузионной, то есть непористой, мембраны исключают забивку пор частицами твердого вещества и ее механическое повреждение. Кроме того, процесс выделения твердого вещества может идти при температуре окружающей среды, то есть переход растворителя через мембрану и его испарение являются самопроизвольным процессом, исключающим непроизводительные затраты энергии. Наконец, силиконовый каучук обладает рядом ценных свойств с точки зрения использования его в качестве диффузионной мембраны, а именно термостойкостью (до 250°С), полной физиологической инертностью, ограниченной растворимостью в большинстве используемых органических растворителей (спирт, толуол, ацетон, уайт-спирит, четыреххлористый углерод и др.), а также обладает низкой адгезией к выделяемым твердым веществам (Миле Р.Н., Льюис Ф.М. Силиконы. - М.: Химия, 1964. - С.7). Технология способа состоит в следующем. Раствор, содержащий твердые вещества, при температуре окружающей среды (или подогретый до 40 - 60°C) подают в мембранный модуль, где происходит удаление части органического растворителя в процессе испарения последнего через диффузионную мембрану из резины на основе силиконового каучука. При этом раствор концентрируется и происходит выделение из него твердого вещества. На фиг.1 изображен аппарат для реализации способа, в случае подачи исходного раствора внутрь трубчатых мембранных элементов; на фиг.2 - то же, в случае подачи исходного раствора снаружи трубчатых мембранных элементов. Пример 1. При подаче исходного раствора внутрь трубчаты х мембранных элементов (фиг.1) в емкость 1 мембранного аппарата, содержащего корпус 2 с охлаждающей рубашкой 3 и патрубком 4, днище 5 и две тр убные решетки 6 и 7 с закрепленными в них тр убчатыми мембранными элементами 8, закрытыми в своей нижней части установленными на поворотном рычаге 9 заглушками 10, заливают 15л трехпроцентного раствора канифоли в органическом растворителе, содержащем 50мас.% этилового спирта и 50мас.% бензина, при температуре 50°C. При контакте раствора с мембранными элементами 8 из резины на основе силиконового каучука марки СКТВ-МЕД происходит испарение растворителя через эти мембраны. Пары растворителя конденсируют на охлаждаемой поверхности корпуса 2 и отводят из аппарата через патрубок 4. После выделения растворителя открывают заглушки 10 и ссыпают оставшуюся вн утри мембранных элементов канифоль. Из 15л исходного раствора получено 300г канифоли. Пример 2. Способ осуществляют по примеру 1, но при подаче исходного раствора снаружи трубчаты х мембранных элементов (фиг.2). В этом случае пары растворителя, прошедшие через мембрану, диффундируют внутрь трубчаты х элементов 8 и поступают в выносной конденсатор 11. После выделения растворителя крышку 12 вместе с заглушенными снизу трубчатыми элементами снимают с аппарата, обеспечивая доступ к выделенному твердому веществу. Из 15л исходного раствора получено 280г канифоли. Пример 3. Способ осуществляют по примеру 1, но в емкость 1 заливают 15л четырехпроцентного раствора алкидной эмали "Хемпролюкс" (Югославия) в растворителе 646 (бутилацетат - 10%, этилцелозольв - 8%, ацетон 7%, бутиловый спирт - 15%, этиловый спирт - 10%, толуол - 50%) и ведут процесс при температуре 40°C. Из 15л исходного раствора выделено 410г эмали. Пример 4. Способ осуществляют по примеру 1, но в емкость 1 заливают 3л мятного эфирного масла, содержащего 16,39мас.% цинеола, 5,61мас.% углеводородов, 21,5%мас.% ментона, 4,29мас.% ментилацетата и 52,21мас.% ментола, и ведут процесс при температуре 40°C. Из 3л исходного раствора выделено 200г ментола. Использование указанного способа, несложного в реализации, обеспечит снижение энергоемкости процесса удаления растворителя из раствора, упростит его аппаратурное оформление, предоставит возможность использования удаленного растворителя и, за счет этого, снизит стоимость выделенного твердого вещества.