تفصل طرق الاستخلاص المخاليط بناءً على الاختلاف في قابلية ذوبان المواد المختلفة في المذيبات غير القابلة للامتزاج. يمكن اعتبار عملية الاستخلاص والتبلور نتيجة لاقتران ‘الاستخلاص’ و‘التبلور’. يمكن تقسيم المبدأ إلى فئتين:
(1) القوة بين المادة المستخرجة والمذيب أكبر من القوة بين المنتج المستهدف والمذيب. يقلل الجمع بين المستخلص والمذيب من ذوبان المنتج المستهدف، والذي يترسب بعد ذلك عن طريق التبلور.
(2) تستخدم تقنية التبلور الذائب الاختلاف في درجات التجمد بين مكونات المادة لتحقيق الفصل والتنقية. من خلال التحكم في إدخال الحرارة وإزالة الحرارة، تتم بلورة المكونات المنفصلة وترسيبها من السائل المنصهر، ثم يتم فصل المكونات المستهدفة وتنقيتها عن طريق الغسل والتعرق وغيرها من العمليات.
الاقتران عملية التبلور الذائب والاستخلاص يجمع بين مزايا كليهما، حيث يتم في البداية فصل المادة المستهدفة من خلال عملية الاستخلاص ثم تنقيتها بشكل أكبر من خلال التبلور الذائب.
وقد استخدم العديد من الباحثين العملية المقترنة بالبلورة الذائبة والاستخلاص لفصل المواد وتنقيتها بنتائج جيدة.
في دراسة عملية البلورة الذائبة المقترنة بالاستخلاص المقترن باستخلاص 2،6-ثنائي ميثيل النفثالين من قطران الفحم، تتضمن العملية عادةً الخطوات التالية:
1. المعالجة المسبقة: تتم المعالجة المسبقة لقطران الفحم عن طريق التقطير التكنولوجي لفصل الجزء الذي يحتوي على 2،6-ثنائي ميثيل النفثالين.
2. الاستخلاص: يتم استخلاص الجزء المعالج مسبقاً باستخدام مستخلص محدد لزيادة تركيز 2،6-ثنائي ميثيل النفثالين. وتنفذ هذه الخطوة عادةً في عمود استخلاص سائل-سائل، حيث يتم فصل المكونات عن طريق الذوبان الانتقائي للمذيب.
3. التقطير بالتفريغ: يخضع المحلول المستخلص للتقطير الفراغي لزيادة إثراء 2،6-ثنائي ميثيل النفثالين وإزالة بعض الشوائب منخفضة الغليان.
4. التبلور الذائب: يخضع المحلول المخصب للتبلور الذائب في ظروف محكومة مستفيداً من الاختلاف في درجات الذوبان بين 2،6-ثنائي ميثيل النفثالين والمكونات الأخرى للتبلور.
5. الفصل والغسيل: يتم فصل المادة الصلبة المتبلورة عن طريق الترشيح أو الطرد المركزي ويتم غسل البلورات لإزالة الشوائب.
6. التكرير: يمكن أن تخضع البلورات المغسولة لعملية أو أكثر من عمليات إعادة البلورة لتحسين نقاوتها.
8. التجفيف: أخيرًا، يتم تجفيف البلورات لإزالة المذيب المتبقي أو السائل الأم للحصول على منتج عالي النقاء 2،6-ثنائي ميثيل النفثالين.
يجب تحسين ظروف العملية المحددة، مثل درجة الحرارة والضغط ونوع المذيب ووقت التشغيل وما إلى ذلك، وفقًا للحالة الفعلية. وفي الممارسة العملية، يمكن أيضًا تضمين بعض الخطوات الخاصة، مثل استخدام عوامل التعقيد لتحسين كفاءة فصل 2،6-ثنائي ميثيل النفثالين، أو استخدام تقنية الفصل الغشائي لزيادة تنقية المنتج.
في دراسة أجراها بان وآخرون في عام 2019، قام الباحثون أولًا بإثراء جزء قطران الفحم للحصول على 2,6-ثنائي ميثيل النفثالين بمحتوى 11.56% عن طريق التقطير بالتفريغ، ثم أزالوا الشوائب الأيزومرية الأخرى الموجودة فيه عن طريق التبلور الذائب. وفي نهاية المطاف، استخلصوا ثنائي ميثيل النفثالين بدرجة نقاء 62.64% وعائد 68.12%. وتوضح هذه العملية كيف يمكن استخلاص 2،6-ثنائي ميثيل النفثالين وتنقيته بكفاءة من قطران الفحم عن طريق الجمع بين تقنيتي التقطير الفراغي والبلورة الذائبة.
يمكن فصل الفينازين، وهو منتج ثانوي قيّم في إنتاج 4-أمين ثنائي الفينيلامين، وتنقيته بكفاءة من خلال عملية بلورة ذائبة مقترنة بالاستخلاص. وفيما يلي مخطط عملية محددة:
1. الاستخلاص: أولاً، يتم أولاً تمرير مجرى نفايات إنتاج 4-أمين ثنائي الفينيل أمين من خلال عملية الاستخراج باستخدام مستخلص مناسب لإثراء الفينازين. والغرض من هذه الخطوة هو زيادة تركيز الفينازين بحيث يمكن فصله وتنقيته بسهولة فيما بعد.
2. التبلور الذائب: يتم بلورة المحلول المستخلص في درجة حرارة مضبوطة. نظرًا لأن درجة انصهار الفينازين تختلف عن درجة انصهار المكونات الأخرى، يتم بلورة الفينازين بشكل تفضيلي عن طريق التبريد البطيء.
3. الفصل: يتم فصل الفينازين المتبلور من المحلول عن طريق الترشيح أو الطرد المركزي.
4. الغسل: يتم غسل الفينازين المتبلور لإزالة الشوائب.
5. التجفيف: يتم تجفيف بلورات الفينازين المغسولة تحت ظروف مضبوطة لإزالة المذيبات المتبقية.
6- التنقية: قد تكون هناك حاجة إلى مزيد من خطوات التبلور لتحسين نقاء الفينازين.
في دراسة أجراها لي وآخرون في عام 2015، تم فصل الفينازين الخام من مجرى النفايات عن طريق التبلور الذائب، ثم تم استخلاص الشوائب الموجودة في الفينازين الخام عن طريق الاستخلاص، وأخيرًا يمكن الحصول على الفينازين بنقاوة تصل إلى 99.5% عن طريق إعادة التبلور مع عائد يبلغ حوالي 85%، ويظهر تدفق العملية في الشكل التالي. لا تعمل هذه الطريقة على تحسين نقاء الفينازين وعائده فحسب، بل تقلل أيضًا من التلوث البيئي وتكاليف الإنتاج.
تحقق عملية البلورة الذائبة المقترنة بالاستخلاص، من خلال الجمع بين تقنيتي فصل مختلفتين، الاستعادة والتنقية الفعالة للفينازين من تيار نفايات إنتاج 4-أمين ثنائي الفينيلامين، وهو أمر ذو قيمة كبيرة للتطبيقات الصناعية.
لا تتمتع عملية التبلور والاستخلاص الذائب المقترنة بمزايا الاستهلاك المنخفض للطاقة ودورة التشغيل القصيرة والتلوث المنخفض لعملية الاستخلاص فحسب، بل تتميز أيضًا بمزايا معامل الفصل العالي للتبلور الذائب. تعمل العملية المقترنة على تبسيط تدفق العملية وتحسين تأثير الفصل. تمتلك DODGEN التكنولوجيا المتقدمة للتبلور الذائب والاستخلاص، ويمكنها تخصيص حلول معقولة للعملاء لتحقيق تأثير الفصل المثالي.
