化工单元操作 项目七：萃取及设备操作 萃取设备及选择.ppt

承德石油高等专科学校 萃取技术 ---萃取设备及选择 萃取设备 1. 混合-澄清槽 厢式混合-澄清槽：由混合器和澄清器两部分组成。原料液和萃取剂进入混合器后经搅拌而密切接触传质，然后流入澄清器两液相在此借重力分为轻和重两液层，使萃取相和萃余相得以分别流出。 混合器大多应用机械搅拌，有时也可将压缩空气通入器底进行气流式搅拌。 根据生产需要可以将多个混合-澄清槽串连起来组成多级错流或逆流萃取流程。 萃取设备 1. 混合-澄清槽 优点:（1）处理量大，传质效率高； （2）两液相流量比范围大； （3）设备结构简单，运转稳定可靠，适 应性强； （4）易实现多级连续操作，便于调节级数。 缺点：（1）水平排列的设备占地面积大； （2）萃取剂存留量大； （3）设备费和操作费都较高。 萃取设备 2. 塔式萃取设备 两液相靠重力做逆流流动而不输入机械能的萃取塔，机构简单，应用于界面张力不大、要求的理论级数不多的场合。主要类型有喷洒塔、筛板塔和填料塔三种。 以重液1为连续相，分两路由塔顶进入、而由塔底流出；轻液经塔底喷洒器分散成雾滴后，在连续相内浮生、到达塔顶、并聚成轻液层后流出。 （1）喷洒塔 喷洒萃取塔 1—重相；2—轻相 萃取设备 2. 塔式萃取设备 （1）喷洒塔 喷洒萃取塔 1—重相；2—轻相 优点：无任何内件，阻力小，结构简单，投资费用 少，易维护。 缺点：（1）两相很难均匀分布，轴向返混严重； （2）分散相在塔内只有一次分散，无凝聚 和再分散作用，因此提供的理论级数不超过 1~2级，分散相液滴在运动中一旦合并很难再 分散，导致沉降或浮生速度加大，相际接触面 积时间较少，传质效率差。 （3）分散相液滴在缓慢的运动中表面更新 慢，液滴内部湍动程度低,传质系数小。 一般用作水洗、中和与处理悬浮物系 。 萃取设备 2. 塔式萃取设备 （2）填料萃取塔 常用的填料为拉西环和弧鞍。 支撑板可用栅板或多孔板。 连续相（重液）充满整个塔中，分散相（轻液）以液滴状通过连续相。 特点：填料萃取塔结构简单，造价低廉，操作方便。 一般在工艺要求的理论级小于3、处理量较小 时，可考虑采用填料萃取塔。适宜处理腐蚀性 物料。 萃取设备 2. 塔式萃取设备 （3）筛板萃取塔 例：以轻液作为分散相的筛板萃取塔。 轻液通过筛孔而被分散；液滴浮升到上一层筛板之下，合并聚集成轻液层，又通过上一层的筛板面分散。这样，轻液每经过一次筛板，就被分散和合并各一次，直到塔顶聚集成轻液层后流出。 作为连续相的重液则在筛板之上流过，与轻液滴进行传质，然后沿溢流管流到下一层筛板。 特点：轴向返混少，液滴表面更新快，效率较高。 结构简单，造价低廉，可处理腐蚀性料液，应用较广。 萃取设备 2. 塔式萃取设备 对于两液相界面张力较大的物系（液滴过多聚结），为改善塔内的传质状况，需要从外部输入机械能量来产生较大的传质面积，并进行表面更新。 输入能量的常用方式有转动式和脉冲(或振动)式两种： 转动式：转盘塔和搅拌填料塔； 脉冲式：脉冲筛板塔、脉冲填料塔等 萃取设备 2. 塔式萃取设备 （4）脉冲筛板塔 塔底设置脉冲发生器，将脉冲输入塔内，使轻重液在塔内的流动同时叠加着上下脉动。 脉冲的输入较常用的两种方法是： 1. 直接将发生脉冲的往复泵连接在轻液入口管中； 2. 使往复泵发生的脉冲通过一层隔膜输入轻液入口管内。 特点：结构简单，传质效率高，但生产能力一般有所下降。 萃取设备 2. 塔式萃取设备 （5）转盘萃取塔 转盘萃取塔：水平圆形转盘、固定环。 转盘：使两液相随着转盘一起转动。一方面使连续相产生漩涡运动，另一方面也促使分散相的滴液变形、破裂及合并，故能提高传质系数，更新及增大相界面积。 固定环：抑制轴向返混，使漩涡运动大致限制在固定环之间。 转盘和固定环都较薄而滑，可防止乳化现象，有利于轻重液的分离。 特点：结构简单，传质效率高，生产能力大，因而在石油化工中应用较广 萃