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PAGE IV
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附件2.9
萃取操作单元
机械化、自动化设计指导方案(试行)
目录
TOC \o 1-3 \h \z \u 1 萃取体系 1
2 萃取分类 1
2.1 萃取釜 1
2.2筛板萃取塔 2
2.3填料萃取塔 2
2.4转盘萃取塔 2
2.5脉冲筛板萃取塔 3
2.6离心萃取器 3
3 萃取操作方式 3
3.1间歇操作 3
3.2连续操作 3
4 机械化、自动化操作要求 4
4.1间歇操作 4
4.1.1进料 4
4.1.2出料 5
4.1.3萃取过程 5
4.2连续操作 6
4.2.1 液体进料 6
4.2.2出料 7
4.2.3萃取过程 7
4.3其他 8
5 集中控制的要求 8
6 典型萃取单元设计方案 8
6.1工艺简述 8
6.2萃取单元间歇操作的机械化和自动化实施方案 8
6.2.1进料 9
6.2.2萃取过程 9
6.2.3出料 9
1萃取体系
萃取,包括液液萃取和固液萃取。
液液萃取又称溶剂萃取,是分离液体混合物的一种方法。它是利用混合液中各组分在不完全互溶的两个液相之间不同的分配关系(即溶解度的差异),通过相际间物质传递达到分离、富集及纯化的操作过程。
固液萃取又称浸取,是分离固体混合物的操作。将固体浸在选定的溶剂中,利用固体中各组分在溶剂中的不同溶解度,使易溶的组分溶解为溶液,即可与固体残渣分离。
萃取至少涉及三个组分,即待分离的两个组分和溶剂。若待分离的原料中含两个以上组分,溶剂也可能采用两种互不相溶的双溶剂,成为多组元体系。
2萃取分类
萃取操作按原料与萃取剂的接触方式可分为逐级接触式和连续接触式。其中,逐级接触式又分为单级萃取、多级错流萃取和多级逆流萃取。由于液液两相间密度差小,界面张力不大,为提高萃取效率,通常还要增加产生分散相的动力,如搅拌、脉冲、振动等。常用的萃取设备有萃取釜、萃取塔、离心萃取器等。
2.1 萃取釜
萃取釜主要用于逐级接触式的间歇操作。原料和萃取剂两相在釜内充分混合,传质过程接近平衡后静置澄清,通过重力实现两相的分离。为了加大相际接触面积并提高传质速率,釜内通常安装搅拌装置。萃取釜传质效率高,运转稳定可靠,广泛应用于精细化工间歇式生产。
2.2筛板萃取塔
筛板萃取塔是一种逐级接触式的连续操作萃取设备,塔体内装有若干层筛板。如果选择轻相为分散相,则其通过塔板上的筛孔并分散成小液滴,重相自上一层筛板的溢流管中流下,沿着水平方向流过筛板上方,与分散相液滴群进行传质,然后又沿着溢流管流向下一层筛板。如果选择重相为分散相,则应使轻相通过升液管进入上层塔板。筛板萃取塔结构简单,处理量大,在许多萃取过程中得到广泛应用,如芳烃提取等。
2.3填料萃取塔
填料萃取塔是一种连续逆流萃取设备,塔内装填了适当的填料。为了减少沟流现象,对于比较高的填料塔通常隔一定距离安装一个液体再分布器。萃取操作时,连续相充满整个塔中,分散相以液滴状通过连续相。填料塔结构简单,操作方便,当工艺要求小于三个萃取理论级时,可选用填料塔。
2.4转盘萃取塔
转盘萃取塔在塔内沿垂直方向等距离地安装了若干固定圆环。在塔中央的转轴上安装着旋转圆盘,其位置介于相邻的两个固定圆环之间。两相借快速旋转的圆盘的剪切力作用而获得良好的分散。固定环在一定程度上抑制了轴向返混,并使纵转盘上甩向塔壁的液体返回,在每个萃取塔段内形成循环。两相充分混合和进行传质后,由于重力差而实现逆流流动。转盘萃取塔结构比较简单,可以提供较缓和和均匀的搅拌,因而在石油炼制和化学工业中得到广泛应用,如润滑油糠醛精制、丙烷脱沥青、芳烃抽提和己内酰胺的精制等。
2.5脉冲筛板萃取塔
脉冲筛板萃取塔是指由于外力作用使液体在塔内产生脉冲运动的筛板塔。操作时,轻、重液体皆穿过筛板而逆向流动,分散相在筛板之间不凝聚分层。使液体产生脉冲运动的方法通常分机械脉冲发生器和空气脉冲发生器两类。由于脉冲发生器可以远离萃取塔体,工作可靠,在处理腐蚀性和放射性溶液时,脉冲筛板塔相比其他机械搅拌有明显的优点,因此广泛应用于核化工和其他领域。
2.6离心萃取器
离心萃取器是利用离心力使两相快速充分混合并快速分相的萃取装置,可间歇操作,也可连续操作。常见的离心萃取器有转筒式离心萃取器、卢威式离心萃取器、波德式离心萃取器等。离心萃取器结构紧凑、生产强度高、物料停留时间短、分离效果好,特别适用于轻重两相密度差很小、难于分离、易产生乳化的场合。目前已广泛应用于制药、香料、染料、废水处理、核燃料处理等领域。
3萃取操作方式
萃取操作方式一般可分为间歇操作和连续操作。
3.1间歇操作
间歇萃取操作通常包含混合、分
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