專利名稱：產(chǎn)品回流的萃取塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)品回流以提高操作穩(wěn)定性的萃取塔，屬于用于化工萃取單元操作過 程萃取塔的改進(jìn)，特別是涉及產(chǎn)品回流的萃取塔。技術(shù)背景液液萃取是目前工業(yè)上廣泛應(yīng)用于石化、制藥、冶金等行業(yè)重要的操作環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的 工業(yè)液液萃取塔大致如圖l所示，由于受市場(chǎng)條件以及原料供應(yīng)等因素的影響，設(shè)備的運(yùn) 行往往不是在最優(yōu)操作點(diǎn)，而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于一般萃取塔，設(shè)備的分離效率隨液液兩相的 流速變化而變化，當(dāng)分散相流速提高時(shí)，設(shè)備的分離效率提高，圖2給出了在一定的連續(xù) 相流速下，采用填料塔的油水兩相萃取過程中傳質(zhì)單元高度隨分散相流速的變化曲線，可 以看出當(dāng)分散相流速為0.630cm/s時(shí)，傳質(zhì)單元高度為0.84m，當(dāng)分散相流速降為0.315cm/s 時(shí)，傳質(zhì)單元高度為1.64m。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，往往以正常操作條件下的傳質(zhì)單元高度 進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此當(dāng)原料供應(yīng)不足時(shí)，常常是設(shè)備分離效率亦非常降低，使得萃取過程的產(chǎn) 品純度達(dá)不到要求，操作穩(wěn)定性較差。因此，如何在操作條件如液液兩相流率經(jīng)常變化的 情況下，通過改進(jìn)萃取塔結(jié)構(gòu)，從而提高產(chǎn)品純度及操作穩(wěn)定性是一個(gè)重要的研究方向。發(fā)明內(nèi)容為了克服傳統(tǒng)液液萃取塔由于操作條件變化而導(dǎo)致的產(chǎn)品純度不高，操作穩(wěn)定性較差 等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種產(chǎn)品回流以提高操作穩(wěn)定性的萃取塔，該萃取塔在與傳統(tǒng)萃取 塔一樣的操作條件下，通過增加回流流股以調(diào)節(jié)萃取塔中分散相的流速，使萃取塔內(nèi)分散 相流速保持穩(wěn)定并始終在效率較高點(diǎn)操作，從而提高產(chǎn)品純度及操作穩(wěn)定性。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的產(chǎn)品回流的萃取塔，分散相與連續(xù)相逆流接觸發(fā)生傳質(zhì)，萃取產(chǎn)品從塔頂或 塔底排出，萃取相從塔底或塔頂排出；其特征是產(chǎn)品排出后，分為兩條支路，其一為產(chǎn)品 支路，流向產(chǎn)品后處理工段，其二為回流支路，流向油相原料進(jìn)口管路，與油相原料液混 合均勻后一起重新進(jìn)入塔內(nèi)。
所述的回流支路的流量通過閥門控制，并隨原料液流量的變化而變化，保持二者的流 量之和為定值。上述回流支路的流量通過閥門控制，并隨原料液流量的變化而變化，保持二者的流量 之和為定值，從而塔內(nèi)分散相流速為定值，并且使該分散相流速能夠保證萃取塔的操作位 于效率較高點(diǎn)。由于效率較高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分散相流速隨萃取物系和操作條件的不同而不同，因此回流支路的流量與原料液的流量之和也隨之而變。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用該產(chǎn)品回流以提高操作穩(wěn)定性的萃取塔，通過引入萃取產(chǎn)品 回流支路，在不同的分散相進(jìn)料流量下，進(jìn)入塔內(nèi)的分散相流速穩(wěn)定且處于其效率最高點(diǎn)， 從而保證塔內(nèi)分散相流速一定，大大減輕傳統(tǒng)工藝流程由于原料液流量的變化帶來的操作 不穩(wěn)定、萃取效率低等缺點(diǎn)；另外，引入回流流股后，降低了分散相初始濃度，可進(jìn)一步 提高萃取產(chǎn)品純度。


圖l:傳統(tǒng)液液萃取塔；圖2:規(guī)整填料萃取塔中，當(dāng)連續(xù)相流速為0.786cm/s時(shí)，表觀傳質(zhì)單元高度隨分散相流速 的變化規(guī)律；圖3:本發(fā)明中用于提高萃取過程操作穩(wěn)定性的萃取塔。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明現(xiàn)以油相為分散相，水相為連續(xù)相，待萃取物為油相為例，采用塔直徑為150mm、填 料段高度1200mm的填料萃取塔，對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)說明，如圖3所示，塔體從塔頂?shù)剿滓来螢槌吻宥危瑑?nèi)設(shè)輕相出口2;重相入口3;萃取段l，內(nèi)設(shè)若干塊規(guī)整填料；沉降 段，內(nèi)設(shè)輕相分布器4和放液口 5，分布器采用碰淋頭式壓力型，放液口位于塔底。輕相 進(jìn)口管路通過磁力驅(qū)動(dòng)離心泵與油相儲(chǔ)罐相連，重相進(jìn)口管路直接與自來水管相連。本發(fā)明提出的一種產(chǎn)品回流以提高操作穩(wěn)定性的萃取塔，如果待分離物為油相，則萃 取產(chǎn)品從塔頂排出，萃取相從塔底排出；如果待分離物為水相，則萃取產(chǎn)品從塔底排出， 萃取相從塔頂排出。我們對(duì)傳統(tǒng)萃取塔和改進(jìn)的萃取塔分別進(jìn)行了萃取實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)均采用水萃取煤油(含 30%磷酸三丁酯)中的醋酸。傳統(tǒng)萃取塔過程如下在常溫下將自來水通過進(jìn)口管路ll從
規(guī)整填料萃取塔塔頂由水相分布器3打入塔內(nèi)，并使水相液面略低于輕相出口，然后用油 泵將油相從油相儲(chǔ)罐通過管路9，并通過油相分布器4打入塔內(nèi)，水相和油相在塔內(nèi)逆向 流動(dòng)，在萃取段進(jìn)行兩相傳質(zhì)，其中水相為連續(xù)相，油相為分散相。油相液滴在塔頂部澄 清段聚集并通過油相收集器2、出口管路10排出。醋酸通過蠕動(dòng)泵打入煤油-醋酸混合器， 混合器中裝有填料，可以使排出的煤油與補(bǔ)充的醋酸混合均勻，并通過管路打循環(huán)，使二 者更加均勻的混合。水相經(jīng)由塔底部沉降段從出口5排出。通過分析油水兩相的進(jìn)出口濃 度定量計(jì)算萃取效率。改進(jìn)的萃取塔在傳統(tǒng)萃取塔的基礎(chǔ)上，當(dāng)油相從出口管路10排出后，分為兩個(gè)支路， 一個(gè)支路為油相產(chǎn)品7，流入油相儲(chǔ)罐，另一個(gè)支路為回流支路6，通過閥門8控制回流 流量，并與進(jìn)口油相管路9混合后進(jìn)入塔內(nèi)。'實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，把水相流量控制在0.3m3/h，采用傳統(tǒng)萃取塔，當(dāng)油相原料進(jìn)口濃度為 0. 153mol/L，流量為0.2mVh時(shí)，油相出口濃度降低為0. 037mol/L;進(jìn)口濃度不變，流 量變?yōu)?.4m'Vh時(shí)，油相出口濃度降低為0.060mol/L;當(dāng)采用改進(jìn)的工藝流程，進(jìn)口原 料液進(jìn)口原料液濃度0. 153mol/L，流量為0. 2m3 /h，塔頂回流0. 2m3 /h，則進(jìn)塔濃度變?yōu)?0.09mol/L，出口濃度降低為0.030mol/L。可以看出，在相同的操作條件下，采用產(chǎn)品回 流以提高操作穩(wěn)定性的萃取塔可以獲得較傳統(tǒng)的萃取塔更高的傳質(zhì)效率，并且發(fā)現(xiàn)進(jìn)口原 料液濃度及流量變化時(shí)，操作及產(chǎn)品純度穩(wěn)定性也大大提高。
權(quán)利要求
1. 一種產(chǎn)品回流的萃取塔，分散相與連續(xù)相逆流接觸發(fā)生傳質(zhì)，萃取產(chǎn)品從塔頂或塔底排出，萃取相從塔底或塔頂排出；其特征是產(chǎn)品排出后，分為兩條支路，其一為產(chǎn)品支路，流向產(chǎn)品后處理工段，其二為回流支路，流向油相原料進(jìn)口管路，與油相原料液混合均勻后一起重新進(jìn)入塔內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種產(chǎn)品回流的萃取塔，其特征是所述的回流支 路的流量通過閥門控制，并隨原料液流量的變化而變化，保持二者的 流量之和為定值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)品回流的萃取塔，分散相與連續(xù)相逆流接觸發(fā)生傳質(zhì)，萃取產(chǎn)品從塔頂或塔底排出，萃取相從塔底或塔頂排出；產(chǎn)品排出后，分為兩條支路，其一為產(chǎn)品支路，流向產(chǎn)品后處理工段，其二為回流支路，流向油相原料進(jìn)口管路，與油相原料液混合均勻后一起重新進(jìn)入塔內(nèi)?；亓髦返牧髁客ㄟ^閥門控制，并隨原料液流量的變化而變化，保持二者的流量之和為定值。通過引入萃取產(chǎn)品回流支路，在不同的分散相進(jìn)料流量下，進(jìn)入塔內(nèi)的分散相流速穩(wěn)定且處于其效率最高點(diǎn)，從而保證塔內(nèi)分散相流速一定，大大減輕傳統(tǒng)工藝流程由于原料液流量的變化帶來的操作不穩(wěn)定、萃取效率低等缺點(diǎn)，同時(shí)降低了分散相初始濃度，進(jìn)一步提高萃取產(chǎn)品純度。
文檔編號(hào)B01D11/04GK101396618SQ20081015276
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者劉春江, 健 李, 胡雪沁, 袁希鋼, 高雪穎 申請(qǐng)人:天津大學(xué)