一種雙氧水萃取塔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種雙氧水萃取塔，包括：輕重相強(qiáng)化分離段，輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段。輕重相強(qiáng)化分離段位于萃取塔頂部，其下部為重相進(jìn)入口，上部為輕相引出口；輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段位于萃取塔底部，其上部為輕相進(jìn)入口，下部為重相引出口。所述塔板上的篩孔均布，每層塔板下方連接有圓形降液管，降液管內(nèi)設(shè)有之字形降液擋板。本實(shí)用新型塔操作性能穩(wěn)定、操作彈性大，不容易發(fā)生液泛；可以大大強(qiáng)化萃取效果，萃取效率比普通萃取塔提高5%～30%，塔頂萃余降低至0.1g/L以下。
【專利說明】一種雙氧水萃取塔
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種雙氧水萃取塔，特別是一種提高萃取效果、降低萃余的雙氧水萃取塔。
【背景技術(shù)】
[0002]目前世界上雙氧水的工業(yè)化生產(chǎn)主要采用蒽醌法，蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工藝是以2-乙基蒽醌(EAQ)為工作載體，以重芳烴(Ar)和磷酸三辛酯(TOP)為溶劑配成工作液，經(jīng)過氫化、氧化、萃取和工作液后處理幾個(gè)工序。其中萃取過程在雙氧水生產(chǎn)過程占據(jù)著舉足輕重的地位，這一過程操作的好壞直接影響裝置能否出合格產(chǎn)品，因此對(duì)于萃取塔的設(shè)計(jì)研究及運(yùn)行效果就顯得特別重要。
[0003]雙氧水萃取原理是利用工作液與水的密度差以及過氧化氫在水中和工作液中溶解度的差異而進(jìn)行分離的，水從萃取塔上部加入，作為連續(xù)相自降液管向下流動(dòng)，工作液自塔下部進(jìn)入萃取塔，作為分散相經(jīng)塔板分散成小液滴向塔頂漂浮，最后萃取塔底得到的萃取液為雙氧水產(chǎn)品，塔頂為經(jīng)過萃取后的工作液成為萃余液。
[0004]目前現(xiàn)有工業(yè)上的雙氧水萃取塔的萃取效果都不是特別理想，在運(yùn)行時(shí)普遍存在萃取效率低，萃取低、萃余高、裝置操作彈性小等諸多問題，究其原因與萃取塔的設(shè)計(jì)、降液管設(shè)計(jì)等結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。為了提高萃取塔的萃取效果，改善現(xiàn)有的萃取水平，很多研究者曾在萃取塔的設(shè)計(jì)方面做過相關(guān)的研究。
[0005]CN2439311A公開了一種過氧化 氫萃取塔，在塔板設(shè)計(jì)上使篩孔孔徑沿塔高自下而上依次增大，目的是在塔的上部積液層較厚的情況下，工作液仍能順利通過塔板塔；而下部積液層薄則采用較小的塔板孔徑，可提高工作液穿孔流速，提高傳質(zhì)速率。另外，CN2210889A公開的也是一種塔板孔徑由下而上由Φ 2成線性、梯度逐漸增大φ 3.5的萃取+?
+R ο
[0006]以上專利中萃取塔篩孔孔徑由下至上逐漸增大，目的隨著塔高的增加積液層厚度逐漸增加，篩孔孔徑增加可以提高液體流通能力，防止萃取塔積料，同時(shí)可以為工作液在萃取塔塔板的穿孔流速提供合理的流速，來提高萃取效果。但是由于現(xiàn)有技術(shù)中的萃取塔塔板一般為50~60層左右，開孔面積由下至上逐層遞增時(shí)由于上下兩塊板之間差別太小，工業(yè)實(shí)現(xiàn)上有一定的困難。另外，降液管內(nèi)連續(xù)相的流動(dòng)情況也會(huì)影響與分散相的傳質(zhì)、分離等，即對(duì)萃取效果也有一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種雙氧水萃取塔，該萃取塔具有萃取效率高、裝置彈性大、萃余低、不易液泛等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本實(shí)用新型的雙氧水萃取塔，包括:倒錐形萃取塔、輕重相強(qiáng)化分離段、輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段；輕重相強(qiáng)化分離段位于萃取塔頂部，輕重相強(qiáng)化分離段下部設(shè)置重相進(jìn)入口，上部設(shè)置輕相引出口 ；輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段位于萃取塔底部，輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段上部設(shè)置輕相進(jìn)入口，下部設(shè)置重相引出口。
[0009]本實(shí)用新型的雙氧水萃取塔，其結(jié)構(gòu)可以為倒圓錐形萃取塔，也可以為倒階梯形萃取塔，其直徑沿塔高自下而上連續(xù)增大或成階梯狀增大。
[0010]本實(shí)用新型的雙氧水萃取塔，倒圓錐形萃取塔頂部直徑比底部直徑增加5%?40% ;倒階梯形萃取塔由2?20個(gè)筒節(jié)組成，自下而上相鄰?fù)补?jié)之間塔徑增加幅度為1%?40%。
[0011]本實(shí)用新型的雙氧水萃取塔，塔板數(shù)為40?60層，塔板孔徑均一。萃取塔塔板孔直徑為01.6?02.6_，開孔率為8%?14%。錐形萃取塔結(jié)構(gòu)可以在所有塔板上篩孔孔徑和開孔率不需變化的前提下，僅通過改變塔壁外形控制塔內(nèi)分散相的穿孔流速，從而提高兩相的傳質(zhì)速率以及塔板效率。
[0012]本實(shí)用新型的雙氧水萃取塔，每層塔板下方連接有圓形降液管，每個(gè)降液管內(nèi)壁設(shè)有“之”字形降液擋板，之字形降液擋板由條形鋼板焊接而成。由于重連續(xù)相由上層塔板經(jīng)降液管下落至板間的輕分散相液面上時(shí)，對(duì)液面有一定的沖擊和噴濺，一方面會(huì)干擾輕分散相的再次分散和聚并，從而影響分離效果；另一方面造成兩相的夾帶和返混，也同樣影響分離效果。在降液管內(nèi)設(shè)置“之”字形降液擋板后，可以控制連續(xù)相的流動(dòng)情況，減少對(duì)分散相液面的沖擊。
[0013]本實(shí)用新型的雙氧水萃取塔，輕重相強(qiáng)化分離段主要由I?10個(gè)組合填料單元構(gòu)成，組合填料單元由對(duì)分散相液滴起聚結(jié)作用的填料相互重疊而成。對(duì)分散相液滴起聚結(jié)作用的填料選自拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍環(huán)、多孔泡沫材料、弧形板等。
[0014]本實(shí)用新型的雙氧水萃取塔，所述的輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段主要由I?10個(gè)組合填料單元構(gòu)成，組合填料單元由對(duì)分散相起破碎作用的填料。對(duì)分散相起液滴破碎作用的填料選自絲網(wǎng)波紋填料、壓孔板波紋填料、格柵填料、蜂窩填料等。
[0015]本實(shí)用新型的雙氧水萃取塔所達(dá)到的效果為:萃取塔負(fù)荷在自身設(shè)計(jì)負(fù)荷的40%?135%范圍內(nèi)變化都能使萃余液中雙氧水含量低于0.lg/L，萃取液產(chǎn)品濃度為27.5 ?35wt%0
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0017](I)采用倒錐形或倒階梯形萃取塔結(jié)構(gòu)，通過改變塔壁外形控制塔內(nèi)分散
[0018]相的穿孔流速，從而提高兩相的傳質(zhì)速率以及塔板效率。
[0019](2)塔頂設(shè)置輕重相強(qiáng)化分離段，可以嚴(yán)格控制塔頂萃余液中殘余雙氧水含量在較低的水平，有利于裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0020](3)塔底設(shè)置輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段，有利于進(jìn)一步提高產(chǎn)品濃度。
[0021](4)降液管內(nèi)設(shè)置之字形降液擋板，可以減少輕相和重相之間的相互夾帶，提高萃取效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型的倒圓錐形萃取塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型的倒階梯形萃取塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型的雙氧水萃取塔降液管“之”字擋板的放大示意圖。
[0025]其中I為萃取塔,2為重相(水)入口，3為輕相(氧化液)入口，4為輕相(萃余液)出口，5為重相(雙氧水產(chǎn)品),6為塔板,7為降液管,8為輕重相(水相和工作液相)強(qiáng)化分離段，9為輕重相(雙氧水相和工作液相)強(qiáng)化傳質(zhì)段，10為之字形降液擋板。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)于本實(shí)用新型萃取塔的使用方法和效果進(jìn)一步說明，但不受下述實(shí)施例的限制。
[0027]本實(shí)用新型的操作過程如下:首先將輕相(氧化液)3自萃取塔I的下部加入，經(jīng)塔板6由下向上逐漸漂浮，重相(純水)2自萃取塔上部加入，經(jīng)降液管7并由之字形降液擋板10調(diào)整流態(tài)后到達(dá)下一層塔板。輕相(工作液相)和重相(水)相經(jīng)逆流萃取后，輕相(工作液相)經(jīng)輕重相強(qiáng)化分離段8后自塔頂?shù)妮p相出口 4流出，重相(雙氧水相)經(jīng)輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段9后自塔底的重相出口 5采出。
[0028]本實(shí)用新型的雙氧水萃取塔，操作溫度為50?55°C，萃取劑水與氧化液進(jìn)料的體積流量比為40:1?65:1，操作壓力為常壓。
[0029]對(duì)比例I
[0030]雙氧水用普通圓柱形萃取塔，直徑為800mm，55層塔板，塔頂無重相強(qiáng)化分離段，塔底無輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段，降液管為空。用于100%操作負(fù)荷時(shí)，萃取塔底雙氧水濃度為22.5wt%?23.7wt%，萃取塔頂萃余液中殘余雙氧水含量為0.25g/L?0.3g/L。
[0031]實(shí)施例1
[0032]采用倒圓錐形萃取塔,40層塔板,塔底直徑為600mm,塔頂直徑為1000mm,塔頂設(shè)重相強(qiáng)化分離段，塔底設(shè)輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段，降液管內(nèi)設(shè)之字形降液擋板。用于100%操作負(fù)荷時(shí)，萃取塔底雙氧水濃度30wt%?33wt%，萃取塔頂萃余液中殘余雙氧水含量為0.1Og/L以下。
[0033]實(shí)施例2
[0034]采用倒錐形階梯狀萃取塔，由5個(gè)筒節(jié)組成，筒節(jié)直徑為分別為600mm、700mm、800mm,900mmU000mm,40層塔板，塔頂設(shè)重相強(qiáng)化分離段，塔底設(shè)輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段，降液管內(nèi)設(shè)之字形降液擋板。用于50%操作負(fù)荷時(shí)，萃取塔底雙氧水濃度28.8wt%?31.5wt%,萃取塔頂萃余液中殘余雙氧水含量為0.12g/ L以下。
[0035]實(shí)施例3
[0036]采用倒圓錐形萃取塔,40層塔板,塔底直徑為600mm,塔頂直徑為1000mm,塔頂設(shè)重相強(qiáng)化分離段，塔底設(shè)輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段，降液管內(nèi)設(shè)之字形降液擋板。本實(shí)用新型萃取塔，用于120%操作負(fù)荷時(shí)，萃取塔底雙氧水濃度29.5wt%?32.0wt%，萃取塔頂萃余液中殘余雙氧水含量為0.1Og/ L以下。
【權(quán)利要求】
1.一種雙氧水萃取塔，其特征在于包括:倒錐形萃取塔、輕重相強(qiáng)化分離段、輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段；輕重相強(qiáng)化分離段位于萃取塔頂部，輕重相強(qiáng)化分離段下部設(shè)置重相進(jìn)入口，上部設(shè)置輕相引出口 ；輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段位于萃取塔底部，輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段上部設(shè)置輕相進(jìn)入口，下部設(shè)置重相引出口。
2.按照權(quán)利要求1所述的萃取塔，其特征在于:倒錐形萃取塔為倒圓錐形萃取塔，萃取塔直徑沿塔高自下而上連續(xù)增大。
3.按照權(quán)利要求1所述的萃取塔，其特征在于:倒錐形萃取塔為倒階梯形萃取塔，萃取塔直徑沿塔高自下而上階梯狀增大。
4.按照權(quán)利要求2所述的萃取塔，其特征在于:倒圓錐形萃取塔頂部直徑比底部直徑增加5%?40%ο
5.按照權(quán)利要求3所述的萃取塔，其特征在于:倒階梯形萃取塔由2?20個(gè)筒節(jié)組成，自下而上相鄰?fù)补?jié)之間塔徑增加幅度為1%?40%。
6.按照權(quán)利要求1所述的萃取塔，其特征在于:萃取塔塔板數(shù)為40?60層，塔板孔徑均一。
7.按照權(quán)利要求6所述的萃取塔，其特征在于:萃取塔塔板下方連接有圓形降液管，降液管內(nèi)壁設(shè)有“之”字形降液擋板。
8.按照權(quán)利要求1所述的萃取塔，其特征在于:輕重相強(qiáng)化分離段由I?10個(gè)組合填料單元構(gòu)成，組合填料選自拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍環(huán)、多孔泡沫材料、弧形板。
9.按照權(quán)利要求1所述的萃取塔，其特征在于:輕重相強(qiáng)化傳質(zhì)段由I?10個(gè)組合填料單元構(gòu)成，組合填料選自絲網(wǎng)波紋填料、壓孔板波紋填料、格柵填料、蜂窩填料。
【文檔編號(hào)】B01D11/04GK203545677SQ201320650195
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】楊秀娜, 齊慧敏, 高景山 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院