專利名稱：兩種液相間物的物質(zhì)交換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及兩種液相間的物質(zhì)交換方法，該方法借助于交換介質(zhì)按一步法或一系列連續(xù)貫穿的分級步驟進行。每個分級步驟包括兩個彼此連接的接觸室。萃取相在第一室中與交換介質(zhì)接觸，攜帶萃取相的交換介質(zhì)在第二室中與吸收相接觸。用這種方法從萃取相中分離出物質(zhì)并轉(zhuǎn)移到吸收相中。
在化學(xué)、濕法冶金、微生物和其它的工業(yè)部門中使用這種物質(zhì)交換方法，用來分離、濃縮和提純物質(zhì)。
借助于交換介質(zhì)在兩種液相間進行的一步交換法是已知的，該方法使用了兩個室的體系。兩個室均裝滿了一種液相交換介質(zhì)，交換介質(zhì)形成連續(xù)相。在每個室中通入分散相，這種分散相在交換介質(zhì)中不溶解，而是作為一種液滴通入交換介質(zhì)中。從而在一個室中物質(zhì)從分散相(萃取相)轉(zhuǎn)移到交換介質(zhì)中。該交換介質(zhì)被輸入到另一個室中。在該室中經(jīng)交換介質(zhì)輸入另一種分散相(吸收相)，物質(zhì)從交換介質(zhì)中轉(zhuǎn)移到吸收相中。例如在《化學(xué)工藝學(xué)的理論基礎(chǔ)》雜志，(Moskau)1984，B.18；第6期，第736-738頁中公開了這種方法。
所公開的一步物質(zhì)交換法的分離效率還有待提高。一種改進方法是擴展到多步法。
由95年10月19日提出的俄羅斯專利申請?zhí)?5117738和95117767已知一種多步物質(zhì)交換法，該方法借助于一種交換介質(zhì)在兩種液相間在一系列彼此貫穿的分級步驟中進行。在這種情況下，每個分級步驟包括兩個彼此連接的接觸室。這些室裝滿了交換介質(zhì)。分散的、不溶于連續(xù)交換介質(zhì)的萃取相或吸收相以液滴群的形式通過這些室。交換介質(zhì)依次與第一室中的萃取相和第二室中的吸收相接觸。這時需分離的物質(zhì)由第一室轉(zhuǎn)移到第二室中，由萃取相轉(zhuǎn)移到吸收相中。為了改進物質(zhì)交換，設(shè)置多個這種彼此貫穿的分級步驟。這種方法稱為萃取—再萃取結(jié)合法。交換介質(zhì)是萃取劑。
這種已知的多步物質(zhì)交換法的應(yīng)用潛力和分離效率也還有待開發(fā)，例如擴展到氣液交換或固液交換。
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種具有其它應(yīng)用價值的已知物質(zhì)交換法的改進方法。為了提高在兩種液相間的物質(zhì)交換的分離效率，這種方法包括借助于交換介質(zhì)在不同的物態(tài)中進行的過程和吸收、吸附和解吸的結(jié)合過程。
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述的一步法和多步法通過如下形式實現(xiàn)的，將萃取相裝在一個步驟的第一室中，而將吸收相裝在一個步驟的第二室中。用交換介質(zhì)交換物質(zhì)，首先將交換介質(zhì)分配到一個裝有萃取相的室中，接著分配到一個裝有吸收相的室中。
交換介質(zhì)每次在同一步驟內(nèi)在第一和第二室之間循環(huán)。
另一種方法是交換介質(zhì)也可在多個或全部的分級步驟中循環(huán)，由一個步驟的第二室輸送到下一步驟的第一室中。
萃取相和吸收相可以以順流或逆流形式通過一系列分級步驟。
令人驚奇地是本發(fā)明的方法通過提高各步驟室間或多個分級步驟室間交換介質(zhì)的循環(huán)速度可提高分離效率。
下面借助于實施例和附圖詳細說明本發(fā)明。其中

圖1是連續(xù)貫穿的分級步驟的工藝流程圖，包括交換介質(zhì)在步驟中的循環(huán)和液相經(jīng)所有分級步驟的逆流路線。
圖2是連續(xù)貫穿的分級步驟的工藝流程圖，包括交換介質(zhì)在步驟中的循環(huán)和液相經(jīng)所有分級步驟的順流路線。
圖3是連續(xù)貫穿的分級步驟的工藝流程圖，包括交換介質(zhì)經(jīng)所有步驟的循環(huán)和液相經(jīng)分級步驟的逆流路線。
圖4是連續(xù)貫穿的分級步驟的工藝流程圖，包括交換介質(zhì)經(jīng)所有步驟的循環(huán)和液相經(jīng)該步驟的順流路線。
在圖1和圖3的方法中，構(gòu)成分級步驟的第一室和第二室被設(shè)置在分開的殼體中。
在圖2和圖4的方法中，構(gòu)成分級步驟的第一室和第二室被重疊地放置在一個殼體中，分級步驟在一個殼體中重疊。
在所有的工藝操作中，分級步驟的接觸室都裝有相應(yīng)的液相。第一室1中裝有萃取相，第二室2中裝有吸收相。然后交換介質(zhì)在室間在分級步驟內(nèi)(圖1至2)或通過一系列分級步驟(圖3至圖4)循環(huán)。這樣通過將交換介質(zhì)分配到室1和室2的相中，使交換介質(zhì)和萃取相或吸收相之間進行充分的接觸。交換介質(zhì)在各相中的分配是以液滴、氣泡、顆粒的形式進行的，例如圖2示意圖，但是也可以噴射流和膜的形式進行，例如圖4示意圖。交換介質(zhì)可以是液體、氣體或固體。
萃取相經(jīng)管線3被輸送到第一分級步驟的的室1中，經(jīng)管線4從最后一個分級步驟中排出。吸收相經(jīng)管線5輸送，經(jīng)管線6排出。萃取相經(jīng)連接的管線7一級一級地輸送，而吸收相經(jīng)連接管線8一級一級地輸送。交換介質(zhì)經(jīng)連接的管線9循環(huán)。
交換介質(zhì)在接觸室內(nèi)流動，從室的上部或下部流出是靠重力進行的。在萃取相和吸收相和交換介質(zhì)之間存在著很大的差別。根據(jù)這種大的差別，交換介質(zhì)在分配到相應(yīng)的液相中時聚集室1和室2的下部(圖1、4)或室1和室2的上部(圖2、3)，形成相界10。接觸室1和2內(nèi)的交換介質(zhì)經(jīng)分配裝置11被分配到液相中。根據(jù)交換介質(zhì)的物理特性實現(xiàn)各種分配，例如以液滴、氣泡、顆粒或噴射流和股流的形式進行。
需分離的物質(zhì)在室1中由萃取相轉(zhuǎn)移到交換介質(zhì)中，在室2中由交換介質(zhì)轉(zhuǎn)移到吸收相中。按這種方法流經(jīng)室1的萃取相中的物質(zhì)減少，而流經(jīng)室2的吸收相中的物質(zhì)增加。
萃取相和吸收相彼此以順流(圖2、4)或逆流(圖1、3)形式通過分級步驟。順流路線在工業(yè)上實施起來簡單易行。但是當(dāng)需分離的物質(zhì)極快地與吸收相或其所含的組分反應(yīng)時，它們只能到達一個最大效率。
在本發(fā)明的物質(zhì)交換方法中，萃取相和吸收相在接觸室中形成連續(xù)相，裝滿室的大部分空間。由此使兩種相在室內(nèi)的停留時間比已知方法的長，交換介質(zhì)進一步填滿室。更長的停留時間是有利的，因為可以進行更長時間的物質(zhì)交換，由此使交換更充分。如果物質(zhì)交換伴隨著化學(xué)轉(zhuǎn)變，那么這種方法尤為重要，化學(xué)轉(zhuǎn)變不會極快地消失。
權(quán)利要求
1.兩種液相間的物質(zhì)交換方法，借助于交換介質(zhì)在兩個彼此連接的接觸室(1)和(2)中進行，其中使交換介質(zhì)與液態(tài)萃取相在第一室(1)接觸和液態(tài)吸收相在第二室(2)接觸，需分離的物質(zhì)通過交換介質(zhì)由萃取相轉(zhuǎn)移到吸收相中，其特征在于交換介質(zhì)通過分配裝置(11)被分配到分別裝在室(1)和室(2)中的萃取相和吸收相中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于多個分級步驟是連續(xù)貫穿的，分別由兩個彼此連接的室構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于交換介質(zhì)每次在同一涉驟內(nèi)在第一室和第二室間循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于交換介質(zhì)經(jīng)多個或全部分級步驟循環(huán)，它們由一個步驟的第二室輸送到下一步驟的第一室中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項的方法，其特征在于萃取相和吸收相以順流的形式通過多級步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項的方法，其特征在于萃取相和吸收相以逆流形式通過多級步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及兩種液相間的物質(zhì)交換方法,該方法借助于交換介質(zhì)在兩個彼此連接的接觸室中進行,其中使交換介質(zhì)與液態(tài)萃取相在第一室接觸和液態(tài)吸收相在第二室接觸,需分離的物質(zhì)通過交換介質(zhì)由萃取相轉(zhuǎn)移到吸收相中,本發(fā)明方法的特征在于:交換介質(zhì)通過分配裝置被分配到分別裝在室中的萃取相和吸收相中。
文檔編號B01J47/10GK1251053SQ98803533
公開日2000年4月19日 申請日期1998年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月2日
發(fā)明者A·E·科斯塔尼安 申請人:拜爾公司