專(zhuān)利名稱：用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為液-液-液三相連續(xù)萃取設(shè)備，涉及三種不同密度的液相(輕相，中間相和重相)之間的傳質(zhì)過(guò)程，特別適用于從多組分復(fù)雜體系中提取目標(biāo)組分，且能夠?qū)崿F(xiàn)多目標(biāo)組分的一步分離的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔。
背景技術(shù)：
在分離科學(xué)領(lǐng)域，溶劑萃取技術(shù)作為一種傳統(tǒng)的傳質(zhì)分離技術(shù)，以其具有分離效率高、操作簡(jiǎn)便、容易放大的優(yōu)點(diǎn)在石油化工、生物制藥、冶金環(huán)保等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的有機(jī)相-水相兩相萃取體系中，是利用溶質(zhì)在有機(jī)溶劑和水中的溶解度差別或者是溶質(zhì)與水和萃取劑結(jié)合能力的差別，有意導(dǎo)致溶質(zhì)的相轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)萃取體系中目標(biāo)組分分級(jí)、分離和純化的目的。在萃取中，雙水相體系也是一種液液萃取體系。在雙水相萃取體系中，由高聚物-鹽構(gòu)成的雙水相體系的密度差比高聚物-高聚物雙水相體系密度差大，而粘度較小，分相相對(duì)較快，而且雙水相體系主體相含水量大，性質(zhì)溫和因而在生物體系的提取分離如蛋白質(zhì)、纖維素、抗生素、病毒等大分子的提取分離中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，雙水相體系用于有機(jī)小分子和金屬離子的分離已較多的見(jiàn)諸報(bào)道。傳統(tǒng)的溶劑萃取和雙水相萃取都屬于液-液兩相萃取體系，而兩相萃取體系的分離能力是有限的。對(duì)于某些萃取體系，傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑-水兩相萃取體系會(huì)發(fā)生乳化或形成第三相，對(duì)萃取過(guò)程極其不利。雙水相萃取體系由于其主體相本身的限制，溶質(zhì)的分配系數(shù)較有機(jī)-水兩相體系一般為小，多組分溶質(zhì)的分離系數(shù)不高，從而大大限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。陳繼等人提出了由有機(jī)溶劑-聚合物-鹽-水四元成相組分在一定條件下構(gòu)成的液-液-液三相體系(CN00107655. 8)，并將之應(yīng)用于青霉素發(fā)酵體系中，結(jié)果表明，大部分目標(biāo)產(chǎn)物分配到了有機(jī)相，色素、雜蛋白、菌絲體等雜質(zhì)富集在了中間PEG相，實(shí)現(xiàn)了三相一步法萃取純化青霉素，有效地簡(jiǎn)化了青霉素萃取的工藝流程。由于主體相數(shù)的增加， 液-液-液三相體系為研究多組分多相分配提供了更多需要研究的問(wèn)題，特別是研究這些多組分溶質(zhì)在不同主體相的分配行為對(duì)實(shí)現(xiàn)三相一步分離多種溶質(zhì)具有重要的意義。同時(shí)，相數(shù)的增加也對(duì)萃取設(shè)備提出了更高的要求，如何控制三相流動(dòng)而設(shè)計(jì)出適合于工業(yè)生產(chǎn)的萃取器成為三相研究過(guò)程中不容回避的問(wèn)題。陳繼和譚顯東等人發(fā)明了液-液-液三相臥式連續(xù)提升攪拌萃取裝置(CN02121210.4)和液-液-液三相萃取震動(dòng)篩板塔 (CN02106742. 2)，這兩個(gè)設(shè)備的特點(diǎn)在于充分考慮了液-液-液三相各相的特點(diǎn)，在設(shè)備的兩側(cè)分別進(jìn)料出料，各相依次混合，設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，控制點(diǎn)多，當(dāng)工藝條件改變時(shí)操作參數(shù)不易調(diào)節(jié)；于品華等根據(jù)聚合物相和富鹽相密度差較小，分相相對(duì)較慢而傳質(zhì)較快的特點(diǎn)，按照聚合物相和富鹽相作為一重相與有機(jī)相逆流接觸的設(shè)計(jì)思路，提出了液-液-液三相萃取混合澄清槽(CN200910090899.X)，實(shí)現(xiàn)了多級(jí)多組分一步分離。槽式萃取設(shè)備占地面積大，密閉性差而塔式萃取設(shè)備具有集成程度高、占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，利用塔式萃取器實(shí)現(xiàn)三相連續(xù)萃取是本發(fā)明的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，以適應(yīng)工業(yè)上連續(xù)萃取的需要。本發(fā)明的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔包括偏心輪、連桿、主軸、滑塊、塔頂篩板、聚合物相導(dǎo)管、水相導(dǎo)管、重相導(dǎo)流筒、輕相澄清外槽、重相混合室、聚合物相分布器、水相分布器、密封圈、錐形液體擋板、中部篩板、輕相分布器、折流擋板和塔底澄清槽；—柱狀塔體包括在柱狀塔身上部連接的一所述輕相澄清外槽，在柱狀塔身下部連接的一所述塔底澄清槽；一所述主軸從所述輕相澄清外槽外一直通向柱狀塔身的下部；在柱狀塔身內(nèi)的上部有固定安裝在所述主軸上的所述錐形液體擋板(錐形液體擋板的錐頂方向朝輕相澄清外槽方向，該錐形液體擋板能夠防止輕相進(jìn)入重相導(dǎo)流筒中并能隨主軸一起振動(dòng))，下部有固定安裝在所述主軸上的所述輕相分布器，在所述錐形液體擋板與所述輕相分布器之間的柱狀塔身內(nèi)有固定安裝在所述主軸上的所述中部篩板；在所述輕相澄清外槽外部的所述主軸上通過(guò)所述滑塊連接有一所述連桿，所述連桿與一所述偏心輪相連接， 所述偏心輪與可控轉(zhuǎn)速的馬達(dá)相連；在所述的輕相澄清外槽內(nèi)有一所述重相導(dǎo)流筒，在所述重相導(dǎo)流筒內(nèi)設(shè)置有一所述重相混合室，所述重相導(dǎo)流筒的底部排液口位于所述的錐形液體擋板處；在伸入所述重相混合室中的所述聚合物相導(dǎo)管和所述水相導(dǎo)管上分別安裝有所述聚合物相分布器和所述水相分布器；在所述聚合物相分布器和所述水相分布器上方的所述重相混合室中的所述主軸上固定安裝有所述塔頂篩板；所述的主軸與所述重相混合室之間有所述密封圈；在所述的塔底澄清槽中的所述主軸上固定安裝有兩層所述折流擋板(優(yōu)選折流擋板為圓形)，且兩層折流板錯(cuò)開(kāi)排列。聚合物相和水相的混合液滴在此折流板上分相，聚合物相富集在塔底澄清槽中折流擋板的上部，水相富集在塔底澄清槽中折流擋板的下部。所述的輕相分布器下方的柱狀塔身的壁上開(kāi)有輕相進(jìn)口 ；所述的輕相進(jìn)口進(jìn)一步通過(guò)管路與輕相儲(chǔ)罐相連通，且在該管路上進(jìn)一步安裝有計(jì)量泵。所述的輕相澄清外槽的上部設(shè)有輕相出口 ；所述的輕相出口進(jìn)一步通過(guò)管路與輕相儲(chǔ)罐相連通。所述的水相導(dǎo)管進(jìn)一步通過(guò)管路與水相儲(chǔ)罐相連通，且在該管路上進(jìn)一步安裝有
計(jì)量泵。所述的聚合物相導(dǎo)管進(jìn)一步通過(guò)管路與聚合物相儲(chǔ)罐相連通，且在該管路上進(jìn)一步安裝有計(jì)量泵。所述的塔底澄清槽的上部設(shè)有聚合物相出口，下部設(shè)有水相出口。所述的塔底澄清槽上部的聚合物相出口進(jìn)一步通過(guò)管路與聚合物相儲(chǔ)罐相連通。所述的塔底澄清槽下部的水相出口進(jìn)一步通過(guò)管路與水相儲(chǔ)罐相連通。所述的柱狀塔身形成了中部篩板傳質(zhì)室。所述的重相導(dǎo)流筒的高度高于所述的輕相澄清外槽的高度和所述的重相混合室的高度，且優(yōu)選所述的輕相澄清外槽和所述的重相混合室的高度一致。所述的塔頂篩板優(yōu)選為圓形；所述的塔頂篩板優(yōu)選是兩塊以上；塔頂篩板的板間距可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述的中部篩板優(yōu)選為圓形；所述的中部篩板是兩塊以上；中部篩板的板間距可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述的塔頂篩板和中部篩板上開(kāi)有孔徑均一的篩孔；塔頂篩板上的篩孔孔徑和板間距小于中部篩板上的篩孔孔徑和板間距，這樣的方案以利于聚合物和水相的充分分散傳質(zhì)。所述的塔頂篩板的篩孔孔徑和篩孔的開(kāi)孔率均可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，優(yōu)選篩孔孔徑是Imm 3mm，優(yōu)選篩孔的開(kāi)孔率是20% 40%。所述的中部篩板的篩孔孔徑和篩孔的開(kāi)孔率均可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，優(yōu)選篩孔孔徑是2mm 4mm，優(yōu)選篩孔的開(kāi)孔率是20% 50%。所述的聚合物分布器和所述的水相分布器的形狀為近似半圓形，聚合物分布器和水相分布器之間有供所述主軸穿過(guò)的空隙。所述的重相導(dǎo)流筒、重相混合室、聚合物相導(dǎo)管和水相導(dǎo)管以支撐架固定在所述的輕相澄清外槽上并不隨主軸振動(dòng)。本發(fā)明的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔適用于三相體系為由有機(jī)溶劑-聚合物-鹽水體系，所述的聚合物如PEG、EOPO嵌斷共聚物、ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0嵌斷共聚物等，有機(jī)溶劑除己烷外也可以為其它有機(jī)溶劑。本發(fā)明的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，按照中間聚合物相和鹽水相在重相混合室混合后作為一相流動(dòng)的設(shè)計(jì)思路實(shí)現(xiàn)了三相連續(xù)萃取過(guò)程，集成了傳統(tǒng)兩相萃取簡(jiǎn)單、快速、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低了設(shè)備的復(fù)雜性，具有傳質(zhì)速率快、動(dòng)力消耗少、處理量大、操作簡(jiǎn)單及維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于多組分復(fù)雜體系的分離純化，大大降低了目標(biāo)組分分離純化的費(fèi)用，同時(shí)成功地解決了液-液-液三相在塔中的流動(dòng)問(wèn)題，與已有液-液-液三相設(shè)備相比大大降低了設(shè)備復(fù)雜性，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)級(jí)大規(guī)模的連續(xù)萃取，為多組分廢水處理領(lǐng)域提供了可靠的設(shè)備支持，也可適用于其它液-液-液三相體系的傳質(zhì)過(guò)程如青霉素發(fā)酵體系、多金屬體系等。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1.把傳統(tǒng)的兩相萃取思路應(yīng)用到液-液-液三相體系中來(lái)，降低了設(shè)備的復(fù)雜性， 設(shè)備的制造、安裝及運(yùn)行費(fèi)用均較低；2.把聚合物中間相如PEG水溶液和含溶質(zhì)的鹽水相作為一個(gè)液相，進(jìn)行預(yù)分散充分傳質(zhì)，然后作為一重相與輕相進(jìn)行擬兩相萃取傳質(zhì)，這是本發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)所在。3.振動(dòng)篩板塔中具有攪拌功能的塔頂篩板和中部篩板的振幅和頻率在萃取傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)上起控制作用，本發(fā)明中的塔頂篩板和中部篩板的振幅和頻率均可以調(diào)節(jié)，且塔頂篩板和中部篩板的篩孔孔徑、篩孔的開(kāi)孔率、板間距等參數(shù)可以根據(jù)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，利于放大；4.在三相萃取過(guò)程中，酸度的控制是一很重要的因素，在重相混合槽上可以設(shè)置 PH調(diào)節(jié)自控裝置，調(diào)節(jié)混合液的酸度值至工藝所要求的酸度，這是與CN02106742. 2的振動(dòng)篩板塔相比最突出的優(yōu)點(diǎn)。5.本發(fā)明的柱狀塔體的頂端可以設(shè)計(jì)為敞開(kāi)式也可以設(shè)計(jì)為封閉式，完全根據(jù)工藝要求而定。
6.傳質(zhì)過(guò)程分為兩段，第一段在重相混合室內(nèi)，完成聚合物水溶液和富含溶質(zhì)的鹽水之間的充分混合傳質(zhì)，第二段在中部篩板傳質(zhì)室內(nèi)進(jìn)行，完成混合相與有機(jī)相之間的傳質(zhì)過(guò)程。7.本發(fā)明的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔在實(shí)施過(guò)程中，相比可以根據(jù)工藝條件要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，塔底的折流擋板用于分相，其在塔底的位置及層數(shù)均可以調(diào)節(jié)，保證聚合物相和鹽水相分相完全。8.塔頂篩板和中部篩板由一根主軸上下傳動(dòng)，傳動(dòng)簡(jiǎn)單。9.塔頂?shù)妮p相澄清外槽內(nèi)設(shè)置有重相導(dǎo)流筒，在重相導(dǎo)流筒下部設(shè)置有錐形液體擋板，防止輕相進(jìn)入重相導(dǎo)流筒中對(duì)分離體系造成不利影響。10.在重相混合室底部設(shè)置的聚合物相分布器和水相分布器，同時(shí)設(shè)置密封圈 (材質(zhì)可為橡膠材料)防止了重相混合液的下流。11.重相導(dǎo)流筒、重相混合室、聚合物相導(dǎo)管和水相導(dǎo)管優(yōu)選由四塊正交的扇形支撐架固定在輕相澄清外槽的壁上，設(shè)備穩(wěn)定性好。12.本發(fā)明的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔可最大限度地降低有機(jī)相與混合水相之間的夾帶，節(jié)省了有機(jī)溶劑的用量。


示意圖。
圖1為本發(fā)明的正面剖視圖。
圖2為圖1中A-A、B-B、C-C、D-D、E-E五個(gè)部位的斷面剖視圖。 圖3(1)為本發(fā)明的振動(dòng)篩板塔的塔頂篩板的俯視圖。
圖3(2)為本發(fā)明的振動(dòng)篩板塔中的PEG相與水相近似半圓形液體分布器的結(jié)構(gòu)
圖3(3)為本發(fā)明的振動(dòng)篩板塔中的中部篩板的俯視圖。 圖3(4)為本發(fā)明的振動(dòng)篩板塔中的輕相分布器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中各液體的流動(dòng)方向示意圖。 附圖標(biāo)記
2.連桿 5.塔頂篩板 8.重相導(dǎo)流筒 11. PEG相分布器 14.錐形液體擋板 17.輕相分布器 20.塔底澄清槽 23.水相儲(chǔ)罐
1.偏心輪
4.滑塊 7.水相導(dǎo)管 10.重相混合室密封圈柱狀塔身折流擋板計(jì)量泵支撐架
13 16 19 22 25
26. PEG相儲(chǔ)罐
3.主軸 6. PEG相導(dǎo)管 9.輕相澄清外槽 12.水相分布器 15.中部篩板 18. PEG 相出口 21.水相出口 24.輕相儲(chǔ)罐 27.輕相出口
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)結(jié)合參閱圖1至圖3。用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔包括 偏心輪1、連桿2、主軸3、滑塊4、塔頂篩板5、PEG相導(dǎo)管6、水相導(dǎo)管7、重相導(dǎo)流筒8、輕相
7澄清外槽9、重相混合室10、PEG分布器11、水相分布器12、密封圈13、錐形液體擋板14、中部篩板15、柱狀塔身16、輕相分布器17、PEG相出口 18、折流擋板19、塔底澄清槽20、水相出口 21、計(jì)量泵22、水相儲(chǔ)罐23、輕相儲(chǔ)罐對(duì)、支撐架25、PEG相儲(chǔ)罐沈和輕相出口 27;一圓柱狀塔體包括在圓柱狀塔身16上部連接的一輕相澄清外槽9，在圓柱狀塔身 16下部連接的一塔底澄清槽20 ；—主軸3從輕相澄清外槽9外一直通向圓柱狀塔身16的下部；在圓柱狀塔身16內(nèi)的上部有固定安裝在主軸上的錐形液體擋板14 (錐形液體擋板的錐頂方向朝輕相澄清外槽方向)，下部有固定安裝在主軸上的形狀為圓形的輕相分布器 17 (帶有孔徑為8 50 μ m的陶瓷板)，在錐形液體擋板與輕相分布器之間的圓柱狀塔身內(nèi)有固定安裝在主軸上的形狀為圓形的14塊中部篩板15，且中部篩板上的篩孔孔徑是3mm 4mm,開(kāi)孔率是20% 50%，板間距是9 15mm ；在輕相澄清外槽9外部的主軸3上通過(guò)滑塊4連接有一連桿2，連桿2與一偏心輪1相連接，偏心輪1與可控轉(zhuǎn)速的馬達(dá)相連；在輕相分布器17下方的圓柱狀塔身16的壁上開(kāi)有輕相進(jìn)口，該輕相進(jìn)口通過(guò)安裝有計(jì)量泵22 的管路與輕相儲(chǔ)罐對(duì)相連通。在所述的輕相澄清外槽9內(nèi)有一重相導(dǎo)流筒8，在重相導(dǎo)流筒8內(nèi)設(shè)置有一重相混合室10，重相導(dǎo)流筒8的底部排液口位于所述的錐形液體擋板14處；在伸入重相混合室中的PEG相導(dǎo)管6和水相導(dǎo)管7上分別安裝有PEG相分布器11 (帶有孔徑為50 100 μ m的陶瓷板)和水相分布器12 (帶有孔徑為30 50 μ m的陶瓷板)，且水相導(dǎo)管7通過(guò)安裝有計(jì)量泵22的管路與水相儲(chǔ)罐23相連通，PEG相導(dǎo)管6通過(guò)安裝有計(jì)量泵22的管路與PEG 相儲(chǔ)罐沈相連通，PEG分布器11和水相分布器12的形狀為近似半圓形，PEG分布器11和水相分布器12之間有供所述主軸穿過(guò)的空隙；在所述PEG相分布器11和水相分布器12上方的重相混合室中的主軸上固定安裝有形狀為圓形的6塊塔頂篩板5，且塔頂篩板上的篩孔孔徑是Imm 2mm開(kāi)孔率是20% 40%，板間距是6mm 8mm ；所述的主軸與重相混合室之間有密封圈13 ；所述的輕相澄清外槽9的上部設(shè)有輕相出口 27，該輕相出口進(jìn)一步通過(guò)管路與輕相儲(chǔ)罐M相連通；所述的重相導(dǎo)流筒、重相混合室、PEG相導(dǎo)管和水相導(dǎo)管由四塊正交的扇形支撐架 25固定在輕相澄清外槽的壁上并不隨主軸振動(dòng)；所述的重相導(dǎo)流筒的高度高于所述的輕相澄清外槽的高度和所述的重相混合室的高度，所述的輕相澄清外槽和所述的重相混合室的高度一致；在所述的塔底澄清槽20中的主軸上固定安裝有兩層錯(cuò)開(kāi)排列的形狀為圓形的折流擋板19(所述形狀為圓形的折流擋板是由若干傾斜放置的板塊所圍成的)，在塔底澄清槽的上部設(shè)有PEG相出口 18，PEG相出口 18進(jìn)一步通過(guò)管路與PEG相儲(chǔ)罐沈相連通；在塔底澄清槽的下部設(shè)有水相出口 21，水相出口 21進(jìn)一步通過(guò)管路與水相儲(chǔ)罐23相連通?，F(xiàn)采用上述振動(dòng)篩板塔，以三相一步法分離鄰硝基苯酚和對(duì)硝基苯酚雙組份廢水體系為例進(jìn)行液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)。實(shí)施例中各液體流動(dòng)示意圖見(jiàn)圖4，該圖中相關(guān)符號(hào)所表示的意義為=WATER-含鹽水相(簡(jiǎn)稱水相)，PEG-聚乙二醇水溶液，HEXANE-己烷(輕相)。首先，啟動(dòng)計(jì)量泵22，PEG相儲(chǔ)罐沈中的PEG相和鹽水相儲(chǔ)罐23中的包含鄰硝基酚和對(duì)硝基酚的硫酸銨水溶液(WATER)，分別通過(guò)PEG相導(dǎo)管6和水相導(dǎo)管7經(jīng)PEG相分布器11和水相分布器12進(jìn)入塔頂?shù)闹叵嗷旌鲜?0中，在重相混合室10內(nèi)，PEG經(jīng)PEG相分布器11分散成小液滴，包含鄰硝基酚和對(duì)硝基酚的WATER經(jīng)水相分布器12分散成小液體， 兩種液體在重相混合室10內(nèi)經(jīng)塔頂篩板5的攪拌破碎充分混合，此時(shí)pH控制在4左右，塔頂篩板的振幅是4mm，馬達(dá)轉(zhuǎn)速200r/min。PEG和WATER在重相混合室10內(nèi)完成傳質(zhì)后，經(jīng)重相混合室10和重相導(dǎo)流筒8之間的空隙溢流進(jìn)入重相導(dǎo)流筒8內(nèi)，由于重力作用溢流出的混合液穿過(guò)錐形液體擋板14和重相導(dǎo)流筒8之間的空隙，進(jìn)入柱狀塔身16內(nèi)，在中部篩板15的破碎攪拌作用下最終進(jìn)入塔底澄清槽20，當(dāng)進(jìn)入塔底澄清槽20中的溶液的液面上升到錐形液體擋板14附近時(shí)，打開(kāi)計(jì)量泵22，己烷相(HEXANE)由輕相儲(chǔ)罐M經(jīng)管路進(jìn)入輕相分布器17并被分散成小液滴，與自上而下逆流而來(lái)的中下相混合液體在柱狀塔身16 內(nèi)混合傳質(zhì)，鄰硝基苯酚被萃取進(jìn)入HEXANE，當(dāng)HEXANE在輕相澄清外槽9中的液位即將達(dá)到輕相出口 27處時(shí)，此時(shí)打開(kāi)塔底澄清槽20的PEG管路閥門(mén)、WATER管路閥門(mén)、輕相澄清外槽9上HEXANE管路閥門(mén)，調(diào)節(jié)閥門(mén)大小控制HEXANE和混合重相之間液面的位置在中部篩板15上方和錐形液體擋板14下方，等待30分鐘后，萃取達(dá)到平衡，此時(shí)取萃取后的PEG 相、WATER相、HEXANE相進(jìn)行分析。結(jié)果表明90%以上的鄰硝基酚萃取到了 HEXANE中，85% 以上的對(duì)硝基酚萃取到了 PEG中，實(shí)現(xiàn)了兩種酚的一步分離。下面再詳細(xì)描述一下三相一步法分離鄰硝基苯酚和對(duì)硝基苯酚同分異構(gòu)體的過(guò)程中，各料液的走向情況。料液中重相為含上述同分異構(gòu)體和鹽的模擬廢水，中間相為聚乙二醇(PEG)的水溶液，輕相為己烷。流動(dòng)狀況為鹽水相和PEG相由計(jì)量泵分別經(jīng)水相導(dǎo)管和PEG相導(dǎo)管泵入液體分布器中，其中PEG相導(dǎo)管和PEG相分布器相連，水相導(dǎo)管和水相分布器相連，PEG相和水相經(jīng)PEG相分布器和水相分布器分散為小液滴到重相混合室內(nèi)， 重相混合室內(nèi)的塔頂篩板在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下往復(fù)振動(dòng)，使PEG相和水相充分混合傳質(zhì)作為一重相，此時(shí)模擬廢水中的鄰硝基苯酚和對(duì)硝基苯酚同時(shí)被萃取進(jìn)入PEG相，而后，PEG相和水相混合液即重相由重相混合室頂部繞流溢出，進(jìn)入重相導(dǎo)流筒內(nèi)，重相經(jīng)重相導(dǎo)流筒的底部與錐形液體擋板之間的間隙進(jìn)入柱狀塔身中，與向上流動(dòng)的己烷在中部篩板的振動(dòng)下進(jìn)行逆流傳質(zhì)，重相流出柱狀塔身后，進(jìn)入塔底澄清室，此時(shí)重相混合液中的大部分鄰硝基苯酚被萃取到己烷相，只有對(duì)硝基苯酚依然保留在重相中。由于混合液密度大于PEG水溶液，重相即PEG水溶液和鹽水溶液混合液體穿過(guò)PEG相進(jìn)入鹽水相和PEG水溶液相的界面之間的雙層折流擋板上，由于折流擋板的作用延長(zhǎng)了分相時(shí)間，混合液體再次在此分為PEG 水溶液和鹽水溶液相分別上升到澄清室頂部和下降到澄清室底部，上升到塔底澄清室頂部的PEG相經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入PEG儲(chǔ)罐，下降到澄清室底部的鹽水相經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入水相儲(chǔ)罐。另看己烷的流動(dòng)情況己烷由計(jì)量泵經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入柱狀塔身底部的輕相分散器內(nèi)， 在輕相分散器內(nèi)，己烷被分散成小液滴上升與逆流而下的重相進(jìn)行逆流傳質(zhì)，上升的己烷液體在柱狀塔身內(nèi)完成傳質(zhì)后，在柱狀塔身頂部繞過(guò)錐形液體擋板進(jìn)入輕相澄清外槽內(nèi)， 在輕相澄清外槽內(nèi)澄清分相后經(jīng)輕相出口進(jìn)入輕相儲(chǔ)罐內(nèi)，完成傳質(zhì)過(guò)程。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，物料的進(jìn)出都是連續(xù)進(jìn)行的。在上述過(guò)程中，由馬達(dá)帶動(dòng)偏心輪，通過(guò)連桿使主軸作上下往復(fù)振動(dòng)，與主軸相連的塔頂篩板和中部篩板均一起發(fā)生振動(dòng)。篩板的振動(dòng)頻率可以通過(guò)控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速加以控制。
權(quán)利要求
1.一種用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，其包括偏心輪、連桿、主軸、 滑塊、塔頂篩板、聚合物相導(dǎo)管、水相導(dǎo)管、重相導(dǎo)流筒、輕相澄清外槽、重相混合室、聚合物相分布器、水相分布器、密封圈、錐形液體擋板、中部篩板、輕相分布器、折流擋板和塔底澄清槽；其特征是一柱狀塔體包括在柱狀塔身上部連接的一所述輕相澄清外槽，在柱狀塔身下部連接的一所述塔底澄清槽；一所述主軸從所述輕相澄清外槽外一直通向柱狀塔身的下部；在柱狀塔身內(nèi)的上部有固定安裝在所述主軸上的所述錐形液體擋板，下部有固定安裝在所述主軸上的所述輕相分布器，在所述錐形液體擋板與所述輕相分布器之間的柱狀塔身內(nèi)有固定安裝在所述主軸上的所述中部篩板；在所述輕相澄清外槽外部的所述主軸上通過(guò)所述滑塊連接有一所述連桿，連桿與一所述偏心輪相連接，偏心輪與可控轉(zhuǎn)速的馬達(dá)相連；在所述的輕相澄清外槽內(nèi)有一所述重相導(dǎo)流筒，在重相導(dǎo)流筒內(nèi)設(shè)置有一所述重相混合室，重相導(dǎo)流筒的底部排液口位于所述的錐形液體擋板處；在伸入重相混合室中的所述聚合物相導(dǎo)管和所述水相導(dǎo)管上分別安裝有所述聚合物相分布器和所述水相分布器；在所述聚合物相分布器和水相分布器上方的所述重相混合室中的所述主軸上固定安裝有所述塔頂篩板；所述的主軸與重相混合室之間有所述密封圈；在所述的塔底澄清槽中的所述主軸上固定安裝有兩層所述折流擋板，且兩層折流板錯(cuò)開(kāi)排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，其特征是 所述的輕相分布器下方的柱狀塔身的壁上開(kāi)有輕相進(jìn)口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，其特征是 所述的輕相澄清外槽的上部設(shè)有輕相出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，其特征是 所述的塔底澄清槽的上部設(shè)有聚合物相出口，下部設(shè)有水相出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，其特征是 所述的重相導(dǎo)流筒的高度高于所述的輕相澄清外槽的高度和所述的重相混合室的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，其特征是所述的輕相澄清外槽和所述的重相混合室的高度一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，其特征是 所述的塔頂篩板上的篩孔孔徑和板間距小于中部篩板上的篩孔孔徑和板間距；所述的塔頂篩板是兩塊以上；所述的中部篩板是兩塊以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，其特征是所述的塔頂篩板的篩孔孔徑是Imm 3mm，篩孔的開(kāi)孔率是20% 40% ；所述的中部篩板的篩板孔徑是2mm 4mm ；篩孔的開(kāi)孔率是20% 50%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，其特征是 所述的聚合物分布器和所述的水相分布器的形狀為近似半圓形，聚合物分布器和水相分布器之間有供所述主軸穿過(guò)的空隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔，其特征是所述的重相導(dǎo)流筒、重相混合室、聚合物相導(dǎo)管和水相導(dǎo)管以支撐架固定在所述的輕相澄清外槽上并不隨所述主軸振動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于液-液-液三相萃取連續(xù)生產(chǎn)的振動(dòng)篩板塔。一柱狀塔體包括在柱狀塔身上部連接的輕相澄清外槽和下部連接的塔底澄清槽；一主軸從輕相澄清外槽外一直通向柱狀塔身的下部；在柱狀塔身內(nèi)的上部和下部分別有安裝在主軸上的錐形液體擋板和輕相分布器，中部主軸上安裝有中部篩板；在輕相澄清外槽內(nèi)有重相導(dǎo)流筒，在重相導(dǎo)流筒內(nèi)有重相混合室，重相導(dǎo)流筒的底部排液口位于錐形液體擋板處；在重相混合室中的聚合物相導(dǎo)管和水相導(dǎo)管上分別安裝有聚合物相分布器和水相分布器；在重相混合室中的主軸上固定安裝有塔頂篩板；主軸與重相混合室之間有密封圈；在塔底澄清槽中的主軸上固定安裝有兩層錯(cuò)開(kāi)排列的折流擋板。本發(fā)明傳質(zhì)效率高，可控性好。
文檔編號(hào)B01D11/04GK102233200SQ20101028198
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者于品華, 劉會(huì)洲, 安振濤, 趙君梅, 黃昆 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所