專利名稱：一種大相比體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔及萃取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于萃取化工分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大相比液液兩相連續(xù)萃取裝置及萃取方法，具體地，本發(fā)明涉及一種大相比體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔及萃取方法，特別是涉及一種大相比易乳化體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔及其萃取方法。
背景技術(shù)：
液-液萃取是一種重要的化工分離技術(shù)，具有分離效率高、物料適應(yīng)性強(qiáng)、能耗低、易于操作、可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在濕法冶金、石油化工、新能源、生物醫(yī)藥、環(huán)境工程、天然產(chǎn)物提取、新材料制備等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，分離對(duì)象的日趨復(fù)雜，對(duì)萃取設(shè)備也提出了越來越高的要求?，F(xiàn)有的工業(yè)萃取裝置可分為三大類混合澄清萃取槽、萃取塔/柱、離心萃取器?！て渲?，萃取塔按其操作特性又分為脈沖塔、轉(zhuǎn)盤塔、振動(dòng)篩板塔、填料塔等。與混合澄清萃取槽相比，萃取塔最大的優(yōu)點(diǎn)在于物料滯留量小，流動(dòng)通量大，處理能力高，空間利用率高，占地面積小，且可實(shí)現(xiàn)密閉甚至帶壓操作等。但是，萃取塔操作屬于微分接觸式非平衡態(tài)傳質(zhì)，各組分濃度在塔內(nèi)從上到下連續(xù)變化，輕重兩相的分離僅在塔體兩端區(qū)完成。由于輕重兩相在塔體內(nèi)垂直方向上逆流接觸，當(dāng)流速控制不好時(shí)，極易造成液泛或塔體內(nèi)軸向返混。特別對(duì)于兩相密度差較小或界面張力較低的易乳化萃取體系，常常因軸向返混造成傳質(zhì)還未達(dá)到真正平衡或相分離尚未徹底就排出塔外。因此，萃取塔操作的級(jí)效率較低，不適用于兩相相比或流比差異較大的工藝條件。工業(yè)上一般通過盡量增加萃取塔的高度來解決軸向返混問題。為了強(qiáng)化傳質(zhì)，采用萃取塔外界輸入能量時(shí)，如用機(jī)械攪拌、振動(dòng)、鼓泡或脈沖等以強(qiáng)化湍流，雖有粉碎液滴和強(qiáng)化傳質(zhì)的作用，但是若攪拌過度，會(huì)使返混加劇。軸向返混對(duì)萃取塔的操作性能帶來不利影響，不僅降低了傳質(zhì)推動(dòng)力，而且降低了萃取塔的處理能力。據(jù)估計(jì)，對(duì)于一些大型的工業(yè)萃取塔，大約有60-75%的高度是用來補(bǔ)償軸向混合的。另夕卜，軸向返混也是小型萃取塔放大到工業(yè)萃取塔時(shí)傳質(zhì)效率急劇下降的主要原因。填料萃取塔是石油煉制、化學(xué)工業(yè)和環(huán)境保護(hù)等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的一種萃取設(shè)備，由于塔內(nèi)無運(yùn)動(dòng)部件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和安裝等優(yōu)點(diǎn)。相比攪拌萃取塔而言，填料塔內(nèi)的填料可降低連續(xù)相嚴(yán)重的對(duì)流或軸向返混并提供表面積來促進(jìn)分散相的破碎和聚合。近年來，填料萃取塔技術(shù)得到了迅速發(fā)展，涌現(xiàn)出不少高效填料與新型塔內(nèi)件。特別是新型高效規(guī)整填料的不斷開發(fā)與應(yīng)用，沖擊了以往工業(yè)萃取塔大多以攪拌萃取塔為主的局面，且大有取而代之的趨勢(shì)。但是，通常的填料塔在使用過程中最大的問題在于兩相傳質(zhì)效率低，處理能力小，且塔的高度相對(duì)較高。Scheibel萃取塔是工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用的帶機(jī)械攪拌的填料萃取塔。與通常的填料萃取塔相比，Scheibel萃取塔的最大優(yōu)點(diǎn)在于顯著改善了萃取傳質(zhì)效率，提高了處理能力。在Scheibel萃取塔內(nèi)，沿塔體軸向方向交替安裝有潤(rùn)輪攪拌器和金屬絲網(wǎng)填料層。操作時(shí)，逆流的輕重兩相在裝有攪拌器的混合區(qū)充分接觸，然后在裝有金屬絲網(wǎng)填料層的澄清區(qū)分相?；旌蠀^(qū)和澄清區(qū)的相對(duì)高度可以變化，以適應(yīng)不同的處理工藝要求。但是，Scheibel萃取塔內(nèi)填料的高度是影響塔操作級(jí)效率的關(guān)鍵因素。當(dāng)混合的兩相要求劇烈的攪拌時(shí)，為有效抑制軸向返混，往往需要提供較大的填料層高度和密度。中國(guó)專利CN 101693151A提出一種帶篩板的Scheibel萃取塔。篩板的限流作用可有效限制塔內(nèi)軸向返混，同時(shí)可降低填料層的高度。但是，該裝置對(duì)于易乳化萃取體系并不適用。當(dāng)輕重兩相相比或流比差異較大時(shí)，金屬絲網(wǎng)填料往往起不到快速澄清和兩相分離的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種填料萃取塔，具體地，本發(fā)明的目的之一在于提供一種大相比液液兩相連續(xù)填料萃取塔，更具體地，本發(fā)明的目的之一在于提供一種大相比體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔，進(jìn)一步具體地，本發(fā)明涉及一種大相比易乳化體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔，以克服現(xiàn)有填料萃取塔的不足。本發(fā)明所述的大相比是指，輕重兩相逆流傳質(zhì)時(shí)，兩相體積比范圍為輕重=1:100 100:1，特別優(yōu)選為1:50 50:1。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案所述大相比易乳化體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔，所述萃取塔包括塔體，由依次連接的上段筒體17、中間段筒體18及下段筒體19組成，貫穿整個(gè)塔體設(shè)有攪拌軸3，所述萃取塔具體結(jié)構(gòu)如下所示上段筒體17內(nèi)設(shè)有疏水性絲網(wǎng)填料層10 ;中間段筒體18內(nèi)設(shè)有雙層絲網(wǎng)填料層，所述雙層絲網(wǎng)填料層的上部填料層為親水性絲網(wǎng)填料層11，下部填料層為疏水性絲網(wǎng)填料層10 ;所述下段筒體19內(nèi)設(shè)有親水性絲網(wǎng)填料層11。所述中間段筒體18內(nèi)的雙層絲網(wǎng)填料層作用主要有兩點(diǎn)一是隔開相鄰的混合區(qū)，給攪拌器施加于液體混合物的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提供必要的阻擋，以減小軸向混合的影響；二是加速分散相聚集，有利于輕重兩相在相比或流比差異較大的條件下實(shí)施操作。絲網(wǎng)填料層的安裝使用為工程領(lǐng)域的基本常識(shí)，本發(fā)明在此不再贅述。所述上段筒體17中疏水性絲網(wǎng)填料層10的數(shù)量為至少I個(gè)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)所設(shè)計(jì)的上段筒體17的高度來自行選擇疏水性絲網(wǎng)填料層10的數(shù)量，本發(fā)明優(yōu)選上段筒體17中疏水性絲網(wǎng)填料層10的數(shù)量為I。上段筒體17內(nèi)的疏水性絲網(wǎng)填料層10，其作用在于隔開親水性的重相，而有利于疏水性的輕相穿過。所述中間段筒體18內(nèi)雙層絲網(wǎng)填料層的數(shù)量為廣30，例如2、3、4、6、8、12、16、20、22、24、26、28、29，優(yōu)選廣28，進(jìn)一步優(yōu)選廣25。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)所設(shè)計(jì)的中間段筒體18的高度以及重相、輕相和被萃取物質(zhì)的性質(zhì)等影響萃取率的參數(shù)來自行選擇中間段筒體18內(nèi)雙層絲網(wǎng)填料層的數(shù)量以及如何分布這些絲網(wǎng)填料層，例如每個(gè)雙層絲網(wǎng)填料層的間距等。所述下段筒體19中親水性絲網(wǎng)填料層11的數(shù)量為至少I個(gè)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)所設(shè)計(jì)的下段筒體19的高度來自行選擇親水性絲網(wǎng)填料層的數(shù)量，本發(fā)明優(yōu)選下段筒體19中親水性絲網(wǎng)填料層10的數(shù)量為I。下段筒體19內(nèi)的親水性絲網(wǎng)填料層11，其作用在于隔開疏水性輕相，而有利于親水性的重相穿過。當(dāng)上段筒體17內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層10的數(shù)量和下段筒體19內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層11的數(shù)量均為I時(shí)，優(yōu)選地沿塔體縱向從上到下，親水性絲網(wǎng)填料層11的填料所用材料的親水性逐漸增強(qiáng)，至下段筒體19內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層11，其親水性達(dá)到最大；沿塔體縱向從下到上，疏水性絲網(wǎng)填料層10的填料所用材料的疏水性逐漸增強(qiáng)，至塔體上段筒體17內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層10，其疏水性達(dá)到最大。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)自己掌握的知識(shí)以及上述對(duì)填料層親水性以及疏水性的限定來選擇填料所用材料。作為優(yōu)選技術(shù)方案 ，所述親水性絲網(wǎng)填料層11的填料所用親水性材料包括但不限于玻璃、不銹鋼、鈦合金、陶瓷、尼龍、木材、碳纖維、石油焦粉、浙青粉、玻璃粉、石墨粉或親水性聚氨酯泡沫塑料中的一種或者至少兩種的混合物，所述混合物例如親水性聚氨酯泡沫塑料和石墨粉的混合物，玻璃粉和浙青粉的混合物，石油焦粉和碳纖維的混合物，木材和尼龍的混合物，陶瓷和鈦合金的混合物，不銹鋼和玻璃的混合物，不銹鋼和鈦合金的混合物，陶瓷和尼龍的混合物，木材和碳纖維的混合物，石油焦粉和浙青粉的混合物，玻璃粉和石墨粉的混合物，親水性聚氨酯泡沫塑料、石墨粉和玻璃粉的混合物，浙青粉、石油焦粉和碳纖維的混合物，木材、尼龍和陶瓷的混合物，優(yōu)選玻璃粉、陶瓷粉、親水性聚氨酯泡沫塑料、不銹鋼或鎳鈦合金中的一種或者至少兩種的混合物。優(yōu)選地，所述疏水性絲網(wǎng)填料層10的填料所用疏水性材料選自聚四氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、硅橡膠或丙綸中的一種或者至少兩種的混合物，所述混合物例如丙綸和硅橡膠的混合物，環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的混合物，聚丙烯腈和聚四氟乙烯的混合物，丙綸、硅橡膠和環(huán)氧樹脂的混合物，酚醛樹脂、聚丙烯腈和聚四氟乙烯的混合物，丙綸、硅橡膠、和酚醛樹脂的混合物。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)上述材料的親水性和疏水性來進(jìn)行梯度設(shè)計(jì)填料層的親疏水性。例如疏水性填料從上到下可以分別為硅橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹月旨、丙綸，親水性填料從上到下可以分別為玻璃粉、陶瓷粉、親水性聚氨酯泡沫塑料、不銹鋼絲網(wǎng)、鎳鈦合金絲網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)沿塔體縱向從上到下，親水性絲網(wǎng)填料層11的填料所用材料的親水性逐漸增強(qiáng)，沿塔體縱向從下到上，疏水性絲網(wǎng)填料層10的填料所用材料的疏水性逐漸增強(qiáng)的目的。優(yōu)選地，每層雙層絲網(wǎng)填料層與中間段筒體18壁相接處設(shè)有物料出口 12，優(yōu)選設(shè)有帶球閥的物料出口 12。所述塔體內(nèi)逆流操作的輕重兩液相內(nèi)所含待萃組分的親疏水性有差異時(shí)，物料出口 12的作用在于沿塔體縱向從上到下，分段排出具有不同親疏水性的組分。優(yōu)選地，所述中間段筒體18為分體式結(jié)構(gòu)，由f 30個(gè)分筒體20組成。所述分筒體的數(shù)量本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)知識(shí)進(jìn)行選擇，本發(fā)明在此不再贅述。所述每個(gè)分筒體20內(nèi)的雙層絲網(wǎng)填料層的數(shù)量本發(fā)明不作限定，例如可以沒有，也可以為I個(gè)、2個(gè)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)分筒體20的高度來具體選擇分筒體20內(nèi)的雙層絲網(wǎng)填料層的分布，只需要使中間段筒體18內(nèi)的雙層絲網(wǎng)填料層的數(shù)量滿足f 30即可。優(yōu)選每個(gè)分筒體20內(nèi)的雙層絲網(wǎng)填料層的數(shù)量為1，即每個(gè)分筒體20內(nèi)均設(shè)有雙層絲網(wǎng)填料層，且數(shù)量為1，此時(shí)，中間段筒體18由多少個(gè)分筒體20組成，則其含有相同數(shù)量的雙層絲網(wǎng)填料層。例如中間段筒體由4個(gè)分筒體20組成，則其含有的雙層絲網(wǎng)填料層的數(shù)量同樣為4。所述每個(gè)分筒體20內(nèi)的雙層絲網(wǎng)填料層優(yōu)選位于分筒體20的下部。
優(yōu)選地，上段筒體17內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層10上下兩面、中間段筒體18內(nèi)雙層絲網(wǎng)填料層上下兩面、下段筒體19內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層11上下兩面均分別設(shè)有篩板9。所述篩板9的作用在于可有效限制塔內(nèi)軸向返混，同時(shí)可降低填料層的高度。優(yōu)選所述篩板9 的開孔率為 5 30%，例如 6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%、22%、24%、26%、28%，優(yōu)選8 28%，進(jìn)一步優(yōu)選10 25%。優(yōu)選所述篩板9的孔徑為I 6mm，例如I. 5mm、2mm、2. 5mm、3mm、3. 5mm、4mm、4. 5mm、5mm、5. 5mm,優(yōu)選 I. 5 5. 5mm,進(jìn)一步優(yōu)選 2 5mm。所述攪拌軸3位于中間段筒體18的部分設(shè)有攪拌槳6，位于塔體上部與上段筒體17連接處的中間段筒體18空腔內(nèi)不設(shè)攪拌槳6，下段筒體19空腔內(nèi)不設(shè)攪拌槳6。優(yōu)選地，所述攪拌軸3上端與變頻電機(jī)I連接，下端與封閉式軸承8連接，攪拌軸3與上段筒體17通過機(jī)械密封2密封，機(jī)械密封在百度百科中有詳細(xì)說明，其是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的油封裝置。
上段筒體17壁上部裝有液位計(jì)7，所述液位計(jì)7位于疏水性絲網(wǎng)填料層10的上方。下段筒體19壁下部裝有液位計(jì)7，所述液位計(jì)I位于親水性絲網(wǎng)填料層11的下方。上段筒體17壁上部設(shè)有輕相物料出口 14，上段筒體17壁下部設(shè)有重相物料進(jìn)口13，下段筒體19壁上部設(shè)有輕相物料進(jìn)口 15，底部設(shè)有重相物料出口 16。上端筒體17與中間段筒體18之間以及中間段筒體18與下段筒體19之間均通過第一法蘭4連接；中間段筒體18內(nèi)各分筒體20間通過第一法蘭4連接；雙層絲網(wǎng)填料層上下兩面的篩板9通過第二法蘭5固定。所述筒體的直徑為50 3000mm,例如 100mm、500mm、1000mm、1500mm、2000mm、2500mm、2700mm，優(yōu)選100 2800臟，進(jìn)一步優(yōu)選150 2500臟。上段筒體17、中間段筒體18和下段筒體19的直徑應(yīng)相同，以滿足連接的需求，且均在上述筒體的直徑范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。優(yōu)選地，上段筒體17的高度為筒體直徑的0. 5 I. 5倍，例如0. 6,0. 7,0. 8,0. 9、I. O、I. I、I. 2、I. 3、I. 4，優(yōu)選 0. 7 I. 5 倍，進(jìn)一步優(yōu)選 I. (Tl. 5 倍。優(yōu)選地，下段筒體19的高度為筒體直徑的0. 5^1. 5倍，例如0. 6,0. 7,0. 8,0. 9、I. O、I. I、I. 2、I. 3、I. 4，優(yōu)選 0. 7 I. 5 倍，進(jìn)一步優(yōu)選 I. (Tl. 5 倍。優(yōu)選地，分筒體20的高度為筒體直徑的0. 5 I. 5倍，例如0. 6,0. 7,0. 8,0. 9、I. O、
I.I、I. 2、I. 3、1.4，優(yōu)選0. 7 I. 5倍，進(jìn)一步優(yōu)選I. (Tl. 5倍，各個(gè)分筒體20的高度可以相同，也可以不相同，本發(fā)明對(duì)此不作限制。所述塔體內(nèi)逆流操作的輕重兩相，重相是親水性液體，包括但不限于無機(jī)鹽水溶液或/和水溶性高分子聚合物水溶液，輕相是疏水性有機(jī)物，包括但不限于烷烴或/和市售有機(jī)萃取劑。所述市售有機(jī)萃取劑例如1，1，2-三氯乙烷、氯化甲基三(C9 C11烷基)銨、環(huán)己烯、磷酸二 - (2-乙基己)酯、2-乙基己基磷酸單-2-乙基己酯、氯乙酰氯、三辛胺、氯仿、脫鹽萃取劑YP121、促胺萃取劑7207、氧氯化磷、Adogen 283和Adigen 363及其至少兩種的混合物。所述烷烴例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷和壬烷及其至少兩種的混合物。優(yōu)選地，輕重兩相可以是親疏水性差異較大的兩液相。其親疏水性可由親水親油平衡值(HLB值)來定量，HLB值越小則疏水性越大，HLB值越大則親水性越大。當(dāng)輕重兩相的HLB值之差大于20時(shí),可認(rèn)為輕重兩相的親疏水性差異較大。優(yōu)選地，輕重兩相也可以是密度差大于等于0. 2g/cm3或界面張力大于等于IOmN/m的易乳化兩液相。優(yōu)選地，所述輕重兩相的體積比優(yōu)選為1:100 100:1。本發(fā)明典型但非限制性的填料萃取塔的結(jié)構(gòu)如下所示所述萃取塔包括塔體，由依次連接的上段筒體17、中間段筒體18及下段筒體19組成，貫穿整個(gè)塔體設(shè)有攪拌軸3，上段筒體17內(nèi)設(shè)有疏水性絲網(wǎng)填料層10 ;中間段筒體18內(nèi)設(shè)有雙層絲網(wǎng)填料層，所述雙層絲網(wǎng)填料層的上部填料層為親水性絲網(wǎng)填料層11，下部填料層為疏水性絲網(wǎng)填料層10 ;所述下段筒體19內(nèi)設(shè)有親水性絲網(wǎng)填料層11。上段筒體17內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層10的數(shù)量為I個(gè)；中間段筒體18內(nèi)雙層絲網(wǎng)填料層的數(shù)量為f 30，優(yōu)選廣28，進(jìn)一步優(yōu)選廣25，下段筒體19內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層11的數(shù)量為I個(gè)。沿塔體縱向從上到下，親水性絲網(wǎng)填料層11的填料所用材料的親水性逐漸增強(qiáng)，至下段筒體19內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層11，其親水性達(dá)到最大；沿塔體縱向從下到上，疏水性絲網(wǎng)填料層10的填料所用材料的疏水性逐漸增強(qiáng)，至上段筒體17內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層10，其疏水性達(dá)到最大；所述親水性絲網(wǎng)填料層11的填料所用親水性材料選自玻璃、不銹鋼、鈦合金、陶瓷、尼龍、木材、碳纖維、石油焦粉、浙青粉、玻璃粉、石墨粉或親水性聚氨酯泡沫塑料中的一種或者至少兩種的混合物，優(yōu)選玻璃粉、陶瓷粉、親水性聚氨酯泡沫塑料、不銹鋼或鎳鈦合金中的一種或者至少兩種的混合物；所述疏水性絲網(wǎng)填料層10的填料所用疏 水性材料選自聚四氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、硅橡膠或丙綸中的一種或者至少兩種的混合物。每層雙層絲網(wǎng)填料層與中間段筒體18壁相接處設(shè)有帶球閥的物料出口 12 ;所述中間段筒體18為分體式結(jié)構(gòu)，由f 30個(gè)分筒體20組成；上段筒體17內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層10上下兩面、中間段筒體18內(nèi)雙層絲網(wǎng)填料層上下兩面、下段筒體19內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層11上下兩面均分別設(shè)有篩板9 ;所述篩板9的開孔率為5 30%，孔徑為2 5mm。所述攪拌軸3位于中間段筒體18的部分設(shè)有攪拌槳6，位于塔體上部與上段筒體17連接處的中間段筒體18空腔內(nèi)不設(shè)攪拌槳6，下段筒體19空腔內(nèi)不設(shè)攪拌槳6 ;所述攪拌軸3上端與變頻電機(jī)I連接，下端與封閉式軸承8連接，攪拌軸3與上段筒體17通過機(jī)械密封2密封。上段筒體17壁上部裝有液位計(jì)7，所述液位計(jì)7位于疏水性絲網(wǎng)填料層10的上方；下段筒體19壁下部裝有液位計(jì)7，所述液位計(jì)7位于親水性絲網(wǎng)填料層11的下方。上段筒體17壁上部設(shè)有輕相物料出口 14，上段筒體17壁下部設(shè)有重相物料進(jìn)口13，下段筒體19壁上部設(shè)有輕相物料進(jìn)口 15，底部設(shè)有重相物料出口 16 ;上端筒體17與中間段筒體18之間以及中間段筒體18與下段筒體19之間均通過第一法蘭4連接；各分筒體20間通過第一法蘭4連接；雙層絲網(wǎng)填料層上下兩面的篩板9通過第二法蘭(5)固定。所述筒體的直徑為5(T3000mm，上段筒體17的高度為筒體直徑的0. 5^1. 5倍，下段筒體19的高度為筒體直徑的0. 5^1. 5倍，分筒體20的高度為筒體直徑的0. 5^1. 5倍，各個(gè)分筒體20的高度可以相同，也可以不相同。本發(fā)明的目的之二在于提供一種萃取方法，如下所示輕相作為分散相時(shí)，疏水性的輕相從下段筒體19的輕相物料進(jìn)口 15流入，與塔體內(nèi)逆流向下流動(dòng)的重相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。疏水性輕相在向上流動(dòng)的過程中，連續(xù)穿過沿塔體從下到上疏水性梯度逐步增強(qiáng)的疏水性絲網(wǎng)填料層10，在疏水性絲網(wǎng)填料層
10內(nèi)聚集，然后再次被分散，如此反復(fù)，最終從輕相物料出口 14流出。重相作為分散相時(shí)，親水性的重相從上段筒體17的重相物料進(jìn)口 13流入，與塔體內(nèi)逆流向上流動(dòng)的輕相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。親水性重相在向下流動(dòng)的過程中，連續(xù)穿過沿塔體從上到下親水性梯度逐步增強(qiáng)的親水性絲網(wǎng)填料層11，在親水性絲網(wǎng)填料層11內(nèi)聚集，然后再次被分散，如此反復(fù)，最終從重相物料出口 16流出。當(dāng)塔體內(nèi)逆流操作的輕重兩液相內(nèi)所含待萃取組分的親疏水性不同時(shí)，開啟物料出口 12，物料中具有不同親疏水性的多種組分，將在從上到下具有不同親疏水性的親水性絲網(wǎng)填料層11和疏水性絲網(wǎng)填料層10內(nèi)分步被分離；輕相作為分散相時(shí)，如果某種待萃取組分的疏水性小于該段疏水性絲網(wǎng)填料層10的疏水性，則將被阻滯，從物料出口 12隨輕重兩相混合液流出；同樣地，重相作為分散相時(shí)，如果某種待萃取組分的親水性小于該段親水性絲網(wǎng)填料層11的親水性，則將被阻滯，從物料出口 12隨輕重兩相混合液流出，由此反復(fù)，物料中具有不同親疏水性的多種組分，將最終分別從塔體從上到下的中間段筒體排出?！け景l(fā)明所述填料萃取塔具有如下有益效果(I)沿塔體縱向從上到下，在中間段筒體內(nèi)梯度布置填料層的親疏水性，可實(shí)現(xiàn)易乳化體系分散相在塔體中間段筒體填料層內(nèi)反復(fù)聚集成相，加速了易乳化體系兩相的分離速率，提高了塔體單元級(jí)效率。相比通常的Scheibel萃取塔而言，特別適合于輕重兩相在相比或流比差異較大的條件下實(shí)施快速澄清分相操作；(2)從上到下梯度布置具有不同親疏水性的填料層，也可實(shí)現(xiàn)含多種不同親疏水性組分的復(fù)雜體系在塔內(nèi)梯度萃取和分級(jí)分離。不同親疏水性組分沿塔體縱向，分段從不同的中間段筒體排出并收集。


下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。圖I:本發(fā)明所述一種大相比易乳化體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔的結(jié)構(gòu)示意圖；說明書附圖中標(biāo)記如下所示I-變頻電機(jī)，2-機(jī)械密封，3-攪拌軸，4-第一法蘭，5-第二法蘭，6_攪拌槳，7_液位計(jì)，8-封閉式軸承，9-篩板，10-疏水性絲網(wǎng)填料層，11-親水性絲網(wǎng)填料層，12-物料出口，13-重相物料進(jìn)口，14-輕相物料出口，15-輕相物料進(jìn)口，16-重相物料出口，17-上段筒體,18-中間段筒體，19-下段筒體，20-分筒體。
具體實(shí)施例方式為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下所述大相比易乳化體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔的萃取方法如下所示輕相作為分散相時(shí)，疏水性的輕相從下段筒體19的輕相物料進(jìn)口 15流入，與塔體內(nèi)逆流向下流動(dòng)的重相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。疏水性輕相在向上流動(dòng)的過程中，連續(xù)穿過沿塔體從下到上疏水性梯度逐步增強(qiáng)的疏水性絲網(wǎng)填料層10，在疏水性絲網(wǎng)填料層10內(nèi)聚集，然后再次被分散，如此反復(fù)，最終從輕相物料出口 14流出。重相作為分散相時(shí)，親水性的重相從上段筒體17的重相物料進(jìn)口 13流入，與塔體內(nèi)逆流向上流動(dòng)的輕相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。親水性重相在向下流動(dòng)的過程中，連續(xù)穿過沿塔體從上到下親水性梯度逐步增強(qiáng)的親水性絲網(wǎng)填料層11，在親水性絲網(wǎng)填料層
11內(nèi)聚集，然后又進(jìn)入下一個(gè)分筒體20再次被分散，如此反復(fù)，最終從重相物料出口 16流出。
當(dāng)塔體內(nèi)逆流操作的輕重兩液相內(nèi)所含待萃取組分的親疏水性不同時(shí)，開啟物料出口 12，物料中具有不同親疏水性的多種組分，將在從上到下具有不同親疏水性的親水性絲網(wǎng)填料層11和疏水性絲網(wǎng)填料層10內(nèi)，分步被分離；輕相作為分散相時(shí)，如果某種待萃取組分的疏水性小于該段疏水性絲網(wǎng)填料層10的疏水性，則將被阻滯，從物料出口 12隨輕重兩相混合液流出；同樣地，重相作為分散相時(shí)，如果某種待萃取組分的親水性小于該段親水性絲網(wǎng)填料層11的親水性，則將被阻滯，從物料出口 12隨輕重兩相混合液流出，由此反復(fù)，物料中具有不同親疏水性的多種組分，將最終分別從塔體從上到下的中間段筒體排出。實(shí)施例I如圖I所示，一種大相比易乳化體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔，所述塔體中間段筒體18由四個(gè)分筒體20組成，疏水性填料從上到下分別為硅橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、丙綸，親水性填料從上到下分別為玻璃粉、陶瓷粉、親水性聚氨酯泡沫塑料、不銹鋼絲網(wǎng)、鎳鈦合金絲網(wǎng)，萃取體系輕相為壬烷，重相為聚乙二醇水溶液，輕重兩相逆流的相體積比為1:100。以輕相為分散相，從輕相物料進(jìn)口 15流入，與塔體內(nèi)逆流向下流動(dòng)的重相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。輕相在向上流動(dòng)的過程中，連續(xù)穿過沿塔體從下到上疏水性梯度逐步增強(qiáng)的疏水性絲網(wǎng)填料層10，在疏水性絲網(wǎng)填料層10內(nèi)聚集，然后再次被分散。如此反復(fù)，最終可獲得清澈的壬烷有機(jī)相，從輕相物料出口 14流出。實(shí)施例2如圖I所示，一種大相比易乳化體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔，所述塔體中間段筒體18由四個(gè)分筒體20組成，疏水性填料從上到下分別為硅橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、丙綸，親水性填料從上到下分別為玻璃粉、陶瓷粉、親水性聚氨酯泡沫塑料、不銹鋼絲網(wǎng)、鎳鈦合金絲網(wǎng)，萃取體系輕相為體積百分?jǐn)?shù)30%的三烷基氧化膦的煤油溶液，重相為重量百分?jǐn)?shù)20%的聚乙二醇的硫酸銨水溶液,輕重兩相逆流的相體積比為100:1。以重相為分散相，從重相物料進(jìn)口 13流入，與塔體內(nèi)逆流向上流動(dòng)的輕相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。重相在向下流動(dòng)的過程中，連續(xù)穿過沿塔體從上到下親水性梯度逐步增強(qiáng)的親水性絲網(wǎng)填料層11，在親水性填料層11內(nèi)聚集，然后又進(jìn)入再次被分散。如此反復(fù)，最終可獲得清澈的聚乙二醇水溶液，從重相物料出口 16流出。實(shí)施例3如圖I所示，一種大相比易乳化體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔，所述塔體中間段筒體18由四個(gè)分筒體20組成，疏水性填料從上到下分別為硅橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、丙綸，親水性填料從上到下分別為玻璃粉、陶瓷粉、親水性聚氨酯泡沫塑料、不銹鋼絲網(wǎng)、鎳鈦合金絲網(wǎng)，萃取體系輕相為壬烷，重相為含有苯酚、硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚、鄰硝基苯酚的聚乙二醇水溶液，輕重兩相逆流的相體積比為1:50。以輕相為分散相，從輕相物料進(jìn)口 15流入，與塔體內(nèi)逆流向下流動(dòng)的重相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。從物料出口 12處，自上而下可流出分別富含鄰硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚、硝基苯酚或苯酚的壬烷負(fù)載有機(jī)相。四種組分各自的萃取率可分別達(dá)到80%，85%，90%和83%。實(shí)施例4如圖I所示，一種大相比易乳化體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔，所述塔體中間段筒體18由四個(gè)分筒體20組成，疏水性填料從上到下分別為硅橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、丙綸，親水性填料從上到下分別為玻璃粉、陶瓷粉、親水性聚氨酯泡沫塑料、不銹鋼絲網(wǎng)、鎳鈦合金絲網(wǎng)，萃取體系輕相為體積百分?jǐn)?shù)30%的三烷基氧化膦的煤油溶液，重相為含有鈦、鉻、鐵、鎂金屬離子的pH=2的鹽酸水溶液中加入鄰菲啰啉,然后溶入重量百分?jǐn)?shù)20%的聚乙二醇硫酸銨水溶液中，輕重兩相逆流的相體積比為80: I。以重相為分散相， 從重相物料進(jìn)口 13流入，與塔體內(nèi)逆流向上流動(dòng)的輕相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。從物料出口 12處，自上而下可流出分別負(fù)載有鈦、鉻、鐵或鎂的三烷基氧化膦-煤油溶液。四種金屬離子在流出的有機(jī)相中分配率可分別達(dá)到95%，93%，90%和98%。實(shí)施例5所述萃取塔包括塔體，由依次連接的上段筒體17、中間段筒體18及下段筒體19組成，貫穿整個(gè)塔體設(shè)有攪拌軸3，上段筒體17內(nèi)設(shè)有疏水性絲網(wǎng)填料層10 ;中間段筒體18內(nèi)設(shè)有雙層絲網(wǎng)填料層，所述雙層絲網(wǎng)填料層的上部填料層為親水性絲網(wǎng)填料層11，下部填料層為疏水性絲網(wǎng)填料層10 ;所述下段筒體19內(nèi)設(shè)有親水性絲網(wǎng)填料層11。上段筒體17內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層10的數(shù)量為I個(gè)；中間段筒體18內(nèi)雙層絲網(wǎng)填料層的數(shù)量為4個(gè)，下段筒體19內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層11的數(shù)量為I個(gè)。疏水性填料從上到下分別為硅橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、丙綸，親水性填料從上到下分別為玻璃粉、陶瓷粉、親水性聚氨酯泡沫塑料、不銹鋼絲網(wǎng)、鎳鈦合金絲網(wǎng)。每層雙層絲網(wǎng)填料層與中間段筒體18壁相接處設(shè)有帶球閥的物料出口 12 ;所述中間段筒體18為分體式結(jié)構(gòu)，由4個(gè)分筒體20組成，每個(gè)分筒體20中均有一個(gè)雙層絲網(wǎng)填料層，上段筒體17內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層10上下兩面、中間段筒體18內(nèi)雙層絲網(wǎng)填料層上下兩面、下段筒體19內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層11上下兩面均分別設(shè)有篩板9，所述篩板9的開孔率為5%，孔徑為5mm。所述攪拌軸3位于中間段筒體18的部分設(shè)有攪拌槳6，位于塔體上部與上段筒體17連接處的中間段筒體18空腔內(nèi)不設(shè)攪拌槳6，下段筒體19空腔內(nèi)不設(shè)攪拌槳6 ;所述攪拌軸3上端與變頻電機(jī)I連接，下端與封閉式軸承8連接，攪拌軸3與上段筒體17通過機(jī)械密封2密封。上段筒體17壁上部裝有液位計(jì)7，所述液位計(jì)7位于疏水性絲網(wǎng)填料層10的上方；下段筒體19壁下部裝有液位計(jì)7，所述液位計(jì)7位于親水性絲網(wǎng)填料層11的下方。上段筒體17壁上部設(shè)有輕相物料出口 14，上段筒體17壁下部設(shè)有重相物料進(jìn)口13，下段筒體19壁上部設(shè)有輕相物料進(jìn)口 15，底部設(shè)有重相物料出口 16 ;上端筒體17與中間段筒體18之間以及中間段筒體18與下段筒體19之間均通過第一法蘭4連接；中間段筒18內(nèi)各分筒體20間通過第一法蘭4連接；雙層絲網(wǎng)填料層上下兩面的篩板9用第二法蘭5固定。
所述筒體的直徑為50mm，上段筒體17的高度為筒體直徑的I. 5倍，下段筒體19的高度為筒體直徑的I. 5倍，分筒體20的高度為筒體直徑的I. 5倍，各個(gè)分筒體20的高度相同。萃取體系輕相為壬烷，重相為含有苯酚、硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚、鄰硝基苯酚的聚乙二醇水溶液，輕重兩相逆流的相體積比為1:50。以輕相為分散相，從輕相物料進(jìn)口 15流入，與塔體內(nèi)逆流向下流動(dòng)的重相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。從物料出口 12處，自上而下可流出分別富含鄰硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚、硝基苯酚或苯酚的壬烷負(fù)載有機(jī)相。四種組分各自的萃取率可分別達(dá)到80%，85%, 90%和83%。實(shí)施例6將實(shí)施例5中的篩板9的開孔率為30%，孔徑為2mm，筒體的直徑為3000mm，上段筒體17的高度為筒體直徑的0. 5倍，下端筒體19的高度為筒體直徑的0. 5倍，分筒體20的 高度為筒體直徑的I. 5倍，各個(gè)分筒體20的高度相同。其余，填料萃取塔的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例5相同。萃取體系輕相為壬烷，重相為含有苯酚、硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚、鄰硝基苯酚的聚乙二醇水溶液，輕重兩相逆流的相體積比為1:60。以輕相為分散相，從輕相物料進(jìn)口 15流入，與塔體內(nèi)逆流向下流動(dòng)的重相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。從物料出口 12處，自上而下可流出分別富含鄰硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚、硝基苯酚或苯酚的壬烷負(fù)載有機(jī)相。四種組分各自的萃取率可分別達(dá)到82%，86%, 92%和85%。實(shí)施例I一種大相比易乳化體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔，所述塔體中間段筒體18由30個(gè)分筒體20組成，從上到下每6個(gè)分筒體20為一組依次布置，疏水性填料分別為硅橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、丙綸；親水性填料也是每6個(gè)分筒體20為一組，從上到下分別為玻璃粉、陶瓷粉、親水性聚氨酯泡沫塑料、不銹鋼絲網(wǎng)、鎳鈦合金絲網(wǎng)。萃取體系輕相為壬烷，重相為含有苯酚、硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚、鄰硝基苯酚的聚乙二醇水溶液，輕重兩相逆流的相體積比為1:50。以輕相為分散相，從輕相物料進(jìn)口 15流入，與塔體內(nèi)逆流向下流動(dòng)的重相在中間段筒體18內(nèi)攪拌混合。從物料出口 12處，自上而下可流出分別富含鄰硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚、硝基苯酚或苯酚的壬烷負(fù)載有機(jī)相。四種組分各自的萃取率可分別達(dá)到95%, 98%, 96% 和 92%。申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大相比體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔，所述萃取塔包括塔體，由依次連接的上段筒體(17)、中間段筒體(18)及下段筒體(19)組成，貫穿整個(gè)塔體設(shè)有攪拌軸(3)，其特征在于 上段筒體(17)內(nèi)設(shè)有疏水性絲網(wǎng)填料層(10);中間段筒體(18)內(nèi)設(shè)有雙層絲網(wǎng)填料層，所述雙層絲網(wǎng)填料層的上部填料層為親水性絲網(wǎng)填料層(11)，下部填料層為疏水性絲網(wǎng)填料層(10);下段筒體(19)內(nèi)設(shè)有親水性絲網(wǎng)填料層(11)。
2.如權(quán)利要求I所述的萃取塔，其特征在于，上段筒體(17)內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層(10)的數(shù)量為至少I個(gè)，優(yōu)選I個(gè)； 優(yōu)選地，中間段筒體(18)內(nèi)雙層絲網(wǎng)填料層的數(shù)量為廣30，優(yōu)選f 28，進(jìn)ー步優(yōu)選Γ25 ； 優(yōu)選地，下段筒體(19)內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層(11)的數(shù)量為至少I個(gè)，優(yōu)選I個(gè)； 優(yōu)選地，沿塔體縱向從上到下，親水性絲網(wǎng)填料層(11)的填料所用材料的親水性逐漸增強(qiáng)，至下段筒體(19)內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層(11)，其親水性達(dá)到最大；沿塔體縱向從下到上，疏水性絲網(wǎng)填料層(10)的填料所用材料的疏水性逐漸增強(qiáng)，至上段筒體(17)內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層(10)，其疏水性達(dá)到最大； 優(yōu)選地，所述親水性絲網(wǎng)填料層(11)的填料所用親水性材料選自玻璃、不銹鋼、鈦合金、陶瓷、尼龍、木材、碳纖維、石油焦粉、浙青粉、玻璃粉、石墨粉或親水性聚氨酯泡沫塑料中的一種或者至少兩種的混合物，優(yōu)選玻璃粉、陶瓷粉、親水性聚氨酯泡沫塑料、不銹鋼或鎳鈦合金中的一種或者至少兩種的混合物； 優(yōu)選地，所述疏水性絲網(wǎng)填料層(10)的填料所用疏水性材料選自聚四氟こ烯、聚丙烯臆、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、硅橡膠或丙綸中的一種或者至少兩種的混合物； 優(yōu)選地，每層雙層絲網(wǎng)填料層與中間段筒體(18)壁相接處設(shè)有物料出口( 12)，優(yōu)選設(shè)有帶球閥的物料出口(12)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的萃取塔，其特征在于，所述中間段筒體(18)為分體式結(jié)構(gòu)，由f 30個(gè)分筒體(20)組成； 優(yōu)選地，每個(gè)分筒體(20)內(nèi)的雙層絲網(wǎng)填料層的數(shù)量為I ; 優(yōu)選地，上段筒體(17)內(nèi)疏水性絲網(wǎng)填料層(10)上下兩面、中間段筒體(18)內(nèi)雙層絲網(wǎng)填料層上下兩面、下段筒體(19)內(nèi)親水性絲網(wǎng)填料層(11)上下兩面均分別設(shè)有篩板(9)； 優(yōu)選地，所述篩板(9)的開孔率為5 30%，優(yōu)選8 28%，進(jìn)ー步優(yōu)選10 25% ； 優(yōu)選地，所述篩板(9)的孔徑為優(yōu)選I. 5^5. 5mm,進(jìn)ー步優(yōu)選2 5mm。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的萃取塔，其特征在于，所述攪拌軸(3)位于中間段筒體(18)的部分設(shè)有攪拌槳(6)，位于塔體上部與上段筒體(17)連接處的中間段筒體(18)空腔內(nèi)不設(shè)攪拌槳(6)，下段筒體(19)空腔內(nèi)不設(shè)攪拌槳(6)； 優(yōu)選地，所述攪拌軸(3)上端與變頻電機(jī)(I)連接，下端與封閉式軸承(8)連接，攪拌軸(3)與上段筒體(17)通過機(jī)械密封(2)密封。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的萃取塔，其特征在于，上段筒體(17)壁上部裝有液位計(jì)(7)，所述液位計(jì)(7)位于疏水性絲網(wǎng)填料層(10)的上方； 優(yōu)選地，下段筒體(19)壁下部裝有液位計(jì)(7)，所述液位計(jì)(7)位于親水性絲網(wǎng)填料層(11)的下方。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的萃取塔，其特征在于，上段筒體(17)壁上部設(shè)有輕相物料出口( 14)，上段筒體(17)壁下部設(shè)有重相物料進(jìn)ロ( 13)，下段筒體(19)壁上部設(shè)有輕相物料進(jìn)ロ(15)，底部設(shè)有重相物料出口(16)； 優(yōu)選地，上端筒體(17)與中間段筒體(18)之間以及中間段筒體(18)與下段筒體(19)之間均通過第一法蘭(4)連接； 優(yōu)選地，各個(gè)分筒體(20)間通過第一法蘭(4)連接； 優(yōu)選地，雙層絲網(wǎng)填料層上下兩面的篩板(9)通過第二法蘭(5)固定。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的萃取塔，其特征在于，所述筒體的直徑為5(T3000mm，優(yōu)選100 2800臟，進(jìn)ー步優(yōu)選15(T2500mm ；優(yōu)選地，上段筒體(17)高度為筒體直徑的O. 5^1. 5倍，優(yōu)選O. 7^1. 5倍，進(jìn)ー步優(yōu)選I. 0 1· 5 倍； 優(yōu)選地，下段筒體(19)的高度為筒體直徑的O. 5^1. 5倍，優(yōu)選O. 7^1. 5倍，進(jìn)ー步優(yōu)選I. 0 1· 5 倍； 優(yōu)選地，分筒體(20)的高度為筒體直徑的O. 5^1. 5倍，優(yōu)選O. 7^1. 5倍，進(jìn)ー步優(yōu)選I.(Tl. 5倍，各個(gè)分筒體(20)的高度可以相同，也可以不相同。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的萃取塔，其特征在于，所述塔體內(nèi)逆流操作的輕重兩相，重相是親水性液體，選自無機(jī)鹽水溶液或/和水溶性高分子聚合物水溶液，輕相是疏水性有機(jī)物，選自烷烴或/和市售有機(jī)萃取劑； 優(yōu)選地，輕重兩相可以是親疏水性差異較大的兩液相； 優(yōu)選地，輕重兩相也可以是密度差大于等于O. 2g/cm3或界面張カ大于等于10mN/m的兩液相； 優(yōu)選地，所述輕重兩相的體積比優(yōu)選為1:10(Γ100: I。
9.一種萃取方法,其特征在于 輕相作為分散相時(shí)，疏水性的輕相從下段筒體(19)的輕相物料進(jìn)ロ(15)流入，與塔體內(nèi)逆流向下流動(dòng)的重相在中間段筒體(18)內(nèi)攪拌混合。疏水性輕相在向上流動(dòng)的過程中，連續(xù)穿過沿塔體從下到上疏水性梯度逐步增強(qiáng)的疏水性絲網(wǎng)填料層(10)，在疏水性絲網(wǎng)填料層(10)內(nèi)聚集，然后再次被分散，如此反復(fù)，最終從輕相物料出口(14)流出； 重相作為分散相時(shí)，親水性的重相從上段筒體(17)的重相物料進(jìn)ロ(13)流入，與塔體內(nèi)逆流向上流動(dòng)的輕相在中間段筒體(18)內(nèi)攪拌混合。親水性重相在向下流動(dòng)的過程中，連續(xù)穿過沿塔體從上到下親水性梯度逐步增強(qiáng)的親水性絲網(wǎng)填料層(11)，在親水性絲網(wǎng)填料層(11)內(nèi)聚集，然后再次被分散，如此反復(fù)，最終從重相物料出ロ( 16)流出。
10.一種萃取方法,其特征在于 當(dāng)塔體內(nèi)逆流操作的輕重兩液相內(nèi)所含待萃取組分的親疏水性不同時(shí)，開啟物料出口(12)，物料中具有不同親疏水性的多種組分，將在從上到下具有不同親疏水性的親水性絲網(wǎng)填料層(11)和疏水性絲網(wǎng)填料層(10)內(nèi)分步被分離；輕相作為分散相時(shí)，如果某種待萃取組分的疏水性小于該段疏水性絲網(wǎng)填料層(10)的疏水性，則將被阻滯，從物料出ロ( 12)隨輕重兩相混合液流出；同樣地，重相作為分散相時(shí)，如果某種待萃取組分的親水性小于該段親水性絲網(wǎng)填料層(11)的親水性，則將被阻滯，從物料出口(12)隨輕重兩相混合液流出，由此反復(fù) ，物料中具有不同親疏水性的多種組分，將最終分別從塔體從上到下的中間段筒體排出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大相比體系梯度分級(jí)分離的填料萃取塔及其萃取方法。所述萃取塔的塔體包括上段筒體、中間段筒體和下段筒體三部分依次連接組成，中間段筒體設(shè)有雙層絲網(wǎng)填料層，雙層絲網(wǎng)填料層的上部填料層為親水性絲網(wǎng)填料層，下部填料層為疏水性絲網(wǎng)填料層。沿塔體縱向從上到下，在中間段筒體內(nèi)梯度交替布置填料層的親疏水性，可實(shí)現(xiàn)易乳化體系分散相在塔體中間段筒體填料層內(nèi)反復(fù)聚集成相，加速了易乳化體系兩相的分離速率，提高了塔體單元的級(jí)效率，特別適合于輕重兩相在相比或流比差異較大的條件下實(shí)施快速澄清分相操作，也可實(shí)現(xiàn)含多種不同親疏水性組分的復(fù)雜體系在塔內(nèi)梯度萃取和分級(jí)分離。
文檔編號(hào)B01D11/04GK102728099SQ20121021588
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者劉會(huì)洲, 黃焜 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所