本發(fā)明涉及一種新型集束萃取裝置及集束萃取方法。本發(fā)明特別適宜液-液連續(xù)萃取，尤其是石油化工、煤化工，醫(yī)藥化工領(lǐng)域進行實驗室或工業(yè)規(guī)模的實現(xiàn)組分分離的傳質(zhì)分離過程。

背景技術(shù)：

早在一千多年前，我國勞動人民在長期的生產(chǎn)勞動實踐中，就已經(jīng)應(yīng)用了萃取的方法，如用燒酒（有機溶劑）提取藥業(yè)或香花（如玫瑰花）中的有效成分。液-液萃取早期研究的第一個例子是peligot在1842年用二乙醚萃取硝酸鈾酰。后來隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展，特別是化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，人們不斷發(fā)現(xiàn)一些無機物可以被某些有機溶劑所提取。十九世紀后期，在總結(jié)了一定數(shù)量液-液平衡分配結(jié)果的基礎(chǔ)上，1872年berthlot和jungfleisch首先根據(jù)經(jīng)驗對液-液平衡進行了定量的推斷。接著1891年nernst根據(jù)力學(xué)關(guān)系對此進一歨加以闡明,提出了著名的nernst分配定律，從而為萃取化學(xué)和化工的發(fā)展奠定了最早的理論基礎(chǔ)。液-液萃取的最早實際應(yīng)用是goering用乙酸乙酯之類的溶劑從醋酸的稀溶液中制取濃醋酸。1908事年edeleanu首先將溶劑萃取應(yīng)用于石油工業(yè)中。他用液態(tài)二氧化硫作為溶劑從羅馬尼亞煤油中萃取除去芳香烴。二十世紀三十年代初期，開始有人研究稀土元素的萃取分離問題，但是在很長的一段時間內(nèi)沒有獲得具有實際價值的成果。四十年代以來，隨著原子能工業(yè)的發(fā)展基于生產(chǎn)核燃料的需要，大大促進了對萃取化學(xué)的研究。特別是二十世紀四十年代末期采用tbp作為核燃料的萃取劑以后，萃取過程才得到了日益廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

由于萃取過程與原有的各種分離過程（如分歩沉淀、分級結(jié)晶、離子交換等）相比，具有提取及分離效率高，生產(chǎn)能力大、便于快續(xù)連續(xù)和安全操作、易于實現(xiàn)自動控制等一系列特點，所以近三十年來，無論是在新型萃取劑的制備、萃取化學(xué)和萃取工藝的研究以及新型高效萃取設(shè)備的研制及應(yīng)用諸方面都得了較大的發(fā)展。近年來，由于萃取設(shè)備的改進革新，回流萃取流程的推廣以及dcs的普及應(yīng)用，更加提高了萃取效率，從而為萃取過程的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了更為有利的條件。

隨著液-液萃取在各種分離提取過程中的廣泛應(yīng)用，人們對萃取化學(xué)、工藝和設(shè)備進行了越來越多的研究。近幾十年來尤其對萃取設(shè)備的研發(fā)，各國科研工作者都投入了人力、物力、財力，推陳出新了各種類型的萃取設(shè)備。現(xiàn)有的萃取設(shè)備種類繁多。按液流接觸方式有：逐級接觸式和連續(xù)接觸式，前者的典型代表是用機械攪拌的混合澄清器，也包括空氣脈沖混合澄清器，重力式篩板塔和離心萃取器等；而連續(xù)接觸設(shè)備主要是萃取塔，其次是離心萃取器。按相分散的動力有：萃取塔又包括重力式的噴淋塔和填料塔，機械攪拌式的轉(zhuǎn)盤塔，希貝爾塔，米克西科塔，庫尼塔等。此外，還有脈沖式填料塔和篩板塔，往復(fù)振動篩等?，F(xiàn)有的這些萃取設(shè)備存在以下問題：逐級接觸式溶劑滯留量，設(shè)備占地面積大，不適用于所需理論級數(shù)較大的體系；連續(xù)接觸式難處理密度小的體系，不能適應(yīng)高比操作，放大設(shè)計不可靠，結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以加工，制造成本和維修費用高。還有現(xiàn)有的萃取設(shè)備都存在以下問題:兩相物料接觸時間長,萃取劑的使用量大，傳質(zhì)效率低，級效率低，容易產(chǎn)生逆流與液泛。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型集束萃取裝置及集束萃取方法,其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且使用操作簡便、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有萃取裝置體積較大、投入成本較高、兩相物料接觸時間長,萃取劑的使用量大，傳質(zhì)效率低，級效率低，容易產(chǎn)生逆流與液泛的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：在一個集束萃取設(shè)備上，同時并聯(lián)n個(n為除0和1以外的自然數(shù)2、3、4、5、6、7......)相同直徑，相同高度，相同規(guī)格，相同材質(zhì)的萃取塔,在每個萃取塔上和下（上或下）分別安裝有獨立的進料管，各萃取塔的連續(xù)相與分散相最后匯集到上下澄清罐；集束萃取設(shè)備由殼體、n個萃取段、上澄清罐（上封頭）、下澄清罐（下封頭）、上管板、下管板、重相分布器、輕相分布器、萃取劑進料口、萃取液進料口、重相出料口、輕相出料口、界面計、密度計、換熱介質(zhì)入口（出口）、換熱介質(zhì)出口（入口）、填料、折流板、動力泵設(shè)備、控制系統(tǒng)；開車時先將連續(xù)相注滿萃取設(shè)備中，然后開啟分散相，分散相經(jīng)凝聚后自萃取設(shè)備內(nèi)排出，輕相為分散相時，分散相在萃取設(shè)備頂分層段凝聚，維持適當兩相高度，再開啟分散相，依靠重相出口流量調(diào)節(jié)界面高度，重相為分散相時，分散相在萃取設(shè)備底分層段凝聚，兩相界面維持在萃取設(shè)備底分層段的適當位置上。

上述一種新型集束萃取裝置及集束萃取方法，其特征是：各個萃取塔直徑為dn8~dn100，各個萃取塔高度為5cm~10000cm。

上述一種新型集束萃取裝置及集束萃取方法，其特征是：各個重相分布器的單個管直徑為dn6~dn80，各個輕相分布器的單個管直徑為dn6~dn80。

上述一種新型集束萃取裝置及集束萃取方法，其特征是：上管板的單個管口直徑為dn8~dn100，下管板的單個管口直徑為dn8~dn100。

上述一種新型集束萃取裝置及集束萃取方法，其特征是：萃取劑進料口直徑為dn6~dn500，萃取液進料口直徑為dn6~dn500，重相出料口直徑為dn6~dn500，輕相出料口直徑為dn6~dn500。

上述一種新型集束萃取裝置及集束萃取方法，其特征是：各個萃取管的材質(zhì)為金屬、工程塑料、玻璃、陶瓷。

上述一種新型集束萃取裝置及集束萃取方法，其特征是：填料的材質(zhì)為金屬、工程塑料、玻璃、陶瓷；填料的類型為規(guī)整、散裝、彈簧、毛刷，并根據(jù)物料性質(zhì)是否裝填料。

上述一種新型集束萃取裝置及集束萃取方法，其特征是：連續(xù)相進料溫度為-30℃~300℃，分散相進料溫度為-30℃~300℃，萃取壓力為1kpa~10mpa,密度為0.500~1.500ppm,界面為30±10%；連續(xù)相比分散相比為0.1~5.0。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

[1、工藝簡單、設(shè)計合理、放大設(shè)計可靠、能耗低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單易加工、且制造成本低和維修費用低及運行成本與投入成本低。

2、生產(chǎn)萃取過程萃取效率高、促使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率及收率高。

3、傳質(zhì)效率高、級效率高、不容易產(chǎn)生逆流與液泛易操作。

4、兩相物料接觸時間短、萃取劑的使用量少。

5、易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、降低石油化工、煤化工、醫(yī)藥化工生產(chǎn)成本、本發(fā)明應(yīng)用前景廣闊，經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益顯著。

綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且使用操作簡便、能有效解決現(xiàn)有萃取設(shè)備萃取流程復(fù)雜、設(shè)備體積較大、投入成本較高、產(chǎn)品收率較低、使用效果差等缺陷。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)及工藝流程簡圖。

圖2為本發(fā)明的設(shè)備其他類型結(jié)構(gòu)圖。

圖3為圖1中5、6管板俯視圖。

圖4為圖1中7、8分布器示意圖。

附圖1標記說明：

1—殼體；2—n個萃取段；3—上澄清罐；

4—下澄清罐；5—上管板；6—下管板；

7—輕相分布器；8—重相分布器；9—輕液入口；

10—重液入口；11—重液出口；12—輕液出口；

13—界面計；14—密度計；15—換熱介質(zhì)入口（出口）；

16—換熱介質(zhì)出口（入口）；17—填料；

18—折流板。

具體實施方式

實施例

如圖1所示，本實施例的集束萃取裝置及集束萃取方法為：

在一個集束萃取設(shè)備上，同時并聯(lián)n個(n為除0和1以外的自然數(shù)2、3、4、5、6、7......)相同直徑，相同高度，相同規(guī)格，相同材質(zhì)的萃取塔,在每個萃取塔上和下（上或下）分別安裝有獨立的進料管，各萃取塔的連續(xù)相與分散相最后匯集到上下澄清罐，正常運行時只需要控制好萃取工藝的界面就可以輕松達到穩(wěn)定、高效運行；

集束萃取設(shè)備由殼體（1）、n個小口徑萃取塔（2）、上澄清罐（上封頭）（3）、下澄清罐（下封頭）（4）、上管板（5）、下管板（6）、重相分布器（8）、輕相分布器（7）、萃取劑進料口（9或10）、萃取液進料口（9或10）、重相出料口（11）、輕相出料口（12）、界面計（13）、密度計（14）、換熱介質(zhì)入口（出口）（15或16）、換熱介質(zhì)出口（入口）（15或16）、填料（17）、折流板（18）、動力泵設(shè)備、控制系統(tǒng)；

開車時先將連續(xù)相注滿萃取設(shè)備中，然后開啟分散相，分散相經(jīng)凝聚后自萃取設(shè)備內(nèi)排出，輕相為分散相時，分散相在萃取設(shè)備頂分層段凝聚，維持適當兩相高度，再開啟分散相，依靠重相出口流量調(diào)節(jié)界面高度，重相為分散相時，分散相在萃取設(shè)備底分層段凝聚，兩相界面維持在萃取設(shè)備底分層段的適當位置上。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。