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萃取設(shè)備的選擇
對(duì)于一個(gè)液液萃取過(guò)程來(lái)說(shuō),選擇合適的傳質(zhì)設(shè)備,是一件比較重要的工作,但也是比較困難的工作。各種傳質(zhì)設(shè)備具有不同的特性,而且萃取過(guò)程及萃取系統(tǒng)中各種因素的影響也是錯(cuò)綜復(fù)雜的。
設(shè)備的選型應(yīng)考慮系統(tǒng)的性質(zhì)和設(shè)計(jì)特性:
(1).系統(tǒng)所需要的理論級(jí)數(shù):
為完成一定的分離要求,萃取設(shè)備必須具有所需要的理論級(jí)數(shù)。所需要的理論級(jí)數(shù)較少,如2-3級(jí),一般無(wú)機(jī)械攪拌的設(shè)備可以選用,如填料塔、篩板塔等。
所需要的理論級(jí)數(shù)較多,如5級(jí)以上,就必須選用具有外加能量的萃取設(shè)備,如轉(zhuǎn)盤(pán)塔、振動(dòng)塔。當(dāng)需要更多的理論級(jí)數(shù)時(shí),如稀土萃取過(guò)程往往需要幾十級(jí),甚至幾百級(jí),此時(shí)一般只能選用混合澄清器。
(2).處理量:
設(shè)備的處理量往往由生產(chǎn)任務(wù)所決定。所要求的處理量大,可選用轉(zhuǎn)盤(pán)塔、篩板塔,Kuhni塔;處理量較小,可選用填料塔,脈沖篩板塔、脈沖填料塔等。
(3).停留時(shí)間:
在萃取操作中如果系統(tǒng)對(duì)停留時(shí)間有要求時(shí),如抗1菌素生產(chǎn)中,發(fā)酵液的萃取,往往要求在萃取設(shè)備中停留時(shí)間較短,此時(shí)可選用離心萃取器。如果系統(tǒng)伴有較慢的化學(xué)反應(yīng),要求有足夠的停留時(shí)間時(shí),采用混合澄清器也是合適的。
(4).相比:
系指分散相和連續(xù)相的流量比,對(duì)于塔式萃取設(shè)備,為了產(chǎn)生較大的接觸面積,通常將流量大的一相作為分散相。相比過(guò)大,非攪拌型的塔不宜選用,而應(yīng)該選用攪拌型的塔,混合澄清器基本上不受相比大小的影響。
(5).系統(tǒng)的物理性質(zhì):
系統(tǒng)的物理性質(zhì)對(duì)萃取設(shè)備的選擇有密切的關(guān)系。兩相密度差大可選用塔式萃取器;反之應(yīng)選用離心萃取器;(3)中壓區(qū)的選擇萃取,在高低壓之間,可根據(jù)物料萃取的要求,選擇適宜的壓力進(jìn)行有效萃取。系統(tǒng)的界面張力大,粘度高,則應(yīng)考慮有外加能量的萃取設(shè)備,以保證較大的接觸面積;界面張力小,可選用填料塔,若系統(tǒng)具有腐蝕性的,則應(yīng)優(yōu)先考慮填料塔。
(6).設(shè)備與操作、維修費(fèi)用:
選用萃取設(shè)備時(shí),除需要考慮設(shè)備的制造費(fèi)用外,還要考慮設(shè)備的操作和維修費(fèi)用。包括設(shè)備內(nèi)的物料存儲(chǔ)量,尤其是溶劑的存儲(chǔ)量、溶劑的回收費(fèi)用及溶劑的損耗。
(7).設(shè)備的安裝場(chǎng)地:
設(shè)備的安裝場(chǎng)地應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定,場(chǎng)地面積有限應(yīng)選用塔式設(shè)備;若場(chǎng)地高度有限,則可考慮混合澄清器。
萃取和分液的區(qū)別
萃取又稱(chēng)溶劑萃取或液液萃取(以區(qū)別于固液萃取,即浸取),亦稱(chēng)抽提(通用于石油煉制工業(yè)),是一種用液態(tài)的萃取劑處理與之不互溶的雙組分或多組分溶液,實(shí)現(xiàn)組分分離的傳質(zhì)分離過(guò)程,是一種廣泛應(yīng)用的單元操作.
比如說(shuō)碘水,利用四氯1化碳中碘溶解度高的性質(zhì),把碘水中碘溶解到四氯1化碳中,以達(dá)到富集碘的目的
分液是把兩種互不混溶的液體分離開(kāi)的操作方法.例如,碘的四氯1化碳溶液與水的分離,就采用分液法加以分離.分液使用的儀器是分液漏斗.
萃取劑流量、萃取時(shí)間的影響
在超臨界流體萃取過(guò)程中,萃取劑流量一定時(shí),萃取時(shí)間越長(zhǎng),收率越高。萃取剛開(kāi)始時(shí),由于溶劑與溶質(zhì)未達(dá)到良好接觸,收率較低。隨著萃取時(shí)間的加長(zhǎng),傳質(zhì)達(dá)到某種程度,則萃取速率增大,直到達(dá)到較大值之后,由于待分離組分的減少,傳質(zhì)動(dòng)力降低而使萃取速率降低。萃取劑的流量主要影響萃取時(shí)間。液泛是指萃取過(guò)程中兩相速度達(dá)到某一極限值時(shí),一相會(huì)因阻力增大而被另一相夾帶,由其本身入口處流出塔外,這種兩相相互夾帶的現(xiàn)象叫做液泛。一般來(lái)說(shuō),收率一定時(shí),流量越大,溶劑、溶質(zhì)問(wèn)的傳熱阻力越小,則萃取的速度越快,所需要的萃取時(shí)間越短,但萃取回收負(fù)荷大,從經(jīng)濟(jì)上考慮應(yīng)選擇適宜的萃取時(shí)間和流量。