[發明專利]一種采用氣體攪動的填料萃取方法及其所用設備

無效

• 申請號: 01109931.3
• 申請日: 2001-03-26
• 公開（公告）號: CN1316286A
• 公開（公告）日: 2001-10-10
• 發明（設計）人: 熊杰明;任曉光
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: B01D11/04
• 分類號: B01D11/04
• 代理公司: 北京科龍環宇專利事務所
• 代理人: 孫皓晨,韓小雷

本發明涉及在石油化工、濕法冶金、原子能化工等生產過程的萃取方法，特別是一種采用氣體攪動的填料萃取方法及其所用設備。

工業上，萃取技術已得到廣泛應用，如石油化工生產過程中潤滑油精制、芳烴抽提等，濕法冶金中的銅萃取、鎳鈷分離和稀土元素的分離等。提高萃取裝置的性能和萃取過程的效率，對降低萃取過程溶劑消耗和用于溶劑回收與再生的能耗、降低生產過程成本、提高產品質量和收率、實現能源和資源充分利用等有重要意義。特別是某些難分離體系往往需要上百個理論級來實現產品的提純和凈化，對萃取裝置的性能和萃取過程的效率提出了更高要求。

液-液兩相的接觸與傳質性能是決定萃取過程效率的關鍵。在萃取塔中加入性能良好的填料，可以有效地改善兩相的接觸和傳質性能，提高傳質系數，降低塔體高度和設備投資。因此，填料萃取技術在工業上已得到了廣泛應用，然而如何進一步提高萃取過程的傳質系數和效率，是科學家一直在不斷探索的課題。一些學者將精力集中于開發新型、高效的填料上，例如新開發的QH-1、QH-2填料使傳質系數比普通填料高30-40％，取得了不錯的效果；另一些學者則在填料萃取裝置中引入脈沖技術，使萃取過程傳質系數提高大約1倍。但總的說來.這些方法的效果都是非常有限的，而且脈沖技術還以裝置的處理能力明顯下降為代價，特別是裝置的大型化是脈沖技術應用上需要解決的的難題。

本發明的目的是提供一種利用現有的填料萃取塔采用由下而上的氣體攪動，從而強化氣液兩相的接觸和傳質、大幅度提高萃取過程傳質系數和效率的萃取方法。

本發明的另一個目的是提供一種上述采用氣體攪動的填料萃取方法所用設備。

本發明的采用氣體攪動的填料萃取方法包括在萃取過程中，使重相液從填料層的上方流入，經過填料層從下方流出，輕相液從填料層的下方進入塔內，經過填料層從上方流出；特別是使氣體以空塔速度為0.5mm/s-80mm/s從塔底進入填料萃取塔，通過分布器均勻地進入填料層底部，經過填料層后從塔頂流出。在氣體在填料層內迅速上升的過程中，會受到填料的作用而不斷破碎、再聚合、再破碎，對液層進行強烈沖擊和攪動，并使液滴不斷破碎，液-液接觸表面不斷更新；同時氣體攪動作用還有助于消除填料內的“死角”和溝流。

其中，所述氣體可為空氣或惰性氣體，如氮氣。即對于不含易燃易爆成分的體系，可以使用空氣作攪動的氣體；對于含易燃易爆成分的體系，應使用氮氣等惰性氣體。

所述的填料包括各種散裝填料、規整填料、復合填料、混裝填料等，當然優選各種高效填料；根據需要，填料可以是分段裝填，也可是連續裝填；同時也可以是不同類型的填料按規定的方式和比例混合裝填。

本發明的采用氣體攪動的填料萃取方法達到了強化兩相的接觸和傳質、大幅度提高萃取過程傳質系數和效率之目的，特別是在使用新型、高效填料之基礎上，采用本發明的氣體攪動技術，將會取得更好效果。

本發明的采用氣體攪動的填料萃取方法所用設備可以包括各種不同類型填料的萃取塔。所述萃取塔均包括塔底輕相液進口、塔頂輕相液出口、塔頂重相液入口、塔底重相液出口、液體分布器、填料層和填料層支撐板。萃取時，先將氣體在塔前與輕相液體混合，然后經同一入口，一起從塔底經輕相液體分布器均勻地進入填料層底部分布器。

本發明的采用氣體攪動的填料萃取方法所用設備還可以包括在填料萃取塔的塔底設一個氣體入口，使氣體從這個單獨的入口從填料萃取塔的塔底通過氣體分布器均勻地進入填料底部。

本發明的采用氣體攪動的填料萃取方法所用設備還可以包括：當氣速較大時，在塔頂輕相出口之上增加一小段填料層，在塔頂氣體與輕相液體分離時，可以起到捕捉輕相液滴、回收液體之目的。所述此小段填料層高可為0.05-2m。

本發明的采用氣體攪動的填料萃取方法所用設備還可以包括：當氣速較小時，在塔頂預留一定高度的氣液分離空間，即可實現氣液分離。這是因為，所用氣速較小，氣體從萃取塔頂部所帶走的輕相液體量非常少，一般不需要配置專門的輕相液體回收裝置。

本發明的采用氣體攪動的填料萃取方法所用設備還可以包括一個氣液分離器；即當塔頂無足夠的的氣液分離空間時，可使氣體與輕相液體一起離開萃取塔頂，進入專門的氣液分離器進行分離。

本發明的采用氣體攪動的填料萃取方法所用設備只需在現有設備的基礎上稍加改動，即可實現本方法。

下面結合附圖和實施例進一步描述本發明

附圖1為氣體單獨進塔時用的填料萃取塔結構示意圖。

附圖2為氣體與輕相液體混合進塔時用的填料萃取塔結構示意圖。

附圖3為連接有氣液分離器的填料萃取塔結構示意圖。