[發明專利]萃取裝置分相調節系統及分相調節器

無效

• 申請號: 200910067815.0
• 申請日: 2009-02-04
• 公開（公告）號: CN101502723A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 李永輝;張志強;呂惠生;董秀芹;張敏華
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D11/00
• 分類號: B01D11/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 王 麗

技術領域

本發明涉及一種萃取裝置，特別是一種萃取裝置分相調節系統及分相調節器，可有效解決連續萃取操作過程中由于進料組成的變化，萃取操作不穩定，影響萃取分相效果的問題。

背景技術

萃取操作是利用各組分在萃取劑中溶解度的差異達到組分分離的目的，萃取劑必須在操作條件下能與原料液分成兩個液相層，且兩個液相應具有一定的密度差，兩相在經過充分混合后，靠重力或離心力的作用有效地分層。溶質由原料液通過兩相的界面向萃取劑中傳遞，以相際平衡作為過程的極限。

目前工業上應用的液-液萃取按操作方式可分為連續操作和間歇操作，在大規模連續生產過程中多采用連續操作。在連續萃取操作中，相的組成沿流動方向連續變化，連續萃取設備大多為塔式設備，能為兩液相提供充分混合與充分分離的條件。

在連續操作萃取塔內，萃取劑與被原料液進出口位置根據兩者密度不同而定，密度大者(重液)由塔頂部進入，由底部排出；密度小者(輕液)由塔底部進入，由上部排出。在塔內重液進口上方形成輕相層，輕液進口下方形成重相層，兩相之間為混合相層，經充分混合、分相后，輕、重相濃度接近相際平衡后排出，達到較好的萃取效果。

在工業生產中，萃取塔的操作受進料組成變化的影響，操作狀況會發生波動，引起萃取分相狀況變化，嚴重時會造成輕重兩相相互夾帶，產品中目標組分濃度偏離相際平衡濃度，造成產品質量不合格。但對于一個特定的萃取操作來說，萃取塔設備一經確定，塔內的分離空間、進出口的位置調整起來會很困難。如何提高萃取塔的適應波動能力是一個困擾設計人員的難題。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明研制了一種萃取裝置分相調節系統及分相調節器。本發明的技術如下：

本發明的萃取裝置分相調節系統，是在萃取裝置后設置一臺分相調節器，萃取塔重相出口1通過管路與調節器進口7相連。

本發明的萃取裝置分相調節系統采用的分相調節器，由外筒、固定內筒、滑動內筒、調節絲杠組成，結構是外筒內設置有固定內筒，固定內筒內設置有滑動內筒，固定內筒與滑動內筒間用填料密封，調節絲杠與滑動內筒連接，滑動內筒只軸向移動。

所述的填料為膨脹聚四氟乙烯、石墨、橡膠或天然纖維。

所述的調節絲杠與滑動內筒用萬向節連接。

具體說明如下：

本發明涉及一種化工、輕工等生產過程中萃取裝置一種新的分相調節系統和分相調節器。在連續萃取裝置后設置一臺分相調節器，萃取塔重相出口1通過管路與調節器進口7相連，通過改變分相調節器滑動內筒的高度來調節萃取塔內輕、重相的停留時間，達到調節分相效果的目的。該方法有效解決了萃取塔的進料組成發生波動，引起萃取塔內操作狀況變化影響萃取效果的問題，提高了萃取塔的適應能力。附圖1為萃取塔分相調節系統流程示意圖。

萃取塔投入實際操作前，根據設計物料數據，預先計算確定分相調節器的內筒高度并固定，此時分相調節器的內筒位置為正常操作位置。分相調節器的內筒高度由式1確定。

ρ₁h＝ρ₁h₁+ρ₂h₂+ρ₃h₃??????????????????(式1)

式中符號說明如下：

ρ₁：重相密度，kg/m³；

ρ₂：混合相層密度，kg/m³；

ρ₃：輕相密度，kg/m³；

h：分相調節器的滑動內筒頂面至萃取塔重相與混合相分相界面的高度，mm；

h₁：萃取塔內重相層的高度，mm；

h₂：萃取塔內混合相層的高度，mm；

h₃：萃取塔內輕相層的高度，mm

當進入萃取塔的原料液組成波動時，如果輕組分比例下降，而萃取劑進料量不變時，重相出料中夾帶過多輕相，組成偏離相際平衡濃度，重相產物不合格。此時轉動調節絲杠，使滑動內筒上移，調節器內液面上移，控制萃取塔內重相萃取分相停留時間增加，充分混合分層后，重相產物夾帶現象逐漸減輕，組成趨近相際平衡濃度；如果原料液中輕組分比例上升，輕相出料中夾帶過多重相，此時轉動調節絲杠，使滑動內筒下移，調節器內液面下降，萃取塔內輕相萃取分相停留時間增加，輕相產物夾帶重相現象逐漸減輕，組成趨近相際平衡濃度。從而保證萃取塔不受原料組成波動的影響，得到連續穩定的合格產品。