[發(fā)明專利]一種用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310058586.2
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103111089A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 黃焜;劉會洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01D11/04
• 分類號: B01D11/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發(fā)明屬于化工分離中的萃取技術領域，具體涉及一種用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途，適用于高粘性物料連續(xù)萃取操作。

背景技術

液-液萃取是一種重要的化工分離技術，具有分離效率高、物料適應性強、能耗低、易于操作、可實現大規(guī)模連續(xù)化生產等優(yōu)點，在濕法冶金、石油化工、新能源、生物醫(yī)藥、環(huán)境工程、天然產物提取、新材料制備等領域應用廣泛。隨著生產規(guī)模的不斷擴大，分離對象的日趨復雜，對萃取設備也提出了越來越高的要求。

在液-液萃取實際生產過程中，常常碰到高粘性物料如何有效分散和萃取傳質的難題。例如，石油煉制過程中，提取渣油中的瀝青質和膠質一般采用丙烷萃取，在丙烷萃取塔中操作。高粘性渣油從萃取塔中部進料，萃取后的殘渣油由塔底排出；丙烷從萃取塔下部進料，然后在塔頂部進行加溫臨界分離回收丙烷，得到潤滑油餾分。研究發(fā)現，丙烷萃取脫除渣油瀝青過程中，萃后的殘渣油沿丙烷萃取塔從上到下粘度會變得越來越大，越靠近萃取塔下部，渣油的分散越困難，導致萃取過程常常無法順利進行。以某廠渣油丙烷萃取為例，進料的渣油粘度為700厘泊，而萃取后殘渣油的粘度可增加到2000厘泊。若進料的渣油粘度升高，則萃取后殘渣油的粘度更高。

為解決萃取塔內粘性物料的分散與萃取傳質問題，曾有人建議采用篩板塔、百葉窗塔或條形角鋼擋板塔等。但是，這些塔器對于高粘性物料的流動阻力太大，傳質效率低。

現有技術一般采用帶機械攪拌的轉盤塔或振動篩板塔等。強化機械攪拌，有利于粘性物料的分散，萃取傳質效果比無攪拌的萃取塔有一定改進。但是，無篩孔的旋轉圓盤或有篩孔的振動圓盤對高粘性物料的分散效果不好。物料粘度越大，其分散效果越差，無法實現短時間內高效、均勻分散高粘性物料，萃取傳質效率不理想。

延長萃取塔內相接觸時間、降低高粘性物料的進料量、或者在較高的溶劑比條件下操作也有一定效果。例如，丙烷萃取渣油過程，丙烷量為渣油量的8~10倍，甚至更高。但是，這樣做的后果往往導致單位時間內萃取塔的處理能力大大下降，操作效率降低，且能耗升高、生產成本高。另外，由于丙烷量大，塔頂部加溫臨界分離、再生回收丙烷的熱負荷也相當大。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途。本發(fā)明特別適用于高粘性物料的萃取操作。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種用于高粘性物料的萃取塔，所述萃取塔塔體內設有旋轉的篩網塔盤。

本發(fā)明所述的篩網塔盤是指圓盤形具有網格方孔的篩網，圓盤中心冷沖成圓錐形凹面，其中心開孔。

本發(fā)明在萃取塔塔體內設置旋轉的篩網塔盤，其旋轉方式可由本領域技術人員從現有技術中或自己的經驗獲知。具有網格方孔的旋轉圓錐臺形篩網塔盤對高粘性物料的剪切分散效果好，可適用于高達3000厘泊的高粘性物料高效、均勻分散萃取傳質，萃取傳質效率高?，F有技術中并沒有將具有網格方孔的旋轉圓錐臺形篩網塔盤用于高粘性物料的分散萃取。

本發(fā)明所述萃取塔的其他結構設計可由本領域技術人員根據經驗和需要進行。本發(fā)明的主要改進在于將具有網格方孔的旋轉圓錐臺形篩網塔盤用于高粘性物料的萃取操作中，其分散效果遠遠強于無篩孔的旋轉圓盤或有篩孔的振動圓盤等現有轉盤萃取塔或振動篩板塔。高粘性物料的分散效果好，流動阻力更小，傳質效率更高。

本發(fā)明所述萃取塔的具體設計如下：

所述萃取塔包括：

萃取塔主體，其內部形成封閉的腔室；

物料分布器，位于所述萃取塔主體的上部，為圓柱筒形空腔結構；其側壁上設有重相物料進口導管，所述重相物料進口導管同時貫穿于萃取塔的塔壁，以使重相物料進入物料分布器；所述物料分布器的底面上設有多個細管，所述細管與物料分布器的腔室流體連通；

主軸，自上而下貫穿設置于萃取塔主體中心軸上，其上端連接有電機，其下端固定于固定軸承上；所述主軸位于物料分布器以下的部分，設有多個篩網塔盤。

本發(fā)明通過物料分布器使作為重相的高粘性物料通過細管以細絲條狀噴出，同時電機帶動主軸旋轉，從而帶動篩網塔盤的旋轉，在旋轉的篩網塔盤的剪切作用下，高粘性物料被分散成微細顆粒，與萃取塔內的輕相進行傳質，最后聚集成相，完成高粘性物料的萃取。本發(fā)明通過物料分布器和篩網塔盤的聯合作用，使高粘性物料最大程度地分散，與萃取塔內的輕相充分傳質。

本發(fā)明所述萃取塔的其他部件，如輕相進出口、重相進出口、帶動篩網塔盤旋轉的部件等，可由本領域技術人員根據實際情況進行設計。本發(fā)明并無特殊限制。