天一萃取萃取设备中萃取塔的研究与应用

1.常用的萃取设备

     由于液液萃取过程的多样性，萃取设备的种类很多，常用的萃取设备如图2所示。选择萃取设备时通常要考虑体系的特性、完成给定分离任务所需要的理论级数、处理量的大小、厂房条件（面积和高度）、设备投资和维修等各种因素。由于实际生产条件和工艺要求往往很复杂，萃取设备的选择既是一门科学，也是一种技巧，在很大程度上取决于人们的经验。近年来，萃取塔的研究和应用得到很大的发展。

       表2常用的萃取设备

2.萃取塔设备的研究

    萃取塔内两相逆流流动的情况比较复杂，返混对萃取设备的影响很严重。如果不考虑返混，就无法进行萃取柱的放大设计和设备强化。因此，人们对萃取柱的返混进行了大量的研究工作，发展了级模型、反流模型、扩散模型、前混模型、组合模型和群体平衡模型等。近年来，催群体平衡模型的研究很活跃。这种模型在考虑前混的基础上进一步考虑了液滴的相互作用和粉碎、聚合机理，可以更为精确地描述萃取塔内两相的流体力学和传质行为。对探索强化萃取设备的途径具有重要意义。但是由于萃取塔内液滴群的行为过于复杂，模型参数太多，这种新模型尚难用于放大设计。目前应用最广泛的还是扩散模型和返流模型。

    由于萃取塔设计方法复杂而有局限性，很多萃取设备设计不尽合理，效率不高，往往成为过程的瓶颈。因此，近年来有关萃取塔设备的研究工作很活跃。人们针对各种萃取塔的性能和设计放大进行了大量的研究。到今天应用最广泛的有填料萃取塔、脉冲萃取塔和搅拌萃取塔。

3.萃取塔的典型应用

    中国20世纪70年代从国外引进的首套全馏分环丁砜芳抽提装置的抽提塔采用大孔筛板，塔径1.4m，共88层塔板。这种板型虽然结构简单，处理量大，但是传质效率很低。标定结果表明，工业设备的板效率仅为15%左右。由于该芳烃抽提装置原料组分发生了变化，以致出现抽提塔的抽余油中含芳烃量大幅度上升和处理能力有限等问题，急需进行改造。

    通过用环丁芳烃抽提CAD软件进行核算，发现了大孔筛板塔传质效率低的瓶颈，因此用QH-1型扁环填料取代了传质段的大孔筛板。技术改造后，抽提塔抽余油中的芳烃含量降低了6%以上，处理能力提高了10%以上。此项技术改造经济效益和社会效益显著，而如今此项技术已在国内得到推广应用。

    脉冲填料萃取塔具有很大处理能力和恒的传质效率，特别适合于中、高界面张力的萃取体系，已在石油化工中已经得到广泛的应用。早年的脉冲填料塔主要应用传统的陶瓷拉西环或不锈钢拉西环。近年来，采用表明光滑的、比表面积很高的板波填料可以大幅度提高脉冲填料塔的通量。且处理能力能有效提高40%以上。

    转盘萃取塔属于机械搅拌萃取塔，它由带水平静环挡板的垂直的圆筒构成。其特点是处理能力大，密封性号，具有可塑性（根据分离要求不同，处理能力和体系特性的不同可设计不同的结构），同时转盘萃取塔占地面积也比较小。在当今的工业要求下，具有很好的应用价值。

    由于溶剂萃取具有广泛的应用和发展前景，近年来萃取设备得以迅猛发展。同时由于萃取过程的复杂性和现代工业的更高要求，多科学交叉的深入研究有待进一步提高。