在精细化工领域,氮杂戊醇硝酸酯化合物的合成过程中,一般会有萃取、洗涤(包括水洗和碱洗)流程,其主要目的是去除硝基叠氮化合物反应液中的溶剂以及副产物钠盐等。目前,这两道工序还是依靠传统的釜式搅拌,再静置完成分离,存在分离效率低、静止时间长等问题,极大影响了后处理单元,导致该类化合物的制备自动化程度低、流程周期长、废水量大、直接成本高,限制了制造水平的提高。
离心萃取技术是借助离心力场实现液液两相的接触传质和相分离的,具有结构紧凑、处理能力大、运转平稳、功耗低、清洗维护方便等特点。CWL-M离心萃取机中,轻重两相溶液按一定比例分别从两个进料管口进入转鼓和壳体之间形成的环隙型混合区内,借助转鼓的旋转,通过涡轮盘和叶轮使两相快速混合和分散,两相溶液得到充分的传质。完成混合传质过程。萃取相和萃余相的分层在高速旋转内筒中完成并通过控制堰系统实现分离,混合传质和分离澄清两个过程在一台设备中实现。自离心萃取机问世以来,发展迅速,许多国家已经将其广泛应用于制药、冶金、废水处理、石油化工和核燃料后处理等领域,而在叠氮化反应合成硝基叠氮化合物相关的含能材料化工领域有很高的应用前景。
与萃取塔、混合澄清槽等传统萃取设备相比,天一萃取CWL-M系列离心萃取技术在容积效率、存留量、传质效率、停留时间等方面均占据明显优势:
1、在三种设备中,离心萃取机的容积效率最大,一般可达到混合澄清槽的30~50倍;
2、在设备存流量方面,由于离心萃取机分相能力强,当相同产量需求下,离心萃取机远小于混合澄清槽和萃取塔;
3、传质效率方面,离心萃取机的级效率非常高,一般可以达到99%以上,而萃取塔中易产生轴向返混,从而导致传质效率较低;
4、从停留时间来看,离心萃取机在三种萃取设备中为最短,一般可以控制在几秒到几十秒。
据介绍,氮杂戊醇硝酸酯等,是一类极具应用前景的新型液体叠氮化反应产物,具有高能、高燃速、低燃温、燃气相对分子质量小、产气量大等优点,可用于火炸药配方、推进剂的研制等。该类化合物的合成工艺,通常包括叠氮化、萃取、洗涤、脱色、过滤以及真空蒸馏等。
新型连续化的CWL-M离心萃取+洗涤工艺,将原有的间歇萃取操作转变为连续化过程,不仅大大提高氮杂戊醇硝酸酯合成制造自动化程度,同时,可以大大提高分离效率,降低了生产成本,减少了废水排放,有利于化工生产水平的提高,同时,也可以满足武器装备未来发展需要。