填料萃取塔研究进展及应用
行了实验，其中氯仿作为连续相，实验结果表明，在流比为0.933时，可
以达到较好的萃取效果。
➢ 4台φ30的离心萃取器取代静态混合器组成串联的逆流萃取流程，对咖啡
因生产中的母液氯提环节进行改造，结果表明，萃取收率提高到99％，
氯仿用量降低了25％。
常洪委，高灿，陆莹莹等，规整填料塔萃取回收母液中咖啡因的应用研究， 现代化工，2014,34（8）：127-131
萃取精馏的溶剂选择需要满足如下条件： 1)高选择性； 2)溶剂的挥发度要远低于所需要分离的物系中最高沸点组分的挥发
度,从而使萃取剂的回收易于实现； 3)价廉易得； 4)毒性小, 腐蚀性要小, 对环境的污染少； 5)良好的热稳定性和化学稳定性； 6)相容性好；
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1 萃取技术简介
萃取精馏过程中萃取剂的筛选方法： ➢ 定性判断 ➢ 定量估算 ➢ 实验测定
萃取精馏
连续萃取精馏 间歇萃取精馏
连续萃取精馏过程一般采用双塔流程, 由萃取精馏塔和溶剂回收塔组成，连续
萃取精馏的流程设计非常重要；而间歇萃取精馏整个过程完全在单塔内实现原料
进料、萃取剂的加入及回收。
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1 萃取技术简介
萃取精馏的关键是溶剂的选择, 以往萃取精馏采用的溶剂是单一溶剂, 近年来 人们开始研究使用混合溶剂, 取得了良好效果。
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2. 规整填料在萃取技术中的应用
填料萃取塔
填料萃取塔的构造与精馏或吸收使用的 填料塔基本相同，塔内装填适宜的填料，轻 液相由塔底进入，从塔顶排出；重液相由塔 顶进入，由塔底排出。萃取操作时连续相充 满整个塔中，分散相由分布器分散成液滴进 入填料层，并于连续液相接触传质。
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2. 规整填料在萃取技术中的应用
上海化工研究院
填料萃取塔的研究进展及应用
国家高效分离塔填料及装置技术研究推广中心 Email：zhangTel：
汇报内容
1. 萃取技术简介 2. 规整填料在萃取技术中的应用 3. 填料萃取塔的研究进展
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1 萃取技术简介
萃取
相平衡关系
吸收
蒸馏
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1 萃取技术简介
利用溶质在两种互不相溶（或部分互溶）的液相之间分配不同的性质来实现液体混合物的分离或提纯；
➢ 超临界萃取：
利用超临界流体的特殊性能进行萃取的一种新型品效分离技术；
➢ 超声波萃取：
利用超声波频率来破坏目标萃取物与基体物之间的作用力从而达到萃取的目的；
➢ 固相萃取:
使用一种吸附性强的物质从溶剂试样中萃取出所含的微量被测有机组分；
➢ 超声-微波协同萃取：
将超声波与微波用于同一个提取工艺过程中来进行天然产物有效成分的提取；
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1 萃取技术简介
萃取精馏是在普通精馏的基础上,加入适宜的第三组分---萃取剂（也称溶 剂），以改变精馏塔内被分离关键组分（溶质）之间的相对挥发度，从而使难分 离物系转化为易分离的物系。选择合适的溶剂可以增强分离组分之间的相对挥发 度, 从而可以使难分离物系转化为容易分离的物系, 使分离成本降低。萃取精馏是 一种特殊精馏方法, 适用于近沸点物系和共沸物的分离。
规整填料萃取塔的技术难点
轻液
核心部件：填料
内件：支撑件
重液
内件：液体收集器
核心部件：液体分布器
轻液
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再分布器 填料
重液 12
2. 规整填料在萃取技术中的应用 填料萃取塔
板波纹填料
金属丝网波纹填料
金属网孔波纹填料
多孔管式分布器
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莲蓬头分布器
槽式分布器
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2. 规整填料在萃取技术中的应用
若用萃取剂萃取溶液中的溶质 A，则分 配系数 kA 表示溶质 A 在两个平衡液相中的 分配关系；kA 值越大，说明溶质 A 在萃取 剂中的分配越高，萃取效果越好。
萃取相 （E相）
萃取余相 （R相）
1 萃取技术简介
萃取工艺
➢ 精馏萃取：
通过向接近精馏塔的顶部连续加入比需分离组分相对挥发度低的物质；
➢ 液液萃取：
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2. 规整填料在萃取技术中的应用
常用萃取塔设备
相分散的方法 重力
逐级接触设备 筛板塔
机械搅拌
机械震动 脉冲
偏心转盘塔
连续接触设备 喷淋塔 填料塔 挡板塔 转盘塔（RDC） 带搅拌器的多孔板萃取塔（Kuhni塔） 震动筛板塔（Karr萃取塔） 脉冲填料塔 脉冲筛板塔
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规整填料塔萃取回收母液中咖啡因的应用研究
➢ 振动筛板柱(柱内径38 mm，筛板高度2.3 m)在1：10的实验模型下进行
了实验，其实验结果表明，RPC在流比(S／F)为0.33～1，适当的操作频
率下，可使咖啡因的萃取收率在97％~99％。
➢ 拉西环作为散装填料，在填料塔(塔径58.6 mm，塔高1.32 In)中对其进
萃取，又称溶剂萃取或液液萃取，抽提，是利用系统中组分在溶剂中有不同
的溶解度实现液体混合物的分离或提纯的单元操作，即利用物质在两种互不相溶
（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使溶质从一种溶剂内转移至另一
种溶剂中的方法。
Light phase
杂质
萃取剂
溶质
原溶剂
Heavy phase
具有选择性高、分离效果好，易于实现连续化大规模生产等优点，广泛应用 于化学、冶金、食品等工业。
其中实验测定的方法主要包括：平衡釜方法测定溶剂存在下组分的相对挥 发度、沸点计法、气相色谱保留时间法、汽提法、液上空间气相色谱法。
此外，在萃取精馏溶剂的选择问题上，可利用计算机辅助分子设计 （CAMD），自二十世纪 80 年代 Gani 和Brignole提出此课题后到目前为止 已经取得了很大程度的进展。CAMD方法的建立包括问题的定义、分子合成 和分子评价三部分组成，其中分子合成是整个方法的核心。
1 萃取技术简介
分配系数(partition coefficient)
在一定温度下，某组分在相互平衡的 E 相与 R 相中的组成比，称为 该组分的分配系数。即：
溶质A kA = yA/xA 溶质B kB = yB/xB 式中：yA、yB 分别为萃取相(E 相)中 组分 A、B 的质量分数；xA、xB 分别为萃 取余相(R相)中组分 A、B 的质量分数。
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2. 规整填料在萃取技术中的应用
规整填料塔萃取回收母液中咖啡因的应用研究
萃取塔使用说明书
目录一、产品介绍 (2)二、产品特点 (5)三、技术参数 (6)四、操作说明 (6)五、操作注意事项 (6)六、售后服务承诺 (7)七、产品合格证 (8)一、产品介绍:萃取塔是石油炼制、化学工业和环境保护等部门广泛应用的一种液-液传质设备，具有结构简单、便于安装和制造等特点。
为了提高液液相传质设备的效率，本设备补给外加能量，如搅拌、脉冲、振动等。
萃取原理萃取是指两个完全不互溶或部分互溶的液相接触后，一个液相中的溶质经过物理或化学作用另一个液相，或在两相中重新分配的过程。
如图所示：1. 原溶液：之欲分离的原料溶液，原溶液中欲萃取组份成为溶质A，其余称稀释剂B2. 溶剂S：为萃取A而加入的溶剂，也称萃取剂3. 萃取相：原溶剂和稀释剂混合萃取后，分成两相，含溶剂S较多的一相；4. 萃余相：主含稀释剂的一相5. 萃取液：萃取相脱溶剂后的溶液6. 萃余液：萃余相脱溶剂后的溶液萃取过程的条件1．两个接触的液相完全不互溶或部分互溶；2．溶质组分和稀释剂在两相中分配比不同；3．两相接触混合和分相；4．溶剂S对A和B的溶解能力不一样，溶剂具有选择性，即其中：y表示萃取相内组分浓度；x表示萃余相内组分浓度。
上式表明：萃取相中A／B的浓度比值应大于萃余相中A／B的浓度比值。
典型工业萃取过程1.以醋酸乙酯为溶剂萃取稀醋酸水溶液中的醋酸，制取无水醋酸。
由于萃取相中含有水，萃余相中含有醋酸乙酯，所以萃取后产品和溶剂均须通过精馏分离实现。
2．以醋酸丁酯为溶剂萃取青霉素产品。
3．以环砜为溶剂从石油轻馏分中提取环烃；4．以轻油为溶剂从废水中脱酚；5．以丙烷为溶剂从植物油中提取维生素。
萃取过程的经济性1. 混合物的相对挥发度下或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；2．混合物浓度很稀，采用精馏方法必须将大量稀释剂B气化，能耗高；3 混合液含热敏性物质（如药物等），采用萃取方法精制可避免物料受热破坏。
萃取过程对萃取剂要求①选择性好；②萃取容量大；③化学稳定性好；④分相好；⑤易于反萃取或精馏分离；⑥操作安全、经济、毒性小常用的工业萃取剂醇类：异戊醇；仲辛醇；取代伯醇醚类：二异丙醚；乙基己基醚酮类：甲基异丁基酮；环己酮酯类：乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸丁酯磷酸酯类：己基磷酸二（2－乙基己基）酯、二辛基磷酸辛指、磷酸三丁酯亚砜类：二辛基亚砜、二苯基亚砜、烃基亚砜羧酸类：肉桂酸、脂肪酸、月桂酸、环烷酸磺酸类：十二烷基苯磺酸、三壬基萘磺酸有机胺类：三烷基甲胺、二癸胺、三辛胺、三壬胺，等等。
液液萃取塔设计计算
udf 2u0df 2 (1 df )
况。无界面张力σ参数。
一、填料萃取塔设计计算
液泛速度的计算 ucf 、udf
②直接计算法（经验关联式）
Crawford-Wilke法（1951）
实验体系有汽油-水、四氯化碳-水、MIK-水等， 体系界面张力8.9~44.8N/m 所用填料12.7mm~38mm的石墨或陶瓷的拉西环和鲍尔鞍等， 填料空隙率为0.5~0.74。 Kummar-Hartland法（1989）
分散相液层高度h
为保证塔的正常操作，必须保证一定的分散相液层高度，由两相流动所需压头决定。
h hc hN h
①连续相克服降液管阻力所需的液层高度hc
②分散相通过筛孔所需的液层高度hN
③分散相克服界面张力所需的液层高度hσ，对于中、低界面张力体系不是主要影响因素。
hc
4.5vd2c c 2 g
①特性速度法
us =
ud
uc
1
=u 0
1
一般认为当分散相滞存率达到20%时将会出现液泛，因此取液泛时滞存率 f =0.20
Prabhu法
总结了七种不同体系得到规律
1/ 4
u
0
=1.81
g
c2
us -(1)
孔径小于2.5mm时，特性速度u0与孔径成正比 孔径大于2.5mm时，特性速度u0随孔径变化不大，趋于一个常数
一、填料萃取塔设计计算
计算kc、kd、Koc
1 1 1 Koc kc mkd
两相传质比表面积： a 6d / d p
真实传质单元高度： Hox uc / Koca
考虑轴向扩散系数 塔径大，轴向反混的影响不容忽视时
塔设备简介及其应用
塔设备简介及其应用塔设备是一类塔形的化工设备。
具有一定形状（截面大多是圆形）、一定容积、内外装置一定附件的容器。
用以使气体与液体、气体与固体、液体与液体或液体与固体密切接触，并促进其相互作用，以完成化学工业中热量传递和质量传递过程。
塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。
经过长期发展, 形成了型式繁多的结构, 以满足各方面的需要。
为了便于研究和比较, 人们从不同的角度对塔设备进行分类。
按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔。
用以实现蒸馏和吸收两种分离操作的塔设备分别称为蒸馏塔和吸收塔。
这类塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会, 使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行, 还要能够使接触之后的气、液两相及时分开, 互不夹带。
也有按形成相际接触面的方式和按塔釜型式分类的; 但是, 最常用的分类是按塔的内件结构分为板式塔和填料塔两大类, 人们又按板式塔的塔盘结构和填料塔所用的填料, 细分为多种塔型。
一、板式塔板式塔内沿塔高装有若干层塔板( 或称塔盘) , 液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底, 并在各块板面上形成流动的液层; 气体则靠压强差推动, 由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。
气、液两相在塔内逐级接触, 两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。
板式塔结构见图1。
其液体是连续相而气体是分散相，借助于气体通过塔板分散成小气泡而与板上液体相接触进行化学反应。
板式塔反应器适用于快速和中速反应过程，具有逐板操作的特点。
由于采用多板，可将轴向返混降到最低，并可采用最小的液体流速进行操作，从而获得极高的液相转化率。
气液剧烈接触，气液相界面传质和传热系数大，是强化传质过程的塔型。
因此适用于传质过程控制的化学反应过程。
板间可设置传热构件，以移出和移入热量。
缺点是：反应器结构复杂，气相流动压降大，且塔板需要用耐腐蚀材料制作。
按照塔内气、液流动方式, 可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
萃取塔改造方案
气化废水萃取塔改造方案由于酚类化合物毒性大，国家严格限制含酚废水的排放，并制定了排放标准为0.5 mg/L。
自70年代起，国内外学者开始开展有关苯酚稀溶液分离的研究，由于萃取方法具有溶质可回收，即资源再利用的特点，该方法得到了各国专家学者的重视。
采用的萃取方法主要有物理萃取法和络合萃取法。
物理萃取法的研究主要集中于70年代，具有代表性的溶剂为甲基异丁基甲酮、异丙醚和正辛醇等，物理萃取法虽然对于苯酚具有较大的萃取平衡分配系数，但是由于在水中的溶解度较大，一般需要考虑溶剂的回收。
络合萃取法起源于80年代中期，是近年来研究和应用的热点，使用的萃取剂主要为具有长碳链取代基的磷氧类萃取剂和胺类萃取剂，通过氢键缔合或离子对成盐与酚结合，具有较物理萃取作用的萃取剂更大的萃取能力。
目前，哈尔滨气化厂含酚废水的萃取回收装置中，萃取剂为异丙醚，该回收工艺为典型的物理萃取过程。
一．哈尔滨气化厂萃取塔的目前工况：萃取塔类型：转盘塔废水处理量：80 m3/h塔径：2 m塔高：18 m (含上下澄清段)进出口含酚量：水相进口：6300 mg/L水相出口：～1000 mg/L萃取剂进口：0 mg/L萃取剂比水相: 1:10由于萃残液含酚量太高，无法满足终端生化处理的要求，排放的废水达不到国家的排放标准，目前处于限期整改阶段。
根据终端生化处理的能力和要求，需要对于萃取塔进行改造，降低萃残液中酚含量至300 mg/L，以达到国家的废水排放标准。
二．小试实验结果：采用哈尔滨气化厂提供的生产工艺中萃取塔的入口废水为样品，以异丙醚为萃取剂，本实验室开展了错流萃取平衡的实验研究，其中，采用四胺基安替比林法测定水相酚的含量。
具体的实验结果如表1所示。
表1 工业废水处理的多级错流萃取结果(萃取剂比水相=1:10)浓度, mg/L pH 分配系数萃取率原始料液6300 10.02第1级1034 10.02 51.0 83.59%第2级440 10.02 13.5 93.02%第3级291 10.02 5.1 95.38%第4级210 10.02 3.8 96.67%第5级188 10.02 1.2 97.02% 根据表1的实验结果可以看出，对于实际废水，异丙醚对于酚的萃取能力随含酚量的减小而减小，这主要与废水中酚的种类较多，且萃取能力不同有关。
糠醛精制技术的发展与应用
3国内糠醛精制装置技术现状
(1) 中石油典型糠醛精制装置现状
装置名称 大庆石化 糠醛Ⅰ套 糠醛Ⅱ套 大庆炼化
糠醛Ⅰ套
抚顺石化 糠醛精制
加工能 力/万 t
2000年 加工量/万
t
2001年 加工量/万
t
能耗 /KgEO.t
-1
物耗t.t-
1
工艺特点和现状
30.5
，
32.25
25.8 27.04
33
24
6 糠醛精制技术进展
6.1 萃取塔的发展历程： (1)润滑油精制过程经历了从混合澄清槽
到填料塔，再发展到转盘塔，再向填料发展 的过程。
随， 着工业技术的迅速发展，润滑油广泛 应用于国民经济的各个领域，对其品质的要 求也越来越高。
因当时填料水平低，美国的SHELL公司、 TEXAS发展有限公司相继开发了用转盘塔精制 润滑油的工艺。
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4 糠醛精制过程节能措施
4.6新型萃取技术的应用 双溶剂萃取工艺等新技术的应用，减少
系统糠醛量。
，
20
5 糠醛精制过程的降耗措施
5.1严把糠醛溶剂质量关 新鲜糠醛溶剂的优劣是糠醛氧化结焦跑
损的一大诱因，对糠醛溶剂的馏程控制是一 大关，键指标。
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5 糠醛精制过程的降耗措施
5.2严控装置的跑、冒、滴、漏 通过机泵采用变频控制，减少机泵的维
17
4 糠醛精制过程节能措施
1995年，茂名分公司三糠醛装置与石油大学合作，采 用狭点理论对抽出液回收系统进行优化，调整三效回收换 热网络，增加中压塔压力控，低压塔采用微负压操作，适 度提高高压塔压力，拉开各效间的蒸发压力差，从而增大 传热温差，提高换热蒸出率和热回收利用率，降低了装置 能耗。
甲醇萃取塔工作原理
甲醇萃取塔工作原理一、引言甲醇是一种重要的有机化工产品，广泛应用于化工、医药、农药和涂料等领域。
甲醇的生产过程中，甲醇萃取塔是一种关键的设备，其功能是从含有甲醇和水的混合物中将甲醇进行有效分离和纯化。
下面将介绍甲醇萃取塔的工作原理。
二、甲醇萃取塔的结构甲醇萃取塔通常由塔体、填料、塔板、内部设备等部分组成。
塔体是承载填料、塔板和内部设备的结构，一般都是圆柱形或矩形的，内部设备主要是提供气液两相的充分接触和传质的设备。
填料是用来增加气液两相接触面积和提高传质效率的重要部分，而塔板则是用来在塔内形成横向气液分布，并促进气液相的充分接触和分离的关键设备。
三、甲醇萃取塔的工作原理1. 塔顶进料和塔底提取在甲醇萃取塔中，含有甲醇和水的混合物通常从塔顶部进料，而提取剂则从塔底部进入。
进入塔顶的原料混合物将与由塔底提取出的提取剂进行接触和传质，从而实现甲醇和水的分离。
提取剂通常是一种具有亲水性的有机物，具有很强的选择性吸附甲醇而不吸附水的特性。
2. 气相和液相接触在塔内，原料混合物和提取剂将经过填料和塔板的作用，形成气相和液相的充分接触。
原料混合物中的甲醇和水将通过填料和塔板间的孔隙和通道与提取剂发生接触，从而实现气相和液相的传质。
3. 顺流和逆流操作甲醇萃取塔通常采用顺流和逆流操作方式。
顺流操作是指原料混合物和提取剂分别由塔顶向塔底和由塔底向塔顶运动，这种操作方式能够有效地利用提取剂和原料的接触面积，提高萃取效率。
逆流操作则是指原料混合物和提取剂分别由塔底向塔顶和由塔顶向塔底运动，这种操作方式能够更好地控制温度和浓度梯度，提高分离精度。
4. 蒸汽和冷凝在甲醇萃取塔中，通常需要通过加热和冷凝来实现混合物的分离。
适当的加热能够提高混合物中甲醇和水的汽化程度，从而实现气液两相的分离。
而通过冷凝则能够使气相中的甲醇和水重新凝结成液相或固相，从而实现提取剂的再生和回收利用。
四、甲醇萃取塔的应用甲醇萃取塔广泛应用于甲醇生产厂、石油化工厂、精细化工厂等工业生产中。
筛板萃取塔设计计算
液体分布器
优化液体分布器的设计， 确保液体均匀分布在筛板 上，减少流动死区。
填料支撑结构
合理设计填料支撑结构， 以减小流动阻力并提高填 料装填量。
操作条件优化
流量控制
01
根据工艺要求，调整进料、萃取剂和洗涤剂的流量，以实现最
佳的萃取效果。
压力控制
实例三：某环保工程的筛板萃取塔应用
应用场景
设计特点
考虑到环保要求，该筛板萃取塔采用全封闭式设计 ，设有独立的油水分离区和废水处理区。
该环保工程采用筛板萃取塔处理含油废水。
处理效果
经过处理，该筛板萃取塔能够将含油废水中 的油含量降低至0.5mg/L以下，达到国家排 放标准。
05
筛板萃取塔的发展趋势与展 望
THANKS
注意事项
塔径过小可能导致流体阻力过大，塔径过大则可能增加设备 成本和占地面积。
塔板数量计算
塔板数量计算公式
N = (H/h) +1，其中H为理论板高度，h为实际板高度。
考虑因素
塔板数量应满足工艺要求的分离效率和生产能力，同时要考虑到液体的流动特性和传质性能。
注意事项
塔板数量过多可能导致设备成本增加和操作复杂度提高，过少则可能无法满足分离要求。
02
保持塔内压力稳定，以减小波动对萃取过程的影响。
温度控制
03
根据萃取剂和物料的特性，选择适宜的操作温度，以提高萃取
效率和分离效果。
结构设计优化
塔高与塔径
根据工艺要求和场地限制，合理设计塔高与塔径的比例，以满足 生产能力的要求。
支撑结构
加强塔体支撑结构，以减小塔体晃动和变形，提高设备稳定性。
萃取精馏工艺技术的优化及其前景展望
摘要 简单回顾了萃取精馏的利与弊。在萃取精馏的流程安排、萃取剂的优化创新以及工艺设备改善 上做出了近几年的研究成果总结。将新研究背景下的特殊精馏与萃取精馏耦合开发，介绍了多种条 件萃取精馏。其中加盐萃取精馏、加盐反应萃取精馏、热耦萃取精馏正在逐步替代传统萃取精馏工 艺，表现出了其专一、高效、清洁的优势。在工业生产上将进一步得到应用和推广。在萃取精馏的 流程安排、萃取剂的优化创新以及工艺设备改善上做出了近几年的研究成果总结。总之，萃取精馏 有着广阔的开发背景，工艺的优化和各种特殊精馏的耦合将得到进一步的探索和创新。 关键词：萃取精馏；传统工艺；优化和创新；耦合；工业生产
S
其中
i
j
[25]
S
为无限稀释条件下溶剂的选择性;
i j
为关键组分 i 在溶剂中的无限稀活度系数; 为关键组分 j 在溶剂中的无限稀活度系数。
MOMOHS O[26]研究了采用无限稀释条件下溶剂的选择性作为萃取精馏溶剂选择依的可靠性,指 出用无限稀释条件下溶剂的选择性数据筛选萃取精馏的溶剂,对某些体系不十分准确,只能作为初步 筛选的依据[27]。萃取精馏的萃取剂的选择原则是： （1）选择性高，即加入少量萃取剂就可大幅度增加组分间的相对挥发度[28]；
3 萃取精馏与其他分离工艺耦合
3.1 加盐萃取精馏 加盐萃取精馏把盐加入到萃取精馏的萃取剂中，这样既利用盐效益，又克服加盐精馏中固体盐 回收、输送等困难[52]。加盐萃取精馏的流程和普通萃取精馏的流程完全相同。含盐的液体溶剂在输 送、回收等方面和普通萃取精馏中的液体溶剂一样，既能够发挥盐的显著增加相对挥发度的作用， 又能克服固体盐在回收和输送中的困难[53]，因此，这种方法已经在醇-水和酯-水等体系的分离中得 到了应用。 加盐萃取精馏与传统分离过程相结合，建立新的耦合过程强化分离效果以及多样化的萃取剂与 盐的组合等都是该精馏技术的发展方向[54]。随着科技进步，加盐萃取精馏技术有望发挥更大的作用。 3.2 热耦萃取精馏 热耦萃取精馏。热耦精馏塔是主塔和副塔组成的复杂塔序,可以替代常规的精馏塔。常规精馏塔 中,塔内的两相流动要靠冷凝器提供液相回流[55],再沸器提供气相回流来实现,对多个精循塔组成的流 程而言,若从某塔内引一股液相物流直接作为另一塔的塔顶回流,或者引一气相物流直接作为另一塔 的气相回流,那么在某些塔序中就可省去冷凝器或再沸器设备,从而直接实现了热量的耦合[56]。 热耦精 馏是一种气液互相逆流流动来直接进行物流和能量运输流程结构,热力学来说是一种比较理想的结 构,节省设备投资的同时又节约能源,可节能 20%～40%。 但是对于整个精馏过程的压力要求较为严格,
实验七转盘萃取塔实验讲义
实验七转盘萃取塔实验讲义实验七液-液萃取塔的操作及其传质单元⾼度的测定转盘塔是⼀种外输⼊能量的液—液萃取设备，具有结构简单、⽣产能⼒⼤、功率⼩等优点，⼴泛应⽤于⾷物油纯化，核燃料处理、原油净化、维⽣素净化、废⽔处理等⽅⾯。
⼀、实验⽬的1.掌握萃取塔传质单元⾼度的测定⽅法，学会分析外加能量对液-液萃取塔传质单元的影响；2.了解引起萃取塔液泛不正常现象出现的原因以及处理⽅法；3.了解液-液萃取设备的结构和特点。
⼆、实验原理萃取是分离混合液体的⼀种⽅法，它是⼀种弥补精馏操作⽆法实现分离的⽅法之⼀，特别适⽤于稀有分散昂贵⾦属的冶炼和⾼沸点多组分分离，它是依据液体混合物各组分在溶剂中溶解度的差异⽽实现分离的。
但是，萃取单元操作得不到⾼纯物质，它只是将难以分离的混合液转化为容易分离的混合液，增加了分离设备和途径，导致成本提⾼。
所以，经济效益是评价萃取单元操作成功于否的标准。
1.萃取和吸收的区别⑴相同之处：两者均是利⽤混合物中的各组分在某溶剂中溶解度的不同⽽达到分离的。
吸收是⽓液接触传质，萃取是液-液接触传质，两者同属相际传质，因此两者的速率表达式和传质推动⼒的表达式是相同的。
图1. 萃取和吸收的区别⑵不同之处：由于液-液萃取体系的特点，两相的密度⽐较接近，界⾯张⼒较⼩，所以，能⽤于强化过程的推动⼒不⼤，加上分散的⼀相，凝聚分层能⼒不⾼；⽽⽓液吸收两相密度相差很⼤，界⾯张⼒较⼤，⽓液两相分离能⼒很⼤，由此，对于⽓液接触效率较⾼的设备，⽤于液-液接触效率不⼀定⾼。
为了提⾼液-液相际传质设备的效率，常常需外加能量，如搅拌、脉动、振动等。
另外，为了让分散的液滴凝聚，实现两相的分离，需要有⾜够的停留时间也即凝聚空间，简称分层分离空间。
2.萃取塔结构特征由于液-液萃取体系的特点，从⽽使萃取塔的结构发⽣了根本性变化：⑴需要适度的外加能量；⑵需要⾜够⼤的分层分离空间。
3.萃取塔的操作特点⑴分散相的选择a.容易分散的⼀相为分散相：在现实操作过程中，很易转相，为了避免此类情况发⽣，宜选择容易分散的⼀相为分散相。
双水相萃取技术解答
3.2两水相反应器
在两水相系统中进行转化翻译功能，如酶促反应，可 以把产物移入另一相中，消除产物抑制，因而提高了产率。 这实际上是一种反应和分离耦合的过程，有时也成为萃取 生物转化；如果发生的是一种发酵过程，则也称为萃取发 酵，因此此时也可以把两水相系统称为两水相反应器。
主讲人： 2014-12-25
一.概述 二. 基本原理及流程 三. 技术与设备 四. 研究及应用 五述
1.1 基本概念
●萃取（extraction)：
萃取是利用溶质 在互不混溶的两相之 间分配系数的不同而 使溶质得到纯化或浓 缩的技术。
●萃取剂：用以进行萃取的溶剂
3.5.3 筛板萃取塔
塔体内装有若干层筛板，筛孔直 径比气-液传质的孔径有效。工业中 所用孔径一般为3~9mm，孔距为孔径 的3~4倍，板间距为150~600mm。如果 选轻相为分散相，则其通过塔板上的 筛孔而被分散成细滴，与塔板上的连 续相密切接触后便分层凝聚，并聚结 于上层筛板的下面，然后借助压强差 的推动，再经筛孔而分散。重液相经 降液管流向下层塔板，水平横向流到 筛板另一端降液管。两相如是依次反 复进行接触与分层，便构成逐级接触 萃取。如果先重相为分散相，则应使 轻相通过盛液管进入上层塔板。
3.3进行两水相生物转化反应需满足以下条件
● 催化剂应单侧分配； ● 底物应分配于催化剂所处的相中；产物应分配 在另
一相中；要有合适的相比。如产物分配在上相中，则 相比要大，反之则相比要小。
由于这些条件很难同时满足，并且分离理论还不完善，因 此常需要根据试验选择最优系统和操作条件。
3.4采用双水相系统进行生物转化反应的优点：
Kula教授研究小组对双水相的应用、工艺流程、操作参数、 设备、成本分析等进行了大量研究，在应用工程上获得成功。