填料萃取塔研究进展及应用

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。

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。

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。

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。

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。

化工原理实验报告——填料吸收塔传质系数的测定姓名： XXX学号： XXXXXXXXXXX学院：化学与化工学院专业：化学工程与工艺年级： 20XX 级实验日期： 20XX年XX月XX日实验条件：空气流量5.0m3/h，CO2流量3.0L/min，水流量0.40m3/h福建师范大学Fujian Normal University填料吸收塔传质系数的测定一、实验目的1、掌握吸收总传质系数K Ya或K Xa的测定方法；2、了解填料吸收塔的结构和流程，能定性分析操作条件的变化对结果的影响；3、熟悉各仪器仪表的读数方法，了解气相色谱仪和六通阀的使用方法。

二、实验内容本实验采用水吸收气相物流中的CO2，在不同条件下，测定气相中CO2进出口浓度，并计算溶质的吸收率E A，过程平均推动力或吸收因子，传质单元数N OL,液相总传质单元高度H OL和总传质系数K Xa。

三、实验原理1、吸收原理（1）吸收操作吸收操作主要是利用气体混合物的各组分在液体中的溶解性质不同，将其与适当的液体接触，混合气中易溶的一个或几个组分便溶于该液体内形成溶液，而不能溶解的组分则仍留在气相，从而实现气体混合物的分离。

（2）吸收操作所用的液体称为吸收剂或溶剂（S）；混合气中被溶解吸收的组分称为吸收质或溶质（A）；不被吸收的组分称为惰性组分或载体（B）；所得到的溶液称为吸收液；排出气体称为吸收尾气。

2、吸收计算（1）吸收率E AE A=被吸收的溶质量（kmol）吸收前气相中的溶质总数=V(Y0−Y e)=1−Y eY0、Y e——分别表示初始与吸收终了时气体中溶质的摩尔比；V——惰性气体B的流量，kmol/h。

吸收率愈高表示气体混合物的分离愈完全。

（2）对数平均推动力法传质单元数的表达式中Y∗或X∗是液相或气相的平衡组成，需要用相平衡关系确定，CO2在水中的溶解平衡可视为直线，因此本实验传质单元数的求解可用对数平均推动力法或吸收因数法。

以下标“1”表示塔底截面，下标“2”表示塔顶截面，对数平均推动力法相关公式如下：N OL=X1−X2∆X m式中ΔXm 为过程平均推动力，即∆X m=∆X1−∆X2ln∆X1∆X2=(X1∗−X1)−(X2∗−X2)lnX1∗−X1X2∗−X2吸收因数法的相关公式如下：N OL=11−Aln[(1−A)Y1−mX2Y1−mX1+A]其中A=L mV⁄,称为吸收因子，A愈大愈容易吸收。

分离分析化学期中论文班级：应化112 学号：S2013015 姓名：路平娟超临界流体的萃取及其应用摘要：本文概述了超临界流体萃取技术的基本原理、工艺设备及其在油脂萃取中的应用、在植物有效成分萃取中的应用和在废弃油基钻井液无害化处理中的应用，最后对超临界流体萃取技术未来的发展进行了一些展望。

关键词：超临界流体、萃取、油脂、色素、精油、中药、废弃油基钻进液Supercritical fluid extraction and its application Abstract:The technology of supercritical fluid extraction in this paper, the basic principle,process equipment and its application in oil extraction, application in the extraction of effective components in plants and in the waste oil base drilling fluid harmless treatment, finally on the development of the technology of supercritical fluid extraction in the future prospect.Key words:supercritical、extraction、oil、pigment、essential oil、traditional Chinese medicine、waste oil-based drilling fluid.【正文】1.超临界流体及其性质对于纯物质，如果该物质的温度和压力均超过该物质的临界温度(T )和临界压力(P )值，那么，它就处于超临界状态，如下图所示。

图一物质超临界状态图对于混合物，是否处于超临界状态与压力温度和组成有关。

最全的萃取设备结构及工作原理图解一、离心萃取机萃取专用的离心机，由于可以利用离心力加速液滴的沉降分层，所以允许加剧搅拌使液滴细碎，从而强化萃取操作。

离心萃取机有分级接触和微分接触两类。

前者在离心分离机内加上搅拌装置，形成单级或多级的离心萃取机，有路维斯塔式和圆筒式离心萃取机。

后者的转鼓内装有多层同心圆筒，筒壁开孔，使液体兼有膜状与滴状分散，如波德比尔涅克式离心萃取机。

离心萃取机特别适用于两相密度差很小或易乳化的物系，由于物料在机内的停留时间很短，因而也适用于化学和物理性质不稳定的物质的萃取。

性能特点：1、两相物料在离心力作用下分离效果明显，处理量大。

2、两相物料接触时间短，节约萃取剂的投入成本。

3、传质效率高，级效率高，开停车方便，停车后不破坏平衡。

4、设备占地面积小，综合投资成本低。

5、适应性强，灵活性高，可间歇运行，可单台运行，可连续逆流操作，且中间不需要另设级间泵。

二、混合澄清槽萃取槽（又称混合澄清槽）是靠重力实现两相分离的一种逐级接触萃取设备，就水相和有机相的流向而言，可分逆流式和并流式；就能量输入方式而言，可分为空气脉动搅拌、机械搅拌和超声波搅拌；就箱提结构而言，除简单箱式混合器之外，还有多隔室的、组合式等各种其他混合器。

萃取槽是工业应用最早且仍广泛使用的技术成熟的萃取设备。

它是靠重力实现两相分离的一种逐级接触式萃取设备，主要由混合室和澄清室两部分组成。

原料液和萃取剂首先经过各自的进料口进入混合室中，通过搅拌器的搅拌使之混合传质，然后通过溢流挡板进入澄清室内，通过重力作用实现自然分离。

最后分别进入不同的出口，完成萃取过程。

实际生产中，萃取槽一般为多级串联，并设有反萃段、洗涤段、再生段等多个工段。

性能特点：1、操作简单灵活，设备制造简单；2、设备放大容易，可靠；3、适应性强，适用大的流比变化；4、级效率高，操作弹性大。

5、投资和运转费用较大。

6、广泛应用于制药、生物工程、精细化工、湿法冶金、农药、环保、食品、核工业等领域。