工業(yè)萃取過(guò)程
Extraction technology in industrial production
由于萃取相和萃余相中均存在三個(gè)組分,萃取操作并未最后完成分離任務(wù),萃取相必須進(jìn)一步分離成溶劑和增濃了的混合物,萃余相中所含的少量溶劑也必須通過(guò)分離加以回收。在工業(yè)生產(chǎn)中,這兩個(gè)后繼的分離通常是通過(guò)精餾實(shí)現(xiàn)的。
現(xiàn)以稀醋酸水溶液的分離為例說(shuō)明工業(yè)萃取過(guò)程:
由石油餾分氧化所得的稀醋酸水溶液需提濃以制取無(wú)水醋酸,此過(guò)程可采用圖11-2所示的流程通過(guò)萃取及恒沸精餾的方法完成。
稀醋酸連續(xù)加入萃取塔頂,作為萃取溶劑的醋酸異丙酯自塔底加入進(jìn)行逆流萃取,離開(kāi)塔頂?shù)妮腿∠酁榇姿岙惐ヅc醋酸的混合物,其中也含有少量溶于溶劑的水。為取出萃取相中的醋酸,可采用恒沸精餾。利用萃取相中的醋酸異丙酯與水形成非均相恒沸物這一特點(diǎn),在恒沸精餾塔中水被醋酸異丙酯帶至塔頂,塔底可獲得無(wú)水醋酸。塔頂蒸出的恒沸物經(jīng)冷凝后分層,上層酯相一部分作為回流,另一部分可作為萃取溶劑循環(huán)使用。離開(kāi)萃取塔底的萃余相主要是水,其中容有少量溶劑,恒沸精餾塔頂分層器放出的水層中也溶有少量溶劑,可將兩者匯合一并加入一提餾塔,以回收其中所含的溶劑。在提餾塔內(nèi),溶劑與水的恒沸物從塔頂蒸出,廢水則從塔底排出。
工業(yè)萃取過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性:
由于萃取過(guò)程本身并未直接完成分離任務(wù),而只是將一個(gè)難于分離的混合物轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚(gè)易于分離的混合物。因此萃取過(guò)程在經(jīng)濟(jì)上是否優(yōu)越取決于后繼的兩個(gè)分離過(guò)程是否較原溶液的直接分離更容易實(shí)現(xiàn)。通常,在下列情況下采用萃取過(guò)程較為有利:
1、混合液的相對(duì)揮發(fā)度小或形成恒沸物,用一般精餾方法不能分離或很不經(jīng)濟(jì);
2、混合液濃度很稀,采用精餾方法必須將大量稀釋劑氣汽化,能耗過(guò)大;
3、混合液含熱敏性物質(zhì)(如藥物等),采用萃取方法精制可避免物料受熱破壞。
萃取過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性在很大程度上取決于萃取劑的性質(zhì),選擇萃取溶劑時(shí)必須考慮以下條件:
1、溶劑應(yīng)對(duì)溶質(zhì)有較強(qiáng)的溶解能力,這樣,單位產(chǎn)品的溶劑用量可以減少,后繼的精餾分離能耗也可以降低。
2、溶劑對(duì)組分A、B應(yīng)有較高的選擇性,這樣才易于獲得高純度產(chǎn)品。
3、溶劑與被分離組分之間的相對(duì)揮發(fā)度要高(通常都選用高沸點(diǎn)溶劑),這樣可使后繼的精餾分離所需的回流比較小。
4、溶劑在被分離混合物中的溶解度要小,這使萃余相中溶劑回收的費(fèi)用減少。