萃取精馏利用先容

萃取精馏利用原理

导语

前一篇文章，我重点论述的化工消费历程中的精馏工艺利用，今天我要说的是精馏利用中的两种特别精馏：萃取精馏和共沸精馏。两者原理基本相反，共沸精馏的不同之处是共沸剂(夹带剂，携带剂)在影响原溶液组分相对挥发度的同时，还要与原溶液中一个或多个组分构成共沸物。本文主要先容萃取精馏利用。

一、利用原理

关于沸点十分接近的两种或几种物质的殽杂物，使用平凡的精馏难以将其分散，因此在殽杂物中到场一种沸点较高的物质作为萃取剂，从而改动它们之间的相对挥发度，再使用精馏的办法将其分散，分散出的萃取剂循环使用，这是一种萃取和精馏在同一塔内举行的特别精馏利用。依据新到场的萃取剂和原殽杂物的存在办法的区别，又分为共沸精馏和萃取精馏。

1、共沸精馏

共沸精馏，又称恒沸精馏，是使用殽杂物中的组分能构成共沸物的实质完因素散的精馏历程。通常在待分散的溶液中到场共沸剂(或称夹带剂)，使其与溶液中的一个或两个组分构成共沸物，以增大待分散组分间的相对挥发度而使分散易于举行。假如构成的共沸物是易挥发的塔顶产物，则塔底实际上得纯组分，这种体系称为具有最低共沸物体系。若共沸物是难挥发的塔底产物，则塔顶实际上可得纯组分，这种体系称为具有最高共沸物体系。当两种实质接近的液体混适时，所构成溶液近似于抱负体系，它们在一个较大温度范围内互相溶解，蒸汽压切合拉乌尔定律。共沸征象是由于构成溶液的各组分分子布局不相似，在混适时惹起与抱负溶液产生偏差所致。若溶液的蒸汽压对抱负溶液产生负偏差，即活度系数小于1时，则构成最高共沸物;若溶液蒸汽压对抱负 溶液产生正偏差，即活度系数大于1， 则构成最低共沸物。

1.1 共沸精馏特点：

在被分散的物系中到场共沸剂，该共沸剂必需能和物系中的一个大概几个组分构成最低点共沸物，致使于使必要分散的几种组分间的相对挥发度增大。在精馏时，共沸组分作为轻组分能以恒沸物的情势从精馏塔顶蒸馏出来，产业上把这种利用界说为共沸精馏。依据塔顶蒸馏出的二组分或三组分殽杂物经冷凝器冷凝后可否分为互不溶解的两个液相，将共沸精馏分为均相共沸精馏和非均相共沸精馏。

2、萃取精馏

萃取精馏经过添加萃取溶剂使原有组分的相对挥发度依照我们消费所渴望的朝向改动，尽约莫增大相对挥发度。当被分散物系的非抱负性较大，且在一定浓度范围内难以分散时，到场溶剂后，原有组分的浓度均下降，从而减弱了它们之间的互相作用，只需溶剂的浓度充足大，就突出了两组分蒸汽压的差别对相对挥发度的奉献，完成了原物系的分散。在该情况下，溶剂主要起了浓缩作用。当原有两组分A和B的沸点相近，非抱负性不大时，若相对挥发度 接近于1, 则用平凡精馏也无法分散。到场溶剂后，溶剂与组分A构成具有较强正偏差的非抱负溶液，与组分B构成负偏差溶液或抱负溶液，从而提高了组分A对组分B的相对挥发度，以完成原有两组分的分散，溶剂的作用在于对不同组分互相作用的强弱有较大差别。

2.1萃取精馏分类

萃取精馏依照其利用办法可以分为两类,即一连萃取精馏和间歇萃取精馏。

一连萃取精馏

一连萃取精溜历程中，进料、溶剂的到场及吸收都是一连的。一连萃取精馏寻常接纳双塔利用，第一个塔是萃取精馏塔，被分散的物料由塔的中部一连进入塔内，而溶剂则在接近塔顶的部位一连到场。

在萃取精馏塔内易挥发组分由塔顶馏出，而难挥发组分和溶剂由塔底馏出并进入溶剂吸收塔。在溶剂吸收塔内难挥发组分与溶剂取得分散，难挥发组分由塔顶馏出，而溶剂由塔底馏出并循环回送至萃取精馏塔。

间歇萃取精馏

间歇萃取精馏是比年来崛起的新的研讨朝向，由于间歇萃取精馏具有间歇精馏和萃取精馏的优点，比年来惹起了一些学者的注意。间歇萃取精馏比一连萃取精馏繁复得多，其流程及利用办法与一连萃取精馏不同。我对这一块研讨不深，待交往研讨后再和各位讨论。

2.2萃取溶剂的选择

由于萃取精馏殽杂物多为强非抱负性的体系，以是产业消费中选择相宜溶剂时主要应思索以下几点:

选择性:溶剂的到场要使待分散组分的相对挥发度提拙劣显，即要求溶剂具有较高的选择性，以提高溶剂的使用率。

溶解性:要求溶剂与原有组分间有较大的互相溶解度，以避免液体在塔内产生分层征象，但具有高选择性的溶剂屡屡伴有不互溶性或较低的溶解性，因此必要经过权衡拔取切合的溶剂，使其既具有较好的选择性，又具有较高的溶解性。

沸点:溶剂的沸点应高于原进料殽杂物的沸点，以避免构成溶剂与组分的共沸物。但也不克不及过高，以制止形成溶剂吸收塔釜温过高。

2.3举例分析

我地点的化工企业有一套30万吨/年的环己醇酮安装，其接纳环己烯水合法制环己醇，此中质料苯经局部加氢反响所得的苯烷烯三组分殽杂物接纳萃取精馏工艺来完成好效分散 。

安装现场图

工艺流程：苯、环已烯和环已烷的殽杂物被送入苯分散塔的第26层塔板，靠从塔底产生的上升气流向上蒸发，萃取剂N,N-二甲基乙酰胺被送入苯分散塔的第55层塔板，靠从塔顶引进下降的液流向下挪动:同时吸取上升气流中的苯，将苯萃取出来，从塔底抽出,送入苯精制塔的第31层塔板，经过平凡精馏后苯从塔顶抽出，送入前体系加氢反响工段循环使用，萃取剂从塔底抽出前往苯分散塔中循环使用。被萃取出苯的环已烯和环已烷殽杂物被送入环已烯分散塔的第2层填料上部，靠从塔底产生的上升气流向上蒸发，萃取剂N.N-二甲基乙酰胺被送入环已师分散塔的第4层填料上部靠从塔顶引进下降的液流向下挪动，同时吸取上升气流中的环已烯，将环已烯萃取出来，从塔底抽出，送入环已烯精制塔的第30层塔板，再经过平凡精馏后环已烯从塔顶抽出，送入水合反响工段经加水反响制得环已醇，萃取剂从塔底抽出前往环已桶分散塔中循坏使用。环已烧从塔项抽出送入环已烷精制工段进一步提纯。

实践运转历程中，经萃取精馏后各组分纯度分散到达：环己烷≥97.48%，环己烯≥98.79%，苯≥99.2%。

2.4萃取精馏利用要点：

在苯分散塔和环己烯分散塔中均是用精馏段敏捷板温度和回流量打串级来控制塔顶浓缩温度，从而控制微量组分的含量（在苯分散塔中控制苯，在环己烯分散塔中控制环烯）。此办法对外部温度厘革好效，但关于压力厘革存在着形成反举措的伤害，因此不克不及使塔压动摇。 同理，在苯精制塔和环己烯精制塔中，是使用提馏段敏捷板温度和蒸汽量打串级来控制吸收温度，从而控制微量组分的含量。此办法对外部温度厘革好效，但关于压力厘革亦存在着形成反举措 的伤害，因此也不克不及使塔压动摇。

蒸汽压力动摇对分散后果的影响

由于各塔都比力高，苯分散塔62层塔板,苯吸收塔61层塔板,环已烯吸收塔60层塔板，而环已烯分散塔最高达63米，各精馏塔对蒸汽压力动摇比力敏感，塔釜的利用压力、温度都市随之动摇，继而影响到塔顶,塔均衡易被冲破，且不易规复，形成出料不及格，影响后体系正常消费，以是消费中控制蒸汽压力尤为紧张。

物料中水含量对萃取剂的影响

假如物料中含水，萃取剂二甲基乙酰胺在水中会产生轻度水解反响，水解天生二甲胺和有腐化性的醋酸，长时积累会形成塔和管线腐化，以是工艺前端的脱水塔必需正常事情，确保物料中含水满意要求，并定期检测体系中的醋酸含量。