淺談萃取過程在化工工藝流程中的作用

傅麗

摘 要：萃取過程包括液相到液相、固體到液相、氣相到液相三種傳質過程。但是在科學研究和生產實踐中，萃取通常僅指液 - 液萃取過程，而將固 - 液傳質過程稱 "浸取"，氣液傳質過程稱 "吸收"。本文將討論液 - 液萃取過程及設備 。

關鍵詞：化工；生產 ；萃取； 應用

隨著科學技術的不斷發展，化工技術發展速度也得到了顯著提升。在化工生產過程中，對化工分析的要求也越來越高，人力資源的應用也越來越少，所以我們必須要做好化工分析工作。調查發現，國家現在對化工分析人員的技術要求也越來越高，對化工分析人員而言工作壓力越來越大，他們不僅要學習好基礎理論知識，同時還要學會并掌握化工工藝操作技術，熟悉化工分析技術等方方面面的基本知識和基本技能。

萃取過程包括液相到液相、固體到液相、氣相到液相三種傳質過程。但是在科學研究和生產實踐中，萃取通常僅指液 - 液萃取過程，而將固 - 液傳質過程稱為“浸取”，氣液傳質過程稱為“吸收”。本文將討論液 - 液萃取過程及設備。

1 萃取塔的形式與結構

萃取設備是溶劑萃取過程中實現兩相接觸與分離的裝置。萃取設備的類型很多，按萃取設備的構造特點大體上可分為三類：一是單件組合式，以混合澄清器為典型；二是塔式，如填料塔、篩板塔和轉盤塔等，兩相間的混合依靠密度差或加入機械能量造成的振蕩；三是離心式，依靠離心力造成兩相間分散接觸。

1.1 混合 - 澄清萃取桶

混合 - 澄清萃取桶是混合 - 澄清器最簡單的一種形式，在混合器中，原料液與萃取劑借助攪拌裝置的作用使其中一相破碎成液滴而分散于另一相中，以加大相際接觸面積并提高傳質速率。接近和達到萃取平衡后，停止攪拌，靜置分相，然后分別放出兩相即可。混合- 澄清器可以單級使用，也可以多級串聯使用。

1.2 塔式萃取設備

1.2.1 噴霧塔

噴霧塔是結構最簡單的一種萃取設備，塔內無任何部件。輕、重兩相分別從塔底和塔頂進入。其中一相經分散裝置分散為液滴后沿軸向流動，流動中與另一相接觸進行傳質。分散相流至塔另一端后凝聚形成液層排出塔。

1.2.2 填料萃取塔

填料萃取塔的結構與氣 - 液傳質過程所用填料塔的結構一樣。塔內裝有適宜的填料，輕、重兩相分別由塔底和塔頂進入，由塔頂和塔底排出。連續相充滿整個塔，分散相由分布器分散成液滴進入填料層，在與連續相逆流接觸中進行萃取。

1.2.3 篩板萃取塔

篩板萃取塔是逐級接觸式萃取設備，依靠兩相的密度差，在重力的作用下，使得兩相進行分散和逆向流動。若以輕相為分散相，則輕相從塔下部進入。輕相穿過篩板分散成細小的液滴進入篩板上的連續相一一重相層。液滴在重相內浮升過程中進行液 - 液傳質過程。

1.3 離心萃取設備

當兩液體的密度差很小或界面張力甚小而易乳化或黏度很大時，僅依靠重力的作用難以使兩相間很好地混合或澄清，這時可以利用離心力的作用強化萃取過程。離心萃取機結構緊湊，處理能力大，能有效地強化萃取過程，所以特別適用于化學穩定性差、需要接觸時間短、產品保留時間短，或易于乳化、分離困難等體系的萃取。缺點是結構復雜，造價高，能耗大，使其應用受到限制。

2 萃取設備的選用

不同的萃取設備有各自的特點，設計時應根據萃取體系的物理化學性質、處理量、萃取要求及其他因素進行選擇。

2.1 物系的穩定性和停留時間，要求停留時間短可選擇離心萃取器，停留時間長可選用混合澄清器。

2.2 所需理論級數

所需理論級數多時，應選擇傳質效率高的萃取塔，如所需理論級數少，可采用結構與操作比較簡單的設備。

2.3 處理量

處理量大可選用混合澄清器、轉盤塔和篩板塔，處理量小可選用填料塔等。

2.4 物系的物性

易乳化、密度差小的物系宜選用離心萃取設備；有固體懸浮物的物系可選用轉盤塔或混合澄清器；腐蝕性強的物系宜選用簡單的填料塔；放射性物系可選用脈沖塔。

2.5 其他

在選用萃取設備時，還應考慮其他一些因素，如能源供應情況，在電力緊張地區應盡可能選用依靠重力流動的設備；當廠房面積受到限制時，宜選用塔式設備，而當廠房高度受到限制時，則宜選用混合澄清器。

隨著科學技術的不斷發展，化工技術發展速度也得到了顯著提升。在化工生產過程中，對化工分析的要求也越來越高，人力資源的應用也越來越少，對化工分析人員而言工作壓力越來越大，他們不僅要學習好基礎理論知識，同時還要學會并掌握化工工藝操作技術，熟悉化工分析技術等方方面面的基本知識和基本技能。

參考文獻：

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