[发明专利]萃取装置分相调节系统及分相调节器

说明书

技术领域

本发明涉及一种萃取装置，特别是一种萃取装置分相调节系统及分相调节器，可有效解决连续萃取操作过程中由于进料组成的变化，萃取操作不稳定，影响萃取分相效果的问题。

背景技术

萃取操作是利用各组分在萃取剂中溶解度的差异达到组分分离的目的，萃取剂必须在操作条件下能与原料液分成两个液相层，且两个液相应具有一定的密度差，两相在经过充分混合后，靠重力或离心力的作用有效地分层。溶质由原料液通过两相的界面向萃取剂中传递，以相际平衡作为过程的极限。

目前工业上应用的液-液萃取按操作方式可分为连续操作和间歇操作，在大规模连续生产过程中多采用连续操作。在连续萃取操作中，相的组成沿流动方向连续变化，连续萃取设备大多为塔式设备，能为两液相提供充分混合与充分分离的条件。

在连续操作萃取塔内，萃取剂与被原料液进出口位置根据两者密度不同而定，密度大者(重液)由塔顶部进入，由底部排出；密度小者(轻液)由塔底部进入，由上部排出。在塔内重液进口上方形成轻相层，轻液进口下方形成重相层，两相之间为混合相层，经充分混合、分相后，轻、重相浓度接近相际平衡后排出，达到较好的萃取效果。

在工业生产中，萃取塔的操作受进料组成变化的影响，操作状况会发生波动，引起萃取分相状况变化，严重时会造成轻重两相相互夹带，产品中目标组分浓度偏离相际平衡浓度，造成产品质量不合格。但对于一个特定的萃取操作来说，萃取塔设备一经确定，塔内的分离空间、进出口的位置调整起来会很困难。如何提高萃取塔的适应波动能力是一个困扰设计人员的难题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明研制了一种萃取装置分相调节系统及分相调节器。本发明的技术如下：

本发明的萃取装置分相调节系统，是在萃取装置后设置一台分相调节器，萃取塔重相出口1通过管路与调节器进口7相连。

本发明的萃取装置分相调节系统采用的分相调节器，由外筒、固定内筒、滑动内筒、调节丝杠组成，结构是外筒内设置有固定内筒，固定内筒内设置有滑动内筒，固定内筒与滑动内筒间用填料密封，调节丝杠与滑动内筒连接，滑动内筒只轴向移动。

所述的填料为膨胀聚四氟乙烯、石墨、橡胶或天然纤维。

所述的调节丝杠与滑动内筒用万向节连接。

具体说明如下：

本发明涉及一种化工、轻工等生产过程中萃取装置一种新的分相调节系统和分相调节器。在连续萃取装置后设置一台分相调节器，萃取塔重相出口1通过管路与调节器进口7相连，通过改变分相调节器滑动内筒的高度来调节萃取塔内轻、重相的停留时间，达到调节分相效果的目的。该方法有效解决了萃取塔的进料组成发生波动，引起萃取塔内操作状况变化影响萃取效果的问题，提高了萃取塔的适应能力。附图1为萃取塔分相调节系统流程示意图。

萃取塔投入实际操作前，根据设计物料数据，预先计算确定分相调节器的内筒高度并固定，此时分相调节器的内筒位置为正常操作位置。分相调节器的内筒高度由式1确定。

ρ₁h＝ρ₁h₁+ρ₂h₂+ρ₃h₃                  (式1)

式中符号说明如下：

ρ₁：重相密度，kg/m³；

ρ₂：混合相层密度，kg/m³；

ρ₃：轻相密度，kg/m³；

h：分相调节器的滑动内筒顶面至萃取塔重相与混合相分相界面的高度，mm；

h₁：萃取塔内重相层的高度，mm；

h₂：萃取塔内混合相层的高度，mm；

h₃：萃取塔内轻相层的高度，mm

当进入萃取塔的原料液组成波动时，如果轻组分比例下降，而萃取剂进料量不变时，重相出料中夹带过多轻相，组成偏离相际平衡浓度，重相产物不合格。此时转动调节丝杠，使滑动内筒上移，调节器内液面上移，控制萃取塔内重相萃取分相停留时间增加，充分混合分层后，重相产物夹带现象逐渐减轻，组成趋近相际平衡浓度；如果原料液中轻组分比例上升，轻相出料中夹带过多重相，此时转动调节丝杠，使滑动内筒下移，调节器内液面下降，萃取塔内轻相萃取分相停留时间增加，轻相产物夹带重相现象逐渐减轻，组成趋近相际平衡浓度。从而保证萃取塔不受原料组成波动的影响，得到连续稳定的合格产品。