[发明专利]具有中心进料入口的液-液萃取塔和方法

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及液-液萃取塔及其操作方法。如本文所用，词语“塔”和“柱”可互换使用。

2.相关领域描述

液-液萃取涉及将质量从一种液相转移至另一种不混溶液相。如本文所定义，“进料”是供往萃取塔的具有要分离的组分的液体，并且可具有作为主要组分的进料溶剂和作为次要组分的一种或多种溶质。如本文所定义，“萃取溶剂”是加入塔中以用于从进料中萃取一种或多种溶质的不混溶的液体。如本文所定义，“萃取物”是从萃取塔移出的包含萃取溶剂和一种或多种溶质的液体。如本文所定义，“萃余液”是从萃取塔移出的主要包含进料溶剂的液体；它是已移出一种或多种溶质后的剩余进料液体。

图1是基于Scheibel设计的一种液-液萃取塔的图示。该一般设计类型的多种版本示于例如美国专利2,493,265；2,850,362；和3,389,970以及“Perry’s Chemical Engineers’Handbook”第七版(Copyright 1997)第15-40至15-42页中。

将进料引入塔侧将形成大规模循环，该循环并无真正的意义，并会在离开萃取塔的假定单相萃取物中混合或夹带进料。这影响了从萃取塔中移出的萃取物的质量。因此，需要将进料引入塔的改善的方法，使得收集区域的大规模循环得以减少。

发明概述

在一个实施方案中，本发明涉及液-液萃取塔，所述塔包括至少一个进料入口、至少一个萃取溶剂入口、至少一个萃取物出口和至少一个萃余液出；其中萃取塔还具有多个级段(stages)和用于收集萃取物的区域；至少一个级段包括具有传动中心水平叶轮的混合区域，该叶轮定位在一对具有开口中心的水平环形覆盖导流板之间，并且所述叶轮具有中心叶轮板；级段还具有介于所述一对水平环形覆盖导流板和塔侧之间的开口；其中进料入口邻近中心叶轮板定位。

在另一个实施方案中，本发明涉及使用萃取溶剂，使用具有至少一个进料入口、至少一个萃取溶剂入口、至少一个萃取物出口和至少一个萃余液出口的液-液萃取塔从进料中进行萃取物的液-液萃取的方法的改善；并且其中所述塔还具有多个级段和用于收集萃取物的区域；并且至少一个级段具有包括传动中心水平叶轮的混合区域，该叶轮定位在一对具有开口中心的水平环形覆盖导流板之间，级段还具有介于所述一对水平环形覆盖导流板和塔侧之间的开口；

所述改善包括邻近中心叶轮板对称地引入进料。

附图简述

图1是基于Scheibel设计的一种液-液萃取塔的图示。

图2是塔内萃取物收集区域的流动情况的图示。

图3是使用环型分配器对称地引入进料的一种装置的图示。

图4是在图3中所示的用于对称地引入进料的装置的详细透视图。

图5A和图5B是利用多根将进料导向塔中心线或导离塔中心线的倾斜开口管而对称地引入进料的备选装置类型的图示。

图6和图7是利用将进料垂直导向塔中心传动轴周围的单根管或多根管而对称地引入进料的备选装置类型的图示。

图8是具有用于邻近中心叶轮板对称地引入进料的装置的液-液萃取塔的图示，其中萃取物从塔底收集。

图9是具有用于邻近中心叶轮板对称地引入进料的装置的液-液萃取塔的图示，其中萃取物从塔顶收集。

图10是图9的详图，其显示了利用多根将进料垂直导向塔中心传动轴周围的管而对称地引入进料的备选装置类型。

发明详述

本发明涉及液-液萃取塔，所述塔包括至少一个进料入口、至少一个萃取溶剂入口、至少一个萃取物出口和至少一个萃余液出口，并具有多个级段和用于萃取物收集的区域。萃取塔具有至少一个包括混合区域的级段，混合区域具有包括中心叶轮板的传动中心水平叶轮板，，其中叶轮定位在一对具有开口中心的水平环形覆盖导流板之间。级段还具有介于所述一对水平环形覆盖导流板和塔侧之间的开口。进料入口邻近中心叶轮板定位。在一个优选的实施方案中，进料入口位于收集区域，使得邻近中心叶轮板基本上对称地引入进料，从而减少由于进料被引入塔而引起的收集区域内的大规模循环。