工業(yè)上常用的萃取操作流程和特點

工業(yè)上常用的萃取操作流程和特點根據(jù)原料液和萃取劑的接觸方式，萃取操作設(shè)備分為分級接觸式萃取和連續(xù)接觸式萃取。其中，分級接觸式萃取又分為單級萃取和多級萃取，多級萃取又分為多級錯流萃取和多級逆流萃取。1、單級萃取流程單級萃取是液液萃取中最簡單的萃取流程，可以用于間歇操作也可用于連續(xù)操作，單級萃取流程如圖所示：1混合器；2分層器；3、4分離器。將由溶質(zhì)A和原溶劑B組成的原料液F和萃取劑S一起加入混合器1內(nèi)，然后攪拌使原料液F與萃取劑S充分混合，使溶質(zhì)A從料液進入萃取劑。將混合液送入分層器2兩液相因密度不同靜置分層。一層以萃取劑S為主，并溶有較多的溶質(zhì)A，稱為萃取相，用E表示，送入分離器3，經(jīng)分離后得到萃取劑S和萃取液E'。另一層以原溶劑B為主，且含有未被萃取完的溶質(zhì)A，稱為萃余相，用R表示，送入分離器4，經(jīng)分離后得到萃取劑S和萃余液。萃取劑S送入混合器循環(huán)使用。單級萃取流程簡單，過程為一次平衡，故分離程度不高，只適用于溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度很大或溶質(zhì)萃取率要求不高的場合。2、多級錯流萃取流程為了用較少萃取劑萃取出較多溶質(zhì)，可用多級錯流萃取，多級錯流萃取實際上是多個單級萃取的組合，多級錯流萃取流程如圖所示。由溶質(zhì)A和原溶劑B組成的原料液F從第一級加入，每級均加入新鮮的萃取劑S，前一級的萃余相為后一級的原料。在第一級中原料液與萃取劑接觸、傳質(zhì)，最后兩相達到平衡。分層所得萃余相R1，送到第二級中作為原料液，再次與新鮮的萃取劑接觸，進行萃取分離，如此萃余相多次被萃取，一直到第n級，排出最終的萃余相En。各級所得的萃取相E1、E2直至En排出后回收萃取劑S。多級錯流萃取的傳質(zhì)推動力大，只要級數(shù)足夠多，能得到溶質(zhì)組成很低的萃余相En，萃取率比較高，但萃取劑用量較大，溶劑回收處理量大，能耗較大。3、多級逆流萃取流程多級逆流萃取的流程如圖所示，由溶質(zhì)A和原溶劑B組成的原料液從第一級進入，逐級流過系統(tǒng)，最終萃余相RN從第N級流出；新鮮萃取劑從第N級進入，與原料液逆流，逐級與料液接觸，在每一級中兩液相充分接觸進行傳質(zhì)，最終的萃取相E1從第一級流出。萃取相與萃余相分別送入回收裝置中回收萃取劑S，多級逆流萃取流程如下。多級逆流萃取一般采用連續(xù)操作，可以在萃取劑用量較小的條件下獲得比較高的萃取率，分離效率高，溶劑用量少，故在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。4、微分逆流萃取流程微分接觸逆流萃取主要在塔式萃取設(shè)備內(nèi)進行，如圖所示。由溶質(zhì)A和原溶劑B組成的原料液F從塔頂進入塔中，在重力作用下從上向下流動，與自下向上流動的萃取劑S逆流連續(xù)接觸，進行傳質(zhì)，萃取結(jié)束后，萃取相E從塔頂流出，最終的萃余相R從塔底流出，微分接觸萃取流程如下。微分接觸逆流萃取操作兩液相連續(xù)逆向流過設(shè)備，沒有沉降分離時