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液-液萃取技术处理页岩油含酚废水的主要方式

编辑:管理员    发布时间:2016/7/16 17:19:08

液-液萃取技术处理页岩油含酚废水的主要方式

    液-液萃取分为单级萃取和多级萃取,多级萃取又包括多级错流萃取和多级逆流萃取。

      (1)单级萃取

    实现萃取过程的两相经充分混合接触达平衡后分相,即为一次接触平衡,也可以称为单级萃取过程,具有一个理论级的萃取分离过程,在生产中多为间歇操作,如图1.2所示。原料液F和溶剂S充分混合,使一相均匀地分散到另一相中进行萃取,然后进行沉降分层,获得萃取相E和萃余相R,再进行脱溶剂操作,得到的萃取液E和萃余液R,即为产品。

    单级萃取计算可解决两类问题:一是根据工艺分离要求,选择适宜的溶剂比(ms/mF )或溶剂用量ms,此为设计性问题;二是在给定溶剂用量的操作条件下,估算萃取操作所能达到的分离程度,此为操作型问题。

 

    从萃取平衡的讨论可以看到单级萃取的效果是有限的,它的萃取率低,或者需要投入大量的萃取剂而只能得到浓度很低的萃取液,这显然不能满足工业生产的要求。提高萃取效果的一条有效的途径是采用多级萃取。

    2)多级错流萃取

    错流萃取是将一次萃取后的萃余水相再次与新鲜溶剂接触进行萃取,多级错流萃取流程如图1.3所示。图中每个方块123n代表一次接触平衡,方块III分别代萃取相和萃余相的脱溶剂操作,XY分别代表水中和有机相中被萃组分的浓度。由于采用了多级萃取,因而可得到较单级萃取更高的萃取率。

 

      (3)多级逆流萃取

    逆流萃取过程中原始料液与萃取溶剂是逆向流入并接触进行萃取的,多级逆流萃取过程如图1.4所示。图中原料液从第一级进入,与有机溶剂充分接触,达萃取平衡后与溶剂分离,进入第二级与溶剂接触平衡再分离,如此往复依次向右流动,最终从第N级流出,此时的水相为萃余液,被萃组分浓度为Xn。新鲜的有机溶剂在这一流程中的流动与原料液相反,是从第N级进入,与水相逆流接触平衡,最终从第一级流出,此时的溶剂相为萃取液,被萃组分浓度为Yn。总的结果是水相中被萃组分浓度由第1级到第N级逐级降低,有机相中被萃组分则是由第N级到第1级逐级升高,从而达到溶剂中被萃组分增浓的目的。计算和实践表明,在同样萃取有机相用量和萃取级数的条件下,多级逆流萃取过程的萃取效果优于多级错流萃取过程。

 

 

 

    萃取技术的后续发展主要是深化萃取理论研究(其中包括萃取热力学、萃取动力学和在萃取理论引导下新型萃取剂的研制合成等方面)和萃取技术的扩展应用两方面。据统计人们己经对周期表中的94种元素的萃取性能进行了研究,并对其中的部分相关产物(特别是金属元素)的提取、分离实现了萃取技术的工业化应用。与此相应的是各种新型萃取设备的研制,其主要发展方向是大型化和高效化。

    在萃取技术的发展应用方面已有许多专著和手册发表。每三年一届举办的国际溶剂萃取会议(ISEC)更是不断地概括了萃取技术发展的新成果和新动向。总之,目前萃取技术已广泛地应用于无机和有机化工、石油化工、生物化工、环境污染治理和化学分析等广阔的生产领域。

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