一種用于液液非均相分離的萃取塔的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化工傳質與分離技術領域，尤其涉及一種用于液液非均相分離的萃取
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【背景技術】
[0002]萃取是將混合物溶液中某一種或幾種化合物組分，用另外一種液體(稱作溶劑，與混合物溶液的溶劑互不相溶)將其提取出來，使其得到分離、富集、提純。萃取塔是一種實現連續多次萃取的萃取設備。傳統萃取塔有以下不同結構和類型:如脈沖填料萃取塔、篩板萃取塔、轉盤萃取塔、振動篩板塔、多級離心萃取塔等。
[0003]這些形式的萃取塔，在塔內分散相和連續相是一成不變的，若分散相采用輕相，則重相必須為連續相。以篩板塔為例:無論是采用脈沖、振動、攪拌、轉盤等等方式，僅僅是或加劇液液相的返混，或促進液液相的分層，但都沒有實現輕相和重相在塔內既是分散相又是連續相。
[0004]0附03861323、0附03083936六、0附03111089六等專利中都是解決分散相的有效分散問題，沒有實現輕相和重相在塔內既是分散相又是連續相。

【發明內容】

[0005]本發明提出了一種用于液液非均相分離的新型萃取塔，其核心是一種新型復合式塔盤，該塔盤實現了輕相和重相在萃取塔內每層塔盤間既是分散相又是連續相，實現了輕相和重相的雙分散，將脈沖填料塔和篩板塔的優勢結合在一起，采用的具體技術方案如下:
[0006]萃取塔塔頂分離室、塔體、重相進料分布器、輕相進料分布器，萃取塔塔底分離室與塔體底端相連，萃取塔塔頂分離室與塔體頂端相連，重相進料分布器安裝于塔體頂部，輕相進料分布器安裝于塔體底部，塔體內分布有萃取塔盤，萃取塔盤包括連接筋板、上部分布盤、降液結構，連接筋板安裝于塔體內側的支撐上，上部分布盤安裝于連接筋板上方，通過塔體內側的塔圈進行支撐，上部分布盤與連接筋板和塔體合圍成一個空間，降液結構貫通安裝于連接筋板和上部分布盤上。
[0007]萃取塔塔底分離室和萃取塔塔頂分離室內分別設有聚結填料層，聚結填料層包括填料支撐、填料壓圈、聚結填料，填料支撐上放置聚結填料，聚結填料上設置填料壓圈。上部分布盤與連接筋板和塔體合圍成的空間內也填充聚結填料，并在聚結填料上設置聚結填料壓板。上述聚結填料的填料形式為散堆填料或規整填料，如波紋板填料、環狀填料等。聚結填料的材質根據萃取相的界面性質(如界面鋪展角)，可以是金屬也可是非金屬，如不銹鋼、聚丙烯等。在萃取塔塔底分離室和萃取塔塔頂分離室內以及萃取塔盤內設置的聚結填料，通過聚結作用可以有效的減少塔底和塔頂以及萃取塔盤中的液液返混區域。并且，在萃取塔盤內，由于無論是輕相還是重相都是通過分布孔流出，并經過萃取塔盤內部的聚結填料聚結作用，減小了液液返混區域，解決了傳統篩板塔的分散相從降液管(或升液管)短路返混的問題，具有操作彈性大的特點。上述聚結填料可以根據萃取相的返混情況進行選擇性設置。
[0008]所述萃取塔盤之間填充有萃取填料，該部分萃取填料的填料形式為散堆填料，如梅花填料、扁環填料等。填料的材質根據萃取相的界面性質(如界面鋪展角)，可以是金屬也可是非金屬，如不銹鋼、聚丙烯等。該部分萃取填料可以更加有效的增加液液傳質效果。上述萃取填料也可以根據具體分離體系的分離難易程度情況進行選擇性設置。
[0009 ]所述降液結構為降液槽或降液管。所述降液槽或降液管的分布孔的孔徑范圍為I?8mm ο
[00?0] 所述上部分布盤的分布孔的孔徑為0.5?8mm。
[0011 ] 所述輕相進料分布器和重相進料分布器分別為管式分布器、槽盤式分布器或盤式分布器中的一種。
[0012]本發明所述萃取塔盤是一種復合結構，重相通過上部分布盤溢流到降液槽(管)中，在上部分布盤上及降液槽(管)中形成了重相的連續層。由于重相與輕相存在密度差，由于降液槽(管)內部是連續重相，而其外部是經過聚結填料聚結形成的連續輕相，兩相之間存在著壓力差，促使輕相穿過上部分布盤，而重相從降液槽(管)底部分布孔流出。這樣就實現了輕相在上部分布盤上重相連續相中的分散，而通過降液槽(管)底部分布孔流出的重相在連續輕相層中的分散。分散的重相重力沉降至下層復合塔盤的重相連續層內，而穿過上部分布盤及連續重相層的分散輕相形成了連續輕相。
[0013]由于這種萃取塔盤的雙分散作用，代替了傳統脈沖填料塔的脈沖器的作用，很好的發揮了塔盤之間萃取填料的作用，這樣在相同的塔盤間距內，傳統的篩板塔和脈沖填料塔只有一個傳質區，而實現了雙分散的新型萃取塔盤具有3個傳質區:
[0014](I)上部分布盤上的連續重相區，分散相為輕相；
[0015](2)降液槽(管)外部的連續輕相區，分散相為重相；
[0016](3)萃取填料區。
[0017]本發明所述萃取塔的萃取過程為:輕相通過塔底的輕相進料分布器進入塔內，由于輕相的密度小于重相，輕相從塔底穿過萃取塔盤流向塔頂。重相通過塔頂的重相進料分布器進入塔內，由于輕相的密度小于重相，重相從塔頂穿過萃取塔盤流向塔底。從塔底第一塊塔盤落下的重相經萃取塔塔底分離室中的聚結填料聚結、沉降后，形成連續的重相層(作為萃余液)排出塔外。從塔頂第一塊塔盤浮出的輕相經萃取塔塔頂分離室中的聚結填料聚結后，形成連續的輕相層排出塔外。
[0018]本發明的有益效果是:本發明提出了一種用于液液非均相分離的萃取塔，其核心是一種新型復合式塔盤，該塔盤實現了輕相和重相在萃取塔內每層塔盤間既是分散相又是連續相，實現了輕相和重相的雙分散，將脈沖填料塔和篩板塔的優勢結合在一起，大大提高的萃取分離塔板效率，大大降低了塔高，從而減低的設備投資和土建成本。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明所述用于液液非均相分離的萃取塔結構圖
[0020]圖2為本發明所述萃取塔盤結構圖
[0021]圖例說明:1、萃取塔塔底分離室，2、填料支撐，3、聚結填料，4、填料壓圈，5、輕相進料分布器，6、萃取塔盤，6-1、聚結填料壓板，6-2、上部分布盤，6-3、降液結構，6-4、連接筋板，6-5、支撐，6-6、聚結填料，6-7、塔圈，7、萃取填料，8、塔體，9、重相進料分布器，1、萃取塔塔頂分離室
[0022]A、重相進料，B、輕相進料，C、萃取相出料，D、萃余液出料，E、連續相的重相，F、分散相的重相，G、分散相的輕相，H、連續相的輕相
【具體實施方式】
[0023]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面對本發明的【具體實施方式】作進一步說明，但不限定本發明的保護范圍，需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明創造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0024]實施例1:
[0025]—種用于液液非均相分離的萃取塔，包括萃取塔塔底分離室I，萃取塔塔頂分離室10、塔體8、重相進料分布器9、輕相進料分布器5，萃取塔塔底分離室I與塔體8底端相連，萃取塔塔頂分離室10與塔體8頂端相連，重相進料分布器9安裝于塔體8頂部，輕相進料分布器5安裝于塔體8底部，塔體8內分布有萃取塔盤6，萃取塔盤6包括連接筋板6-4、上部分布盤6-2、降液結構6-3，連接筋板6-4安裝于塔體8內側的支撐6-5上，上部分布盤6-2安裝于連接筋板6-4上方，通過塔體8內側的塔圈6-7進行支撐，上部分布盤6-2與連接筋板6-4和塔體8合圍成一個空間，降液結構6-3貫通安裝于連接筋板6-4和上部分布盤6-2上。萃取塔塔底分離室I和萃取塔塔頂分離室10內分別設有聚結填料層，聚結填料層包括填料支撐2、填料壓圈4、聚結填料3，填料支撐2上放置聚結填料3，聚結填料3上設置填料壓圈4。上部分布盤6-2與連接筋板6-4和塔體8合圍成的空間內也填充聚結填料6-6，并在聚集填料6-6上設置聚結填料壓板6-1。
[0026]重相進料分布器9與輕相進料分布器5采用管式分布器。聚結填料3采用散堆填料，萃取塔盤6之間填充有萃取填料7。降液結構6-3采用降液槽。
[0027]采用塔徑為DN150的玻璃萃取塔，設置三層萃取塔盤6進行了苯萃取水己溶液中的己內酰胺操作，降液槽分布孔的孔徑為1mm，上部分布盤6-2的分布孔的孔徑為0.5mm。萃取塔盤6內設置1cm高的波紋板聚結填料6-6，萃取塔盤間設置20cm高的扁環萃取填料7。輕相進料B為苯，流量為200kg/h，重相進料A為水己溶液，流量為80kg/h，萃取溫度40°C。萃取塔盤6區域，上部分布盤6-2上為連續相的重相E與分散相的輕相G混合傳質，降液槽外部的連續相的輕相H與分散相的重相F混合傳質，萃取填料7區域的連續相的輕相H與分散相的重相F混合傳質。萃取相出料C在塔頂，其中苯己溶液中己內酰胺濃度為20%，萃余液出料D在塔底，其中廢水中己內酰胺濃度為1%。本實施例完全達到了本發明所述的萃取分離效果。
[0028]實施例2:
[0029]—種用于液液非均相分離的萃取塔，包括萃取塔塔底分離室I，萃取塔塔頂分離室10、塔體8、重相進料分布器9、輕相進料分布器5，萃取塔塔底分離室I與塔體8底端相連，