工业萃取过程
Extraction technology in industrial production
由于萃取相和萃余相中均存在三个组分,萃取操作并未最后完成分离任务,萃取相必须进一步分离成溶剂和增浓了的混合物,萃余相中所含的少量溶剂也必须通过分离加以回收。在工业生产中,这两个后继的分离通常是通过精馏实现的。
现以稀醋酸水溶液的分离为例说明工业萃取过程:
由石油馏分氧化所得的稀醋酸水溶液需提浓以制取无水醋酸,此过程可采用图11-2所示的流程通过萃取及恒沸精馏的方法完成。
稀醋酸连续加入萃取塔顶,作为萃取溶剂的醋酸异丙酯自塔底加入进行逆流萃取,离开塔顶的萃取相为醋酸异丙酯与醋酸的混合物,其中也含有少量溶于溶剂的水。为取出萃取相中的醋酸,可采用恒沸精馏。利用萃取相中的醋酸异丙酯与水形成非均相恒沸物这一特点,在恒沸精馏塔中水被醋酸异丙酯带至塔顶,塔底可获得无水醋酸。塔顶蒸出的恒沸物经冷凝后分层,上层酯相一部分作为回流,另一部分可作为萃取溶剂循环使用。离开萃取塔底的萃余相主要是水,其中容有少量溶剂,恒沸精馏塔顶分层器放出的水层中也溶有少量溶剂,可将两者汇合一并加入一提馏塔,以回收其中所含的溶剂。在提馏塔内,溶剂与水的恒沸物从塔顶蒸出,废水则从塔底排出。
工业萃取过程的经济性:
由于萃取过程本身并未直接完成分离任务,而只是将一个难于分离的混合物转变为两个易于分离的混合物。因此萃取过程在经济上是否优越取决于后继的两个分离过程是否较原溶液的直接分离更容易实现。通常,在下列情况下采用萃取过程较为有利:
1、混合液的相对挥发度小或形成恒沸物,用一般精馏方法不能分离或很不经济;
2、混合液浓度很稀,采用精馏方法必须将大量稀释剂气汽化,能耗过大;
3、混合液含热敏性物质(如药物等),采用萃取方法精制可避免物料受热破坏。
萃取过程的经济性在很大程度上取决于萃取剂的性质,选择萃取溶剂时必须考虑以下条件:
1、溶剂应对溶质有较强的溶解能力,这样,单位产品的溶剂用量可以减少,后继的精馏分离能耗也可以降低。
2、溶剂对组分A、B应有较高的选择性,这样才易于获得高纯度产品。
3、溶剂与被分离组分之间的相对挥发度要高(通常都选用高沸点溶剂),这样可使后继的精馏分离所需的回流比较小。
4、溶剂在被分离混合物中的溶解度要小,这使萃余相中溶剂回收的费用减少。