工業萃取過程
Extraction technology in industrial production
由于萃取相和萃余相中均存在三個組分,萃取操作并未最后完成分離任務,萃取相必須進一步分離成溶劑和增濃了的混合物,萃余相中所含的少量溶劑也必須通過分離加以回收。在工業生產中,這兩個后繼的分離通常是通過精餾實現的。
現以稀醋酸水溶液的分離為例說明工業萃取過程:
由石油餾分氧化所得的稀醋酸水溶液需提濃以制取無水醋酸,此過程可采用圖11-2所示的流程通過萃取及恒沸精餾的方法完成。
稀醋酸連續加入萃取塔頂,作為萃取溶劑的醋酸異丙酯自塔底加入進行逆流萃取,離開塔頂的萃取相為醋酸異丙酯與醋酸的混合物,其中也含有少量溶于溶劑的水。為取出萃取相中的醋酸,可采用恒沸精餾。利用萃取相中的醋酸異丙酯與水形成非均相恒沸物這一特點,在恒沸精餾塔中水被醋酸異丙酯帶至塔頂,塔底可獲得無水醋酸。塔頂蒸出的恒沸物經冷凝后分層,上層酯相一部分作為回流,另一部分可作為萃取溶劑循環使用。離開萃取塔底的萃余相主要是水,其中容有少量溶劑,恒沸精餾塔頂分層器放出的水層中也溶有少量溶劑,可將兩者匯合一并加入一提餾塔,以回收其中所含的溶劑。在提餾塔內,溶劑與水的恒沸物從塔頂蒸出,廢水則從塔底排出。
工業萃取過程的經濟性:
由于萃取過程本身并未直接完成分離任務,而只是將一個難于分離的混合物轉變為兩個易于分離的混合物。因此萃取過程在經濟上是否優越取決于后繼的兩個分離過程是否較原溶液的直接分離更容易實現。通常,在下列情況下采用萃取過程較為有利:
1、混合液的相對揮發度小或形成恒沸物,用一般精餾方法不能分離或很不經濟;
2、混合液濃度很稀,采用精餾方法必須將大量稀釋劑氣汽化,能耗過大;
3、混合液含熱敏性物質(如藥物等),采用萃取方法精制可避免物料受熱破壞。
萃取過程的經濟性在很大程度上取決于萃取劑的性質,選擇萃取溶劑時必須考慮以下條件:
1、溶劑應對溶質有較強的溶解能力,這樣,單位產品的溶劑用量可以減少,后繼的精餾分離能耗也可以降低。
2、溶劑對組分A、B應有較高的選擇性,這樣才易于獲得高純度產品。
3、溶劑與被分離組分之間的相對揮發度要高(通常都選用高沸點溶劑),這樣可使后繼的精餾分離所需的回流比較小。
4、溶劑在被分離混合物中的溶解度要小,這使萃余相中溶劑回收的費用減少。