一種隔板交替式萃取塔和萃取的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種萃取塔和萃取的方法，尤其為化工生產中多級逆流的萃取過程提供一種隔板交替式萃取塔和萃取的方法。
【背景技術】
[0002]化工生產中常用篩板塔完成液液連續(xù)逆流萃取過程，其在減小連續(xù)相軸向返混和節(jié)約成本等方面比填料塔更有優(yōu)勢，尤其對于兩相界面張力變化較大的系統(tǒng)可方便地通過改變塔板結構使萃取過程更合理地進行。
[0003]由于萃取塔內空間較大，連續(xù)相流體在塔板間的流速較低，使其停留時間分布十分不均，導致了萃取塔的塔板效率普遍不高。尤其對于以較小流量作為連續(xù)相的萃取過程塔板不同位置的傳質推動力相差更顯著，大大降低了塔板的整體分離能力。隨著塔徑的增大，塔板上的流速分布不均現(xiàn)象越發(fā)嚴重。
[0004]針對以汽液傳質為特征的化工分離過程，美國專利US4582569、US5223183和US8235362相繼提出了相鄰塔板上液體同向流的分離方法和塔板結構，但長期以來該種分離方法主要應用于精餾分離以提高板效，并未見該種方法在連續(xù)萃取過程方面的應用報道。
[0005]對于萃取新設備的研宄，國內近些年出現(xiàn)了復合篩板萃取塔結構，如在塔板間增加聚集板的萃取塔結構(CN201120556539.7 )以及在塔板間增加網架填料的萃取塔結構(CN201320842434.7)等，鮮有針對流向方面改進的新型板式塔結構報道。
[0006]工業(yè)上有許多萃取過程，液液兩相流比相差較大，連續(xù)相和分散相流體濃度變化范圍也較寬，其在塔內不同位置兩相界面張力也有較大幅度的變化，傳統(tǒng)的填料塔和篩板塔都有一定的缺陷。針對這一問題，本發(fā)明提出采用隔板交替同向流板式塔進行液液萃取分離，通過選擇流量較小的物料為連續(xù)相，流量較大的物料為分散相，使連續(xù)相在塔板上流程和流速增加，減小停留時間分布不均現(xiàn)象。依靠相鄰兩個傳質單元的連續(xù)相同向流效應，提高塔板的整體傳質推動力。通過改變不同位置塔板的孔徑大小和板間距，可方便地適用于界面張力有較大變化幅度的系統(tǒng)。特別對于工業(yè)上兩相處理能力很大的萃取系統(tǒng)，隔板交替同向流萃取的方法和塔板結構更具有整體優(yōu)勢和有益作用。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對液液兩相流比相差較大、連續(xù)相和分散相流體濃度變化范圍也較寬的系統(tǒng)，提供一種隔板交替式萃取塔和萃取的方法，該萃取塔和萃取方法能夠提高塔板傳質推動力、減小塔板上連續(xù)相流速分布不均，實現(xiàn)較高的萃取效率。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種隔板交替式萃取塔，包括兩個相對放置的弓形升液管，在兩個弓形升液管的中軸線上焊接豎直的中間隔板，中間隔板將圓形萃取塔內空間平分為兩個傳質區(qū)，中間隔板的兩側等間距交替布置半圓形塔板，一側的塔板剛好位于另一側兩塊塔板的中間，塔板為篩板或突孔板，同側兩塊相鄰半圓形塔板間構成一傳質單元。所述升液管由焊接在塔內的豎直板、若干水平隔板及圓弧形塔壁構成；同側的兩塊相鄰塔板間的升液管為一封閉通道，封閉通道的豎直板的對角方向上開有矩形的流體入口和流體出口，矩形開口上等間距焊接若干片傾斜或水平的舌板，形成百葉窗結構；單個封閉通道的流體入口和流體出口分別與中間隔板兩側的兩個傳質單元相通，再通過對側升液管封閉通道的流體入口和流體出口與下一級傳質單元相通，形成交替結構。
[0009]一種應用上述萃取塔進行萃取的方法，包括以下步驟:
(O以輕相為連續(xù)相、重相為分散相時，連續(xù)相流體從塔底右邊的輕相入口流入升液管，從流體出口進入中間隔板背側的第一個傳質單元，沿半圓形路徑水平流動流進左邊的升液管，再從其流體出口進入中間隔板前側的第一個傳質單元，再沿半圓形路徑水平流動流進右邊的升液管，再從流體出口進入中間隔板背側第二個傳質單元，如此交替在中間隔板兩側逐級流動，最后從塔頂?shù)妮p相出口排出；分散相流體從塔頂?shù)闹叵嗳肟诹魅?，通過液體分布器平均分為兩部分分別從中間隔板的兩側流入，穿過塔板篩孔在中間隔板同側分散、聚集逐級向下流動，最后在塔的底部重新匯合凝聚后從重相出口排出；
(2)以重相為連續(xù)相、輕相為分散相時，萃取塔倒置即可，此時升液管變?yōu)榻狄汗?，連續(xù)相從塔頂一側降液管進入，交替在中間隔板兩側逐級向下流動，分散相從塔底進入，通過液體分布器平均分為兩部分分別從中間隔板的兩側流入，在同側塔板間分散、聚集逐級向上流動。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:
(I)本發(fā)明萃取塔結構簡單，與傳統(tǒng)板式塔相比僅增加豎直隔板并將塔板一分為二交錯排列，整體造價只比傳統(tǒng)板式塔略高。
[0011](2)本發(fā)明升液管的流體入口和出口均焊有多片傾斜或水平舌板，有利于對連續(xù)相流體進行均勻分布，減小停留時間和速度分布不均現(xiàn)象。
[0012](3)本發(fā)明通過將塔板交錯排列實現(xiàn)隔板同側塔板的同向流流動，與傳統(tǒng)板式塔相鄰塔板的逆向流相比有利于提高塔板的整體傳質推動力。
[0013](4)本發(fā)明提出將塔體一分為二的策略，有利于增加連續(xù)相流體的流程和平均流速，更適用于兩相流比差別較大和連續(xù)相、分散相流體濃度變化范圍較寬系統(tǒng)的萃取分離。
【附圖說明】
[0014]圖1為萃取塔內部結構平視圖；
圖2為萃取塔內部結構立體圖；
圖3為升液管單個封閉通道立體圖；
圖4為矩形流體入口或出口舌板布置圖；
圖5為萃取塔內部物流圖；
圖中，升液管1、中間隔板2、半圓形塔板3、豎直板4、水平隔板5、塔壁6、流體入口 7、流體出口 8、舌板9、輕相入口 10、輕相出口 11、重相入口 12、重相出口 13。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實