任梅
瓮福达州化工有限责任公司 四川达州 635000
摘要:随着近年来生命科学、材料科学、精细化工等新兴学科逐渐发展,促进现代化分离技术的广泛运用,并逐渐完善了分离学科理论,很大程度上提升了现代分离技术水平,也逐渐发展形成独立存在的学科。萃取在分离方法中作为较经典的一种,在分离科学领域中占据重要地位,本质是为了能够运用萃取剂,成功转变物质亲水性为疏水性,实现二者分离,所以萃取剂在实现萃取操作中作用重大。而在化学领域萃取也始终扮演重要决策,虽然萃取仅仅作为其中一个环节,但是却几乎关联所有成果甚至整个科研项目能够成功。所以有必要对萃取这一操作步骤加大重视度,始终秉持严谨科学认真态度,科学合理选择化工工艺中应用的萃取剂,保证萃取剂能够提升萃取工作效率,确保萃取有效可靠性,达到物质分离预期目标,顺利开展化工工艺。
关键词:化工;工艺流程;萃取剂
引言
溶剂萃取法根据各组分在溶剂中的溶解度不同,使磷酸与杂质得以分离[2]。溶剂萃取法工艺流程相对简单,易于实现自动化与连续化生产;同时磷酸与杂质分离效果好,所得产品磷酸纯度高;过程能耗低,原料消耗少,环境污染小,溶剂回收利用率高。溶剂萃取法净化湿法磷酸的关键在于萃取剂的选择和萃取体系的建立。萃取剂的选择通常应满足以下要求:对磷酸有较好的选择性;两相的分离性能好;萃取有机相能被水或稀磷酸反萃;在操作条件下具有稳定的物理性质和化学性质,溶剂损失少,重复使用性好;来源丰富,价格低廉。常用的萃取剂有醇类(正丁醇、异丁醇等)、酮类(甲基异丁基酮(MIBK)、环己酮等)、醚类(二异丙醚等)、酯类(磷酸酯等)。
1萃取剂
那么在整个化工工艺流程中涉及的一大关键问题环节,就是如何选择性价比高的萃取剂,萃取剂选择应用结果,很大程度影响了化工工艺产品质量,所以同样需要化工技术人员重视对萃取剂的选择应用。萃取剂作为一种应用于化学萃取作用的溶剂,需要两种互不相容液体,在相溶液体间是无法实现萃取工艺作用的,那么在萃取剂作用下自然可以成功分离两种液体。所以对化学工艺流程的萃取剂选择,要保证具备良好选择性,较好物理性,较强稳定性,较快萃取速度和较高性价比,几乎不存在毒性或毒性较小[3]。只有从多方面因素综合考虑,才能够权衡利弊合理选择萃取剂。2化学工艺流程中萃取剂选择原则方法
2工艺流程简述
1)萃取经预处理的湿法浓缩磷酸原料与浓缩的循环酸混合后进入萃取塔顶部,萃取剂由萃取塔底部进入,两者在塔内逆流接触,溶液中大部分磷酸和少量杂质进入萃取有机相中,大部分杂质和少量磷酸则留在萃余酸中。2)洗涤萃取有机相用来自反萃塔的净化稀磷酸逆流洗涤,洗涤过程中杂质进入水相,使磷酸的纯度进一步提高,循环酸浓缩后与经预处理的湿法浓缩磷酸混合。3)反萃脱盐水从反萃塔塔顶进入,与来自塔底的有机相逆流接触,磷酸从有机相进入水中,塔底得到净化的稀磷酸,塔顶得到萃取剂。萃取剂再生后循环使用,净化稀磷酸进入浓缩工段(部分净化稀磷酸进入洗涤塔洗涤萃取有机相)。
3化工生产工艺萃取剂选择原则
抽水机的选用需要结合所生产产品的质量以及提取工艺的安全性和经济性,因此在化学加工中适用以下原则:(1)抽水机的选用需要良好的选择性。您选择的提取在提取过程中需要尽可能多的解决方法,而非提取未提取的零件。将解法组成群组时,所选萃取器需要唯一的Pointing性质。(2)提取需要卓越的物理学。提取介质的提取特性影响提取阶段。(3)提取需要稳定的化学物质。萃取介质的化学性质与萃取过程中的稳定性有较高的相关性。因此,必须优先选用腐蚀程度低、集料反应低、分辨率低、抗氧化实体高、热稳定性高的萃取器。(4)提取率必须高,以尽量减少化学加工过程中的生产成本;5)提取需要高性价比,因为性价比不可取,在选择提取介质时必须考虑到经济性和实用性;(6)提取必须足够安全。提取剂需要清洁、刺激、闪烁、高能和精密的功能,以确保化学反应期间的安全性。
(7)萃取需要优良的抗萃取功能,以确保萃取液在萃取条件发生变化时从有机转化为水中。
4选择方法
4.1采用正规溶液理论
正规溶液理论作为一种基于本身简易理论形式,能够根据纯物质性保证获得混合物预测结果的准确性,所以在学术界中同样普遍运用。萃取精馏由于拥有溶解浓度较大,所以可以成功忽略溶质间的相互作用。在应用于低级性、中级性溶液中,所获计算结果能够达到和实验结果较高的吻合度。但在应用于极性分子中,因为复杂分子的存在,只有在色散力分子非极性分子中应用正规溶液适用性较好,而应用于极性分子则误差较大。因此为了能够在实际应用中,拓宽正规溶液理论的实际适用范围,部分研究者就通过采用内聚能方式拓展至极性溶液,在极性分子计算中拓展运用正规溶液理论,无线稀释活度系数表达公式,取得了一定物系成功,但也存在较大局限性。
4.2萃取剂必须要满足的化学性质
萃取必须符合低熔点、低沸点、低密度、低粘度、耐腐蚀等化学特性。符合这些标准的萃取物通常具有较高的化学和热稳定性。这也是理想提取器必须满足的条件。对于化工生产中的高标准,需要选择优质提取剂,才能实现良好的提取。这就是z的起源。b .在生产往往含有大量光伏废水的碳纤维废水时,因此有必要提取废水中产生的物质,以尽量减少废水中污染物的浓度。迄今为止,燃煤水的主要原因是邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯、原料等。提取率高达90%。异型坡口具有不易清洗的特性,沸点的高度不易使用。碳纤维废水中所含物质易于清洗和利用,因为它们可能造成废水的二次污染。经过综合分析,最终选用丙烯酸基作为燃煤电厂的废物水合物,有效地提取有害物质,如。b .使煤炭生产中所含的窑炉成为可能。
4.3采用UNIFAC模型
基于UNIFAC模型完成萃取剂选择,就算有机物类别较多,包括了几十种基因,应用于基因预测混合性物质来讲应用前景也较好,有助于工程开发设计,而这也正是设计UNIFAC方程初衷,该模型在应用中主要包括两大重要概念[7],一是基因溶液,二是局部组成,基于基因贡献模型基础上提出了基因溶液概念,最初在ASOG方法中应用,在拟化学理论基础上提出了局部组成概念,后经多数学者的不断修正后,获得了存在一定影响力的KIkic修正模型、Larson修正模型、Gmehling修正模型等。以上UNIFAC模型内,以Gmehling修正模型有着较大的应用范围,有较齐全的参数,并在后续研究中对该模型参数不断修正补充,最终获得简化公式可以实现萃取剂的简便选择,增加了模型的实用性。
结束语
提取是化工生产过程中必不可少的组成部分。它结合了生产环境的实际需求和条件,选择了正确的提取器,最终产生了最佳的提取效果。优质萃取器保证化学生产的结果和化学品的质量,从而最大限度地降低增加生产的成本。在实际化学比例生成过程中,抽取器的选择需要很强的求解能力,而目标材料的求解能力较弱。选定的提取器越接近效果,提取效果越好。在实践中,需要一种有效的提取方法来选择合适的提取器进行生产。本研究阐述了正规解理论、UNIFAC模型和NRTL模型。生产实践和研究表明,UNIFAC模型是现阶段选择萃取器的最佳方法,可通过UNIFAC模型选择适合化学制造的萃取器,从而确保最高程度的安全性。
参考文献
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[2]马春蕾,王琦.分壁式萃取精馏分离正丁醇和氯苯的模拟[J].精细石油化工,2019,36(06):76-80.
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[5]张伟伟,侯侠,李卫卫,齐晶晶,徐生杰,王建强,苏晓云.加氢重汽油多级萃取脱硫探索研究[J].山东化工,2019,48(18):112-113.