萃取过程安全控制.doc

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1、行业资料:________萃取过程安全控制单位:______________________部门:______________________日期:______年_____月_____日第1页共8页萃取过程安全控制萃取设备的种类是很多的,由于各种萃取设备具有不同的特性,而且萃取过程及萃取物系中各种因素的影响也是错综复杂的。因此,对于某一新的液—液萃取过程,选择适当的萃取设备是十分重要的。选择的原则主要是:满足生产的工艺要求和条件;确保安全生产;经济上合理。然而,目前为止,人们对各种萃取设备的性能研究得还很不充分,在选择时

2、往往要凭经验。在液—液萃取中,系统的物理性质对设备的选择比较重要。在无外能输入的萃取设备中,液滴的大小及其运动情况与界面张力和两相密度差Δρ的比值(σ/Δρ)有关。若,σ/Δρ,液滴较大,两相接触界面减少,降低了传质系数。因此,无外能输入的设备仅宜用于σ/Δρ较小,即界面张力小、密度差较大的系统。当σ/Δρ较大时,应选用有外能输入的设备,使液滴尺寸变小,提高传质系数。对密度差较大的系统,离心萃取器比较适用。对于腐蚀性强的物系,宜选取结构简单的填料塔,或采用由耐腐蚀金属或非金属材料如塑料、玻璃钢内衬或内涂的萃取设备。对于放射性系统

3、,应用较广的是脉冲塔。如果物系有固体悬浮物存在,为避免设备堵塞,一般可选用置备转盘塔或混合澄清器。对某一液—液萃取过程,当所需的理论级数为2—3级时,各种萃取设备均可选用;当所需的理论级数为4—5级时,一般可选择转盘塔、往复振动筛板塔和脉冲塔;当需要的理论级数更多时,一般只能采用混合澄清器。第6页共8页根据生产任务和要求,如果所需设备的处理量较小时,可用填料塔、脉冲塔;处理量较大时,可选用筛板塔、转盘塔以及混合澄清器。物系的稳定性与停留时间,在选择设备时也要考虑,例如在抗菌素生产中,由于稳定性的要求,物料在萃取器中要求的停留时间

4、短,这时离心萃取器是合适的。若萃取物系中伴有慢的化学反应,要求有足够的停留时间,选用混合澄清器较为有利。对萃取塔能否实现正常操作,将直接影响产品的质量、原料的利用率和经济效益。尽管一个工艺过程及设备设计得很完善,但由于操作不当,还是得不到合格产品。因此,萃取塔的正确操作是生产中的重要一环。在萃取塔启动时,先将连续相注满塔中,若连续相为重相(即相对密度较大的一相),液面应在重相人口高度处为宜,关闭重相进口阀,然后开启分散相,使分散相不断在塔顶分层段凝聚。随着分散相不断进入塔内,在重相的液面上形成两液相界面并不断升高。当两相界面升高

5、到重相人口与轻相出口处之间时,再开启分散相出口阀和重相的进出口阀,调节流量或重相升降管的高度使两相界面维持在原高度。当重相作为分散相时,则分散相不断在塔底的分层段凝聚,两相界面应维持在塔底分层段的某一位置上,一般在轻相入口处附近。(1)两相界面高度要维持稳定 因参与萃取的两液相的相对密度相差不大,在萃取塔的分层段中两液相的相界面容易产生上下位移。造成相界面位移的因素有:①振动、往复或脉冲频率及幅度发生变化;②流量发生变化,即若相界面不断上移到轻相出口,则分层段不起作用,重相就会从轻相出口处流出;若相界面不断下移至萃取段,就会降低

6、萃取段的高度,使得萃取效率降低。第6页共8页当相界面不断上移时,要降低升降管的高度或增加连续相的出口流量,使两相界面下降到规定的高度处。反之当相界面不断下移时,要升高升降管的高度或减小连续相的出口流量。(2)防止液泛 液泛是萃取塔操作时容易发生的一种不正常的操作现象。所谓液泛是指逆流操作中,随着两相(或一相)流速的加大,流体流动的阻力也随之加大,当流速超过某一数值时,一相会因流体阻力加大而被另一相夹带由出口端流出塔外;有时在设备中表现为某段分散相,把连续相隔断。产生液泛的因素较多,它不仅与两相流体的物性(如黏度、密度、表面张力等

7、)有关,而且与塔的类型、内部结构有关。不同的萃取塔其泛点速度也随之不同。当对某种萃取塔操作时,所选的两相流体确定后,液泛的产生是由流速(流量)或振动、脉冲频率和幅度的变化而引起,因此流速过大或振动频率过快易造成液泛。第6页共8页(3)减小返混 萃取塔内部分液体的流动滞后于主体流动,或者产生不规则的旋涡运动,这些现象称为轴向混合或返混。萃取塔中理想的流动情况是两液相均呈活塞流,即在整个塔截面上两液相的流速相等。这时传质推动力最大,萃取效率高。但是在实际塔内,流体的流动并不呈活塞流,因为流体与塔壁之间的摩擦阻力大,连续相靠近塔壁或其

8、他构件处的流速比中心处慢,中心区的液体以较快速度通过塔内,停留时间短,而近壁区的液体速度较低,在塔内停留时间长,这种停留时间的不均匀是造成液体返混的主要原因之一。分散相的液滴大小不一,大液滴以较大的速度通过塔内,停留时间短;小液滴速度小,在塔内停留时间长;更小的

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