萃取分离技术研究进展

2018年2月第45卷第2期云南化工Yunnan Chemical TechnologyFeb.2018Vol.45，No.2doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2018.02.004萃取分离技术研究进展张兴宗（曲阜师范大学　化学与化工学院，山东　曲阜　273165）摘　要：随着化工业生产的不断进步，萃取分离技术的应用范围日益广泛，不仅可以提高产品纯度，还能够提高产品质量。文章主要介绍了萃取精馏技术与超临界流体萃取技术的发展现状和应用，旨在说明现代萃取分离技术摆脱了传统萃取分离的，能够实现难度更大的组分分离。关键词：萃取分离技术；研究；进展中图分类号：TF845.6　　文献标识码：B　　文章编号：1004-275X（2018）02-006-02萃取分离技术的目的是提取有效的物质，剔除有害的物质。目前该技术的应用范围日益广泛，其原理是利用与原溶剂不同的液体实现萃取与分离的目的。使用萃取分离技术可以提高产品的质量，随着技术的不断发展，萃取分离技术也得到了进一步完善。文章主要探讨了萃取分离技术的研究进展情况，旨在实现对萃取分离技术的进一步优化。1　萃取精馏萃取精馏是萃取分离技术中的常见类型，主要就是系统的超低压氮气是8.0MPa、60℃的超高压氮气通过30PV0003A/B、30PV0015减压至0.45MPa而来，用作吹灰载气其温度偏低，使飞灰冷却板结，曾经导致输送管线经常发生堵塞。输灰线堵塞现象：送灰时长时间V1508低料位不出现，且吹灰器及管线压力蹩高。技改在30PV0015阀后增加E3056换热器，以0.45MPa低压蒸汽为介质对氮气进行加热，并且沿飞灰输送管线在多处增加DN25吹扫氮气。操作方面需要注意的是，在投用输灰线前必须预热充分，管道温度升高达到要求再送灰；将备用吹灰器吹今余灰后关闭接料阀、均压阀及助流阀，对输灰管线加强监控，可进行热氮吹扫，以管线压力不涨为根据，确保备用输灰线畅通不堵塞。4.6　输灰线泄漏吹灰器V1508位于气化框架一楼，而飞灰贮仓V1507顶部在四楼，飞灰输送管线连接吹灰器底部与飞灰贮仓顶部，管线很长且有多处弯头。飞灰输送是气固两相流动过程，固相的存在加剧了管道磨损，尤其是弯头部位冲刷磨损严重。经过长时间运行后，输灰线弯头处减薄明显。一旦发生泄漏，应暂停输灰防止污染，确认漏点并泄压隔离，注意关闭输灰线几处新增DN25吹扫氮气手阀。对小面积磨损减薄，补焊钢板加固即可；大面积磨损减薄，则无法动火补焊，必须更换该段管线。4.7　飞灰贮槽堵灰为防止飞灰贮槽底部堵灰，锥部及下方短节处均设计有DN25热助流氮，但堵灰情况还可能发生。原因分析：1）助流氮开度过小，流化作用有限；2）长时间不下灰，仓内积灰堆实；3）伴热温度或密度不足，飞灰冷却板结；4）锥部下方短节、管线或导流布袋堵塞，导致下灰不畅。应对措施：1）开大助流氮手阀开度，保证流量足够；2）科学管理定时下灰，防止积灰堆实；3）提高伴热温度及密度，防止飞灰冷却板结；4）关闭助流氮气，拆短节并移位，人工疏通短节、管线及布袋。5　结语除灰系统是Shell煤气化的重要单元。由于该系统设备多、管线长，日常生产中有滤芯损坏、组合管板漏灰、泄压阀故障、充气器破损、输灰线堵塞、输灰线泄漏、飞灰贮槽堵灰等一系列问题。这些问题如果得不到妥善解决，严重影响本系统及其他相关单元安全运行，同时可能带来严重的环保问题。文章对shell煤气化除灰系统常见问题进行了原因剖析、措施讨论，仅供参考和讨论。参考文献：[1] 张晓慧.煤炭的高效清洁利用——煤气化技术[J].河北化工,2007,30(11):23-25.[2] 宋金荣,李海宾.王军.Shell粉煤气化炉堵渣处理与研究[J].化工时刊,2013,27(3):27-30；[3] 吴国祥.陶瓷过滤器在Shell 粉煤气化中的应用及运行维护[J].内蒙古石油化工,2011(15):76-79；[4] 马江涛,李准,上官国青.煤气化装置高温高压飞灰过滤器金属滤芯与陶瓷滤芯性能对比[J].化工管理,2015(3):158；[5] 尹招进,牟刚林,谢波.壳牌煤气化装置输灰系统故障分析及处理措施[J].大氮肥,2015,38(增刊2):58-60.[6] 孙卫军.金属滤芯在壳牌气化炉除灰系统中的应用.金属滤芯在壳牌气化炉除灰系统中的应用[J].化工管理,2013(12): 107,108,122.收稿日期：2017-10-18作者简介：宋金荣（1983- ），男，陕西汉中人，硕士研究生，工程师，研究方向：煤气化及其清洁转化利用。·6·

2018年2月第45卷第2期云南化工Yunnan Chemical TechnologyFeb.2018Vol.45，No.2通过加入质量分离剂实现对精馏系统的分离，其原理是提高挥发度，这样就可以提高产品的纯度。萃取精馏技术在世界范围内得到了广泛的应用，旨在改进工业生产，解决工业中存在的问题。1.1　溶剂选取在萃取精馏技术中，需要对溶剂进行合理的选择，这样才能提高萃取精馏的成功率。通常要结合工业生产的实际情况，选择稳定性高、无毒的溶剂。选择溶剂可采用实验的方式，结合经验，采取活度系数法的方式对溶剂进行选择，再利用计算机技术与人工神经网络技术就可以找到最佳的溶剂。1.2　工艺与设备改善在萃取精馏技术中，需要注重工艺与设备的改善。为了使萃取剂的选择更加精确，减少不必要的操作流程，可选用板式塔型式萃取精馏塔进行萃取，这样不仅可以提高萃取的纯度，还能够提高生产效率。1.3　应用进展1.3.1　芳烃分离过程使用萃取精馏技术，可以实现芳烃分离，虽然在早期的技术中会受到溶剂的，不过采用了混合溶剂的芳烃分离会变得更加顺利，尤其是针对较宽沸点混合料的分离也会达到相应的效果，而不会受到溶剂的影响。1.3.2　催化裂化汽油脱硫针对催化裂化汽油的脱硫手段，通常会采用催化氧化、溶剂萃取等方法，不过，这些方法有利有弊，常见的脱硫手段是萃取精馏，该工艺可以精确萃取芳烃硫化物，并通过加氢系统处理不含烯烃的成分，既可以减少烯烃含量，又可以确保抽余液中的硫含量进一步降低。1.3.3　裂解汽油回收和苯乙烯提纯对裂解汽油中的化合物进行提取也可以采用萃取精馏技术，可以将沸点接近的组分进行有效的分离。采用传统的方法进行裂解时，一方面会有结焦的现象，另一方面可能会需要许多氢源，导致生产成本昂贵。为了改变这些问题，就需要找到问题的根源，降低成本。解决结焦问题的有效方法就是采用混合溶剂，开展萃取精馏，降低结焦的主要来源苯乙烯的含量，通过对其进行有效提取，进一步提高苯乙烯的提取价值，减少氢气消耗。2　超临界流体萃取技术2.1　超临界流体萃取的原理超临界流体萃取技术作为一种分离技术，不仅发展速度快，而且分离效率很高。采用超临界流体进行萃取的时候，通常会采用二氧化碳，因其比较容易达到临界条件，而且不容易与周围物质产生反应，比较稳定，安全系数高，因此可作为超临界流体。采用超临界流体萃取技术可以能够有效提高溶解能力与渗透能力，从而加速萃取和分离。2.2　超临界流体萃取的特点在超临界流体萃取中，将萃取和分离融为一体，使得萃取过程变得更加方便。由于超临界流体经过分离器的时候，会通过压力的变化促进融合分开，无需要相变，因为不需要对溶剂进行回收，萃取效率很高，大大降低萃取成本。在萃取的过程中，该技术会受到压力与温度的影响，细微的变化都会影响到萃取参数，温度会改变溶解度，适当调节压力也可以实现分离。在调节这两个内容的时候，需要保持一方的固定，这样才能实现萃取分离。关于超临界流体萃取，因其操作相对轻松，操作环节少，保护环境而备受欢迎。而且，该萃取方法可以对材料反复利用，实现高效分离。由于以二氧化碳为超临界流体，因此在萃取时无需高温，而且很容易达到沸点，将物质顺利萃取。这也体现了超临界流体萃取节省成本的优势。而且，在进行萃取的时候，整个过程没有污染，没有毒，分离成功后，也不会残留溶剂，这样就可以有效避免因容器残留造成的环境污染等问题。超临界流体萃取整个过程实现了绿色化、无污染，因此应用范围比较广泛。而且，在一定的温度和压力之下，只需改变这二者其中的一个内容就能够实现萃取分离，这主要取决于超临界流体中可以变化的极性，操作非常方便，应用范围广泛。3　萃取分离技术前景萃取分离技术具有广泛的发展前景。首先，萃取溶剂的选取可根据需求进行选择，而且选用的混合溶剂能够使萃取分离技术摆脱传统的溶剂，提高萃取效率和萃取范围。第二，由于选择的溶剂更加合理，就会减少许多不必要的工作环节，各种萃取分离技术能够应用于更多场合，实现工艺与设备的改进。第三，萃取精馏技术具有广泛的发展空间，不会受到溶剂的，还会因工艺与塔板结构的改进而有效解决问题。第四，萃取分离技术能够将更多无法分离的组质进行分离，突破传统萃取的技术。第五，萃取分离技术不仅成本更低，而且消耗的能源较少，避免环境污染，实现绿色化生产。4　结语综上所述，萃取分离技术已经突破了传统的，不仅可以实现一般组分分离，还能够实现特殊组分分离。随着技术的不断发展，萃取分离技术会日益完善，从而突破更多的。参考文献：[1] 郭晶晶.双水相萃取技术研究进展[J].广州化工,2014,42(19): 26-28.[2] 车德华,徐刚,徐盛明.溶剂萃取法分离锆铪技术进展[J].有色金属工程,2014,4(01):75-80.[3] 徐志高,吴延科,张建东,等.锆铪分离技术的研究进展[J].稀有金属,2010,34(03):444-4.收稿日期：2017-12-20作者简介：张兴宗，曲阜师范大学化学与化工学院。·7·