本发明专利技术涉及一种用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途。所述萃取塔塔体内设有旋转的筛网塔盘。本发明专利技术通过萃取塔内旋转的筛网塔盘对高粘性物料进行剪切，有利于高粘性重相物料的分散，与连续的轻相充分传质。本发明专利技术解决了萃取塔内高粘性重相物料的有效分散与萃取传质的难题，适用于高达3000厘泊的高粘性物料萃取，单位时间内物料处理能力大，操作效率高。本发明专利技术所述萃取塔可以用于单塔连续萃取操作或多塔串联逆流连续萃取操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工分离中的萃取
，具体涉及一种用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途，适用于高粘性物料连续萃取操作。
技术介绍
液-液萃取是一种重要的化工分离技术，具有分离效率高、物料适应性强、能耗低、易于操作、可实现大规模连续化生产等优点，在湿法冶金、石油化工、新能源、生物医药、环境工程、天然产物提取、新材料制备等领域应用广泛。随着生产规模的不断扩大，分离对象的日趋复杂，对萃取设备也提出了越来越高的要求。在液-液萃取实际生产过程中，常常碰到高粘性物料如何有效分散和萃取传质的难题。例如，石油炼制过程中，提取渣油中的浙青质和胶质一般采用丙烷萃取，在丙烷萃取塔中操作。高粘性渣油从萃取塔中部进料，萃取后的残渣油由塔底排出；丙烷从萃取塔下部进料，然后在塔顶部进行加温临界分离回收丙烷，得到润滑油馏分。研究发现，丙烷萃取脱除渣油浙青过程中，萃后的残渣油沿丙烷萃取塔从上到下粘度会变得越来越大，越靠近萃取塔下部，渣油的分散越困难，导致萃取过程常常无法顺利进行。以某厂渣油丙烷萃取为例，进料的渣油粘度为700厘泊，而萃取后残渣油的粘度可增加到2000厘泊。若进料的渣油粘度升高，则萃取后残渣油的粘度更高。为解决萃取塔内粘性物料的分散与萃取传质问题，曾有人建议采用筛板塔、百叶窗塔或条形角钢挡板塔等。但是，这些塔器对于高粘性物料的流动阻力太大，传质效率低。现有技术一般采用带机械搅拌的转盘塔或振动筛板塔等。强化机械搅拌，有利于粘性物料的分散，萃取传质效果比无搅拌的萃取塔有一定改进。但是，无筛孔的旋转圆盘或有筛孔的振动圆盘对高粘性物料的分散效果不好。物料粘度越大，其分散效果越差，无法实现短时间内高效、均匀分散高粘性物料，萃取传质效率不理想。延长萃取塔内相接触时间、降低高粘性物料的进料量、或者在较高的溶剂比条件下操作也有一定效果。例如，丙烷萃取渣油过程，丙烷量为渣油量的8 10倍，甚至更高。但是，这样做的后果往往导致单位时间内萃取塔的处理能力大大下降，操作效率降低，且能耗升高、生产成本高。另外，由于丙烷量大,塔顶部加温临界分离、再生回收丙烷的热负荷也相当大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提出一种用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途。本专利技术特别适用于高粘性物料的萃取操作。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案:本专利技术的目的之一在于提供一种用于高粘性物料的萃取塔，所述萃取塔塔体内设有旋转的筛网塔盘。本专利技术所述的筛网塔盘是指圆盘形具有网格方孔的筛网，圆盘中心冷冲成圆锥形凹面，其中心开孔。本专利技术在萃取塔塔体内设置旋转的筛网塔盘，其旋转方式可由本领域技术人员从现有技术中或自己的经验获知。具有网格方孔的旋转圆锥台形筛网塔盘对高粘性物料的剪切分散效果好，可适用于高达3000厘泊的高粘性物料高效、均匀分散萃取传质，萃取传质效率高。现有技术中并没有将具有网格方孔的旋转圆锥台形筛网塔盘用于高粘性物料的分散萃取。本专利技术所述萃取塔的其他结构设计可由本领域技术人员根据经验和需要进行。本专利技术的主要改进在于将具有网格方孔的旋转圆锥台形筛网塔盘用于高粘性物料的萃取操作中，其分散效果远远强于无筛孔的旋转圆盘或有筛孔的振动圆盘等现有转盘萃取塔或振动筛板塔。高粘性物料的分散效果好，流动阻力更小，传质效率更高。本专利技术所述萃取塔的具体设计如下:所述萃取塔包括:萃取塔主体，其内部形成封闭的腔室；物料分布器，位于所述萃取塔主体的上部，为圆柱筒形空腔结构；其侧壁上设有重相物料进口导管，所述重相物料进口导管同时贯穿于萃取塔的塔壁，以使重相物料进入物料分布器；所述物料分布器的底面上设有多个细管，所述细管与物料分布器的腔室流体连通；主轴，自上而下贯穿设置于萃取塔主体中心轴上，其上端连接有电机，其下端固定于固定轴承上；所述主轴位于物料分布器以下的部分，设有多个筛网塔盘。本专利技术通过物料分布器使作为重相的高粘性物料通过细管以细丝条状喷出，同时电机带动主轴旋转，从而带动筛网塔盘的旋转，在旋转的筛网塔盘的剪切作用下，高粘性物料被分散成微细颗粒，与萃取塔内的轻相进行传质，最后聚集成相，完成高粘性物料的萃取。本专利技术通过物料分布器和筛网塔盘的联合作用，使高粘性物料最大程度地分散，与萃取塔内的轻相充分传质。本专利技术所述萃取塔的其他部件，如轻相进出口、重相进出口、带动筛网塔盘旋转的部件等，可由本领域技术人员根据实际情况进行设计。本专利技术并无特殊限制。本专利技术所述物料分布器的顶面和底面上分别设有顶面中心开孔和底面中心开孔，所述顶面中心开孔和底面中心开孔之间连接有套筒，所述主轴从套筒中穿过。优选地，所述套筒与主轴通过轴承密封连接。本专利技术所述物料分布器的下方边缘设有挡流板，挡流板外壁与萃取塔主体内壁之间留有导流孔隙，以使轻相物流通过。优选地，所述挡流板的高度为物料分布器高度的1/2。优选情况下，所述物料分布器的直径等于萃取塔主体直径的1/21/5。所述物料分布器的细管的直径为0.5 3_。本专利技术所述萃取塔的更具体的设计如下:所述萃取塔主体自上而下分为塔顶扩大端、塔体及塔底扩大端；所述塔顶扩大端、塔底扩大端均通过圆锥形收缩段与塔体连接。所述圆锥形收缩段上下口直径分别等于塔顶扩大端或塔底扩大端的直径和塔体的直径。所述塔顶扩大端、塔体及塔底扩大端均为圆筒形空腔结构。塔顶扩大端的顶面中心开孔，塔地扩大端的底面中心开孔，以使主轴穿过。所述塔顶扩大端的侧壁上设有轻相出口，所述轻相出口在靠近塔顶扩大端的一端、塔顶扩大端的内壁上设有溢流堰；所述塔顶扩大端的侧壁上还留有开孔，以使所述重相物料进口导管穿过。优选地，所述重相物料进口导管与开孔螺纹密封。所述塔底扩大端的侧壁上设有重相出口。所述固定轴承与塔底扩大端的底面机械密封。所述塔体底部侧壁上设有轻相进口。本专利技术所述主轴位于塔体的部分设有多个筛网塔盘；所述筛网塔盘由不锈钢细丝编织成网格，形成多个筛孔。优选地，所述筛网塔盘为圆盘形具有网格方孔的筛网，圆盘中心冷冲成圆锥形凹面，其中心开孔，以使主轴穿过。例如，筛网塔盘可由直径为Imm的不锈钢细丝编织成3mmX 3mnTlImmX Ilmm的网格方孔,每四个网格方孔去掉之间的筛网丝,使之成为6mmX 6mnT24mmX 24mm的网格方孔。所述筛网塔盘的直径为塔体直径的1/2、/10，筛网塔盘的圆锥台倾角高度为直径的1/1(Γ /5，多个筛网塔盘之间的间距为塔体直径的1/6 1/2。所述塔体内侧壁从上到下设置有多个挡板，所述挡板与筛网塔盘交错布置。所述挡板的作用在于防止被筛网塔盘分散的重相凝并，以达到与轻相充分传质的目的。所述挡板为圆盘形，其中心开孔，孔径为塔体直径的1/21/10 ;多个挡板之间的间距为塔体直径的 1/6 1/2。 所述塔体底部设有圆盘形挡板；所述圆盘形挡板与塔体的侧壁形成间隙。其作用在于可使分散落下的重相加速凝并。所述圆盘形挡板的直径等于塔体直径的1/21/10 ;圆盘形挡板中心开孔，主轴从中穿过。本专利技术所述萃取塔的材质为不锈钢；所述萃取塔主体内壁、物料分布器内壁以及主轴的外表面做防腐处理；优选地，所述塔体高径比为2: Γ50:1 ；优选地，所述塔顶扩大端及塔底扩大端的直径为塔体直径的1.Γ3倍；优选地，所述塔底扩大端的侧壁外表面设有视窗，视窗的材质为透明材料，如玻璃坐寸ο本专利技术的目的之二本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于高粘性物料的萃取塔，其特征在于，所述萃取塔塔体内设有旋转的筛网塔盘（6）。
【技术特征摘要】
1.一种用于高粘性物料的萃取塔，其特征在于，所述萃取塔塔体内设有旋转的筛网塔盘(6)。2.如权利要求1所述的萃取塔，其特征在于，所述萃取塔包括: 萃取塔主体，其内部形成封闭的腔室； 物料分布器(4)，位于所述萃取塔主体的上部，为圆柱筒形空腔结构；其侧壁上设有重相物料进口导管(18)，所述重相物料进口导管(18)同时贯穿于萃取塔的塔壁，以使重相物料进入物料分布器(4);所述物料分布器(4)的底面上设有多个细管(20)，所述细管(20)与物料分布器(4)的腔室流体连通； 主轴(15)，自上而下贯穿设置于萃取塔主体中心轴上，其上端连接有电机(16)，其下端固定于固定轴承(10)上；所述主轴(15)位于物料分布器(4)以下的部分，设有多个筛网塔盘(6)。3.如权利要求1或2所述的萃取塔，其特征在于，所述物料分布器(4)的顶面和底面上分别设有顶面中心开孔(21)和底面中心开孔(19)，所述顶面中心开孔(21)和底面中心开孔(19 )之间连接有套筒(25 )，所述主轴(15 )从套筒(25 )中穿过；优选地，所述套筒(25 )与主轴(15)通过轴承(22)密封连接； 优选地，所述物料分布器(4)的下方边缘设有挡流板(23)，挡流板(23)外壁与萃取塔主体内壁之间留有导流孔隙(12);优选地，所述挡流板(23)的高度为物料分布器(4)高度的 1/2 ； 优选地，所述物料分布器(4)的直径等于萃取塔主体直径的1/2 4/5 ； 优选地，所述物料分布器( 4)的细管(20)的直径为0.5 3mm。4.如权利要求1-3之一所述的萃取塔，其特征在于，所述萃取塔主体自上而下分为塔顶扩大端(I)、塔体(3)及塔底扩大端(8);所述塔顶扩大端(I)、塔底扩大端(8)均通过圆锥形收缩段与塔体(3)连接； 优选地，所述塔顶扩大端(I)的侧壁上设有轻相出口(13)，所述轻相出口(13)在靠近塔顶扩大端(I)的一端、塔顶扩大端(I)的内壁上设有溢流堰(14);所述塔顶扩大端(I)的侧壁上还留有开孔(2)，以使所述重相物料进口导管(18)穿过；优选地，所述重相物料进口导管(18)与开孔(2)螺纹密封; 优选地，所述塔底扩大端(8)的侧壁上设有重相出口(9);所述固定轴承(10)与塔底扩大端(8)的底面机械密封； 优选地，所述塔体(3)底部侧壁上设有轻相进口(11)。5.如权利要求1-4之一所述的萃取塔，其特征在于，所述主轴位于塔体(3)的部分设有多个筛网塔...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄焜，刘会洲，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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