萃取精餾(Extractive Distillation)是化工工業(yè)中最重要的分離方法之一,作為可選擇性較高的特殊精餾工藝之一,很多人對它的認識并不深刻。今天二氧六環(huán)生產廠家就帶大家了解一下萃取精餾的基本概念,包括操作特點和典型流程。
1、定義
向原料液中加入第三組分(稱為萃取劑或溶劑),以改變原有組分間的相對揮發(fā)度而得到分離。與恒沸精餾不同的是萃取劑不與原料液中任何組分形成恒沸物。
2、萃取精餾的操作特點
為增大被分離組分的相對揮發(fā)度,應使各板液相均保持足夠的添加劑濃度,當原料和萃取溶劑以一定比例加入塔內時,必存在某一個最合適的回流比。當不含添加劑的回流過大,非但不能提高餾出液組成,反而會降低塔內添加劑的濃度而使分離變得更為困難。同樣,當塔頂回流溫度過低或添加劑加入溫度較低,都會引起塔內蒸汽部分冷凝而沖淡各板的添加劑濃度。
在設計時,為使精餾段和提餾段的添加劑濃度大致接近,萃取精餾的料液往往以飽和蒸汽的熱狀況加入塔內。若為泡點加料,精餾段與提餾段的添加劑濃度不同,應使用不同的相平衡數據進行計算。
萃取精餾中的添加劑加入量一般較多,沸點又高,精餾熱能消耗中的相當可觀部分用于提高添加劑的溫度。
3、萃取精餾裝置的典型流程
主要設備是萃取精餾塔。由于溶劑的沸點高于原溶液各組分的沸點,所以它總是從塔釜排出的。為了在塔的絕大部分塔板上均能維持較高的溶劑濃度,溶劑加入口一定要在原料進入口以上。但一般情況下,它又不能從塔頂引入,因為溶劑入口以上必須還有若干塊塔板,組成溶劑回收段,以便使餾出物從塔頂引出以前能將其中的溶劑濃度降到可忽略的程度。溶劑與重組分一起自萃取精餾塔底部引出后,送入溶劑回收裝置。
一般用蒸餾塔將重組分自溶劑中蒸出,并送回萃取精餾塔循環(huán)使用。一般,整個流程中溶劑的損失是不大的,只需添加少量新鮮溶劑補償即可。例如,從烴類裂解氣的碳四餾分分離丁二烯時,由于碳四餾分的各組分間沸點相近及相對揮發(fā)度相近的特點,而且丁二烯與正丁烷還能形成共沸物,采用普通的精餾方法是難以將丁二烯與其它組分加以分離的。如果采用萃取精餾的方法,在碳四餾分中加入乙腈做萃取劑,則可增大組分間的相對揮發(fā)度,使得用精餾的方法能將沸點相近的丁二烯、丁烷和丁烯分離。
碳四餾分經過脫碳三、和碳五餾分后,進入丁二烯萃取劑精餾塔,在萃取劑乙腈的存在下,使丁二烯(包括少量的炔烯)、乙腈與其它組分分開,從塔釜采出并進入解析塔,在此塔中,丁二烯、炔烯從乙腈中解析出來,萃取劑循環(huán)使用。丁二烯、炔烯進入炔烯萃取精餾塔,丁二烯從塔頂逸出,經水洗,得到成品丁二烯。