[发明专利]用于油－水体系萃取复合式填料塔

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于油-水体系萃取复合式填料塔，属于化工生产中用于液液传质的装置。

背景技术

广泛应用于液液萃取分离的塔设备分逐级接触式(如筛板塔)和微分接触式(如填料塔)两种。其中板式萃取塔依靠板孔使分散相多次分散后再聚集，使得液液表面更新并进行相间传质。但是由于分散相只依靠板孔分散，且易在筛板表面形成分散相液滴层，从而使分散相液滴表面更新频率较填料萃取塔低，而且传质通量较低。填料塔的作用主要是通过不同结构的填料将分散相离散以提供更多的相间传质面积，由于填料塔内流体流动阻力较小，因此一般通量较板式塔高。目前萃取过程用填料主要为散堆填料，如拉西环、鲍尔环等，而一般规整填料对液滴的破碎作用较差，传质效率低，因此工业上应用较少[1]。但规整填料用于气液传质过程中具有放大效应小，传质效率高的优点。如何开发能够强化液液萃取过程的复合式规整填料塔以提高萃取过程的传质效率是一个重要的研究方向。

1.王树楹.现代填料塔技术指南.北京：中国石化出版社，1998，4

发明内容

本发明目的就在于提供一种用于油-水体系萃取复合式填料塔。该填料塔萃取效率高。

本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种用于油—水体系萃取复合式填料塔，该萃取复合式填料塔由上至下依次包括澄清段1、重相进料段2、填料段3、轻相进料段4和沉降段5，其中，澄清段1内设置轻相出口9，重相进料段2内设置重相分布器8，轻相进料段4内设置轻相分布器7，沉降段5内设置重相出口6，其特征在于，填料段3至少设置2组复合式填料单元，每组复合式填料单元由下至上依次为A层、B层和C层规整填料层。A层规整填料层，为两片以上板网波纹片组成板网波纹填料，以相邻两片板网波纹片的波纹通道方向相互交错呈90°进行叠加，且板网波纹填料的波纹通道方向与萃取复合式填料塔中心线方向垂直的规整填料层；B层规整填料层，为两片以上板网波纹填料，以相邻两片板网波纹片的波纹通道方向相互交错呈15°～90°进行叠加，且板网波纹填料的波纹通道方向在竖直面内与萃取复合式填料塔中心线方向呈15°～75°的规整填料层；C层规整填料层，为两片以上板片波纹填料排列而成，相邻两片板片波纹片之间设置板网隔开，且板片波纹填料的波纹通道方向与萃取复合式填料塔中心线方向平行。

上述的A层、B层和C层规整填料层每层高度为20mm～300mm。

上述的板网波纹填料板网厚度为0.2mm～1.5mm，上述的板片波纹填料板片厚度为0.2mm～1.5mm。其中板网丝径为0.5～1.5mm，板网网孔形状为矩形或菱形，板网网孔面积4×4～20×20mm²。

本发明的优点在于：萃取复合式填料塔的填料段采用不同结构的填料，可以对分散相不断进行液滴的破碎—聚并—加速—再破碎的过程，从而提高萃取过程的传质效率。其中A层规整填料层，其网片的棱角对分散相液滴有切割破碎作用，大液滴经过时将会被破碎。B层规整填料层，其通道结构有利于小液滴减速聚并为大液滴，通过控制波纹通道的倾角及网孔的大小可以控制聚并后液滴的大小。C层规整填料层，其通道结构有利于聚并后的液滴加速上升，为下一次液滴的破碎提供足够的动能。从而分散相液滴经过反复地破碎—聚并—加速—再破碎过程，实现液液高效传质。

附图说明：

图1为本发明的萃取复合式填料塔的结构示意图。

其中：1为澄清段、2为重相进料段、3为填料段、4为轻相进料段、5为沉降段、6为重相出口、7为轻相分布器、8为重相分布器、9为轻相出口。

图2为图1中填料段3的每组复合式填料单元的A层、B层和C层规整填料层装填示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明通过实施例加以详细说明：采用煤油(含30％磷酸三丁酯)—醋酸—水体系用煤油萃取水中醋酸的萃取复合式填料塔。该萃取复合式填料塔的结构示意图见图1，该萃取复合式填料塔总高3000mm；澄清段1高600mm，内径110mm，内设轻相出口9，出口位置距塔顶150mm；重相进料段2和轻相进料段4均高400mm，并在两进料段中间位置分别设置重相分布器8和轻相分布器7，分布器均采用喷淋头式压力型，分布器喷淋头圆盘直径60mm，均布26个直径1.5mm小孔；重相进料段2之下为填料段3，填料段高度1000mm，内径50mm；沉降段5高600mm，内径50mm，并在塔的底部中心开有重相出口管路6。所有进出口管路均采用直径25mm的钢管。轻相和重相进口管路分别通过磁力驱动离心泵与油相和水相储罐相连。