[发明专利]一种强化液-液萃取的装置和方法

说明书

本发明提供了一种强化液‑液萃取的装置，所述装置包括喷射部分、混合萃取部分和分离部分，所述喷射部分包括用于萃取进料的进料三通，所述进料三通的第一端口用于被萃取相的进料，第二端口设置一喷射器，用于将萃取相压缩剪切产生湍动能喷射进料；所述混合萃取部分包括混合器，所述混合器包括圆筒状的混合器外壳，所述混合器外壳内的两端设有进口段和出口段，所述进口段和出口段之间设有用于强化萃取相和被萃取相混合以及萃取过程的螺旋段和变径段。本发明还提供了利用所述装置的强化液‑液萃取的方法，所述装置和方法具有装置体积小、结构紧凑、萃取效率高、萃取剂用量小的特点，特别适用于化工、制药、生物等领域的液‑液萃取过程。

技术领域

本发明属于化工、制药、生物等的液-液萃取领域，具体涉及一种强化液-液萃取的装置和方法。

背景技术

液-液萃取是利用物质在溶剂中溶解度的差异，将物质从一种溶剂内转移到另一种溶剂内的单元操作，在石油化工、制药、生物等工业领域中具有重要的应用，而且在金属提炼及原子能发电的核燃料的再处理工艺中也有越来越多的使用。混合沉降槽、筛板萃取塔、喷洒萃取塔、转盘萃取塔等传统萃取装置使用范围广泛，但占地面积大、停留时间长是最大的缺陷。另外传统萃取技术因为分离技术有限，液液两相往往不能充分混合，传质面积不足造成萃取剂用量巨大，一般萃取剂用量会增加20％，且萃取剂分离不完全，再生困难。例如，在芳烃抽提装置抽余油水洗工艺中，抽余油经过泵送至水洗塔，从塔底进入与塔顶注入的洗涤水在塔内部完成充分接触水洗，环丁砜被萃取进水相，含环丁砜的水自塔底送入后续汽提塔汽提，该工艺一般使用填料萃取塔，洗涤水用量为抽余油处理量的30％，如果能使用其他混合设备进行液液两相混合传质，在不降低工艺指标的前提下减少洗涤水用量，则后续汽提能耗能大大降低。

CN102179063A公开了一种高压液-液萃取的方法，通过对容器加压，提高萃取时有机杂质在有机溶剂中的溶解度来提高萃取效率，但是此方法只适用于少量萃取的场合，且需要萃取容器耐压，不能大规模处理连续萃取；CN203281070U公开了一种利用转子的转动和泵的抽取循环的全自动高效低乳化的液液萃取装置，但是此装置只适用于低粘度、低乳化的萃取场合，具有萃取效率低、能耗高的缺点。

发明内容

针对现有的传统筛板萃取塔、喷洒萃取塔等萃取设备体积大、萃取效率低、萃取相用量大的缺点，本发明提供了一种强化液-液萃取的装置和方法，利用喷射部分的分散和混合萃取部分强化混合的方式强化萃取效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种强化液-液萃取的装置，所述装置包括喷射部分、与所述喷射部分连接的混合萃取部分和分离部分，其中

所述喷射部分包括用于萃取进料的进料三通，所述进料三通包括第一端口、第二端口和第三端口，其中第一端口用于被萃取相的进料，第二端口设置一喷射器，用于萃取相的进料；所述喷射器包括一侧开口，另一侧为半球结构的圆筒状的喷射器外壳，所述喷射器外壳的开口一侧为所述喷射器的进口段，所述喷射器内部，沿进口段向内，依次设有相互连接的支撑结构、导流结构和顶针结构，所述喷射器外壳的半球结构一侧设置一喷射口；

所述混合萃取部分包括混合器，所述混合器包括圆筒状的混合器外壳，所述混合器外壳内的两端设有混合器进口段和混合器出口段，所述混合器进口段和混合器出口段之间设有用于强化萃取相和被萃取相混合以及萃取过程的螺旋段和变径段。

根据本发明的优选实施例，所述支撑结构包括圆柱状的支撑杆和沿所述支撑杆径向向外并与所述支撑杆和外壳的内壁连接的镂空式支撑架；所述导流结构包括圆柱状导流段和直径渐缩的圆台状导流段；所述顶针结构为圆柱状结构；所述喷射口的直径为0.1-4.4mm。