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1、to萃取过程安全控制（新编版）Security technology is an industry that uses security technology to provide security services society. Systematic design, service and management.（安全管理）位:名:期:编号：AQ-SN-0187化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全萃取过程安全控制（新编版）说明：安全技术防范就是利用安全防范技术为社会公众提供一种安全服务的产 业。既然是一种产业，就要有产品的研制与开发，就要有系统
2、的设计、工程的 施工、服务和管理。可以下载修改后或直接打印使用。萃取设备的种类是很多的，由于各种萃取设备具有不同的特性, 而且萃取过程及萃取物系中各种因素的影响也是错综复杂的。因此, 对于某一新的液一液萃取过程，选择适当的萃取设备是十分重要的。 选择的原则主要是：满足生产的工艺要求和条件；确保安全生产； 经济上合理。然而，目前为止，人们对各种萃取设备的性能研究得 还很不充分，在选择时往往要凭经验。在液一液萃取中，系统的物理性质对设备的选择比较重要。在 无外能输入的萃取设备中，液滴的大小及其运动情况与界面张力和 两相密度差 P的比值（。/ A P）有关。若，。/ A P ,液滴较大, 两相接触界
3、面减少，降低了传质系数。因此，无外能输入的设备仅 宜用于。/ A P较小，即界面张力小、密度差较大的系统。当。/ P较大时，应选用有外能输入的设备，使液滴尺寸变小，提高传化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全质系数。对密度差较大的系统，离心萃取器比较适用。对于腐蚀性强的物系，宜选取结构简单的填料塔，或采用由耐 腐蚀金属或非金属材料如塑料、玻璃钢内衬或内涂的萃取设备。对 于放射性系统，应用较广的是脉冲塔。如果物系有固体悬浮物存在, 为避免设备堵塞，一般可选用置备转盘塔或混合澄清器。对某一液一液萃取过程，当所需的理论级数为23级时，各种 萃取设备均可选用；
4、当所需的理论级数为45级时，一般可选择转 盘塔、往复振动筛板塔和脉冲塔；当需要的理论级数更多时，一般 只能采用混合澄清器。根据生产任务和要求，如果所需设备的处理量较小时，可用填 料塔、脉冲塔；处理量较大时，可选用筛板塔、转盘塔以及混合澄 清器。物系的稳定性与停留时间，在选择设备时也要考虑，例如在抗 菌素生产中，由于稳定性的要求，物料在萃取器中要求的停留时间 短，这时离心萃取器是合适的。若萃取物系中伴有慢的化学反应， 要求有足够的停留时间，选用混合澄清器较为有利。化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全对萃取塔能否实现正常操作，将直接影响产品的质量、原料的
5、 利用率和经济效益。尽管一个工艺过程及设备设计得很完善，但由 于操作不当，还是得不到合格产品。因此，萃取塔的正确操作是生 产中的重要一环。在萃取塔启动时，先将连续相注满塔中，若连续相为重相(即相 对密度较大的一相)，液面应在重相人口高度处为宜，关闭重相进口 阀，然后开启分散相，使分散相不断在塔顶分层段凝聚。随着分散 相不断进入塔内，在重相的液面上形成两液相界面并不断升高。当 两相界面升高到重相人口与轻相出口处之间时，再开启分散相出口 阀和重相的进出口阀，调节流量或重相升降管的高度使两相界面维 持在原高度。当重相作为分散相时，则分散相不断在塔底的分层段凝聚，两 相界面应维持在塔底分层段的某一位置
6、上，一般在轻相入口处附近。(1)两相界面高度要维持稳定因参与萃取的两液相的相对密度 相差不大，在萃取塔的分层段中两液相的相界面容易产生上下位移。 造成相界面位移的因素有：振动、往复或脉冲频率及幅度发生变化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全化；流量发生变化，即若相界面不断上移到轻相出口，则分层段 不起作用，重相就会从轻相出口处流出；若相界面不断下移至萃取 段，就会降低萃取段的高度，使得萃取效率降低。当相界面不断上移时，要降低升降管的高度或增加连续相的出 口流量，使两相界面下降到规定的高度处。反之当相界面不断下移 时，要升高升降管的高度或减小连续相的出口
7、流量。（2）防止液泛液泛是萃取塔操作时容易发生的一种不正常的操 作现象。所谓液泛是指逆流操作中，随着两相（或一相）流速的加大, 流体流动的阻力也随之加大，当流速超过某一数值时，一相会因流 体阻力加大而被另一相夹带由出口端流出塔外；有时在设备中表现 为某段分散相，把连续相隔断。产生液泛的因素较多，它不仅与两相流体的物性（如黏度、密度、 表面张力等）有关，而且与塔的类型、内部结构有关。不同的萃取塔 其泛点速度也随之不同。当对某种萃取塔操作时，所选的两相流体 确定后，液泛的产生是由流速（流量）或振动、脉冲频率和幅度的变 化而引起，因此流速过大或振动频率过快易造成液泛。化工安全技术 I Chemica
8、l Safety Technology 化工安全(3)减小返混萃取塔内部分液体的流动滞后于主体流动，或者产 生不规则的旋涡运动，这些现象称为轴向混合或返混。萃取塔中理 想的流动情况是两液相均呈活塞流，即在整个塔截面上两液相的流 速相等。这时传质推动力最大，萃取效率高。但是在实际塔内，流 体的流动并不呈活塞流，因为流体与塔壁之间的摩擦阻力大，连续 相靠近塔壁或其他构件处的流速比中心处慢，中心区的液体以较快 速度通过塔内，停留时间短，而近壁区的液体速度较低，在塔内停 留时间长，这种停留时间的不均匀是造成液体返混的主要原因之一。 分散相的液滴大小不一，大液滴以较大的速度通过塔内，停留时间 短；小液滴
9、速度小，在塔内停留时间长；更小的液滴甚至还可被连 续相夹带，产生反方向的运动。止匕外，塔内的液体还会产生旋涡而 造成局部轴向混合。上述种种现象均使两液相偏离，统称为轴向混 合。液相的返混使两液相各自沿轴向的浓度梯度减小，从而使塔内 各截面上两相液体间的浓度差(传质推动力)降低。据文献报道，在 大型工业塔中，有多达60% 90%的塔高是用来补偿轴向？昆合的。 轴向混合不仅影响传质推动力和塔高，还影响塔的通过能力，因此,化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全在萃取塔的设计和操作中，应该仔细考虑轴向返混。与气液传质设 备比较，液一液萃取设备中，两相的密度差小
10、，黏度大，两相间的 相对速度小，返混现象严重，对传质的影响更为突出。返混随塔径 增加而增强，所以萃取塔的放大效应比气液传质设备大得多，放大 更为困难。目前萃取塔的设计还很少直接通过计算进行工业装置设 计，一般需要通过中间试验，中试条件应尽量接近生产设备的实际 操作条件。在萃取塔的操作中，连续相和分散相都存在返混现象。连续相 的轴向返混随塔的自由截面的增大而增大，也随连续相流速的增大 而增大。对于振动筛板塔或脉冲塔，当振动、脉冲频率或幅度增强 时都会造成连续相的轴向返混。造成分散相轴向返混的原因有：由于分散相液滴大小是不均匀 的，在连续相中上升或下降的速度也不一样，产生轴向返混，这在 无搅拌机械
11、振动的萃取塔如填料塔、筛板塔或搅拌不激烈的萃取塔 中起主要作用；对有搅拌、振动的萃取塔，液滴尺寸变小，湍流强 度也高，液滴易被连续相涡流所夹带，造成轴向返混；在体系与塔化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全结构已定的情况下，两相的流速及振动、脉冲频率或幅度的增大将 会使轴向返混严重，导致萃取效率的下降。萃取塔在维修、清洗时或工艺要求下需要停车。对连续相为重 相的，停车时首先应关闭连续相的进出口阀，再关闭轻相的进口阀, 让轻重两相在塔内静置分层。分层后慢慢打开连续相的进口阀，让 轻相流出塔外，并注意两相的界面，当两相界面上升至轻相全部从 塔顶排出时，关闭重相进口阀，让重相全部从塔底排出。对于连续相为轻相的，相界面在塔底，停车时首先应关闭重相 进出口阀，然后再关闭轻相进出口阀，让轻重两相在塔中静置分层。 分层后打开塔顶旁路阀，塔内。接通大气，然后慢慢打开重相出口 阀，让重相排出塔外。当相界面下移至塔底旁路阀的高度处，关闭 重相出口阀，打开旁路阀，让轻相流出塔外。XXX图文设计本文档文字均可以自由修改