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摘要:萃取操作是化工生产中的一个重要环节,萃取操作能否有效实现关键在于萃取剂的选择,萃取剂是一种用于萃取的溶液,本身的挥发性不强。在实际化工生产中应该高度重视萃取剂的选择。本文将结合化工工艺流程来有针对性地分析如何选择萃取剂。
关键词:萃取剂工艺流程化工生产
随着科学技术的快速发展,当前我国的化工生产取得了明显进步。在现代精细化工和生命科学等新型技术的支持下新型化工分离手段得到了广泛应用。相关学科的日益完善,技术水平的不断提高使得化工分离逐渐成为一门专业性技术。
萃取是一种专业性非常强的化工分离技术,这种分离技术在化工生产中仍然占据重要地位。萃取操作主要是通过萃取剂来改变多种物质的相对挥发性,从而实现分离。加强对萃取技术的研究是提升化工生产水平的重要措施。萃取剂的选择是萃取工艺的关键,针对萃取剂的选择必须要结合自身工艺的实际特点来进行选择。
一、化工工艺流程
化工工艺流程指的是利用化学方法把原料变成产品的过程。在化学工艺流程中会发生一系列化学反应,这些化学反应实际是化工生产的关键,加强对化学反应的研究是提升化工工艺水平的有效措施。通常而言化工生产主要包括三个环节:原料处理、化学反应以及产品精制。详细分析这三个环节是萃取剂选择的重要前提。
在原料处理阶段一般情况下不同的原料,预处理方式也是不同的。对于原料的预处理要根据自身特点来选择具有针对性地措施来进行预处理。只有经过专业性地预处理之后才能保证原料能够符合化学反应的要求。正如上文所述化学反应是化工生产中的关键步骤。化学反应需要在一定条件才能实现,温度、压力等条件均会影响到化学反应的效果。氧化、聚合、复分解、还原是其中重要的反应类型。化学反应是获得目的物的重要手段。在经过专业性的化学反应之后还要对混合物进行分离,混合物分离的主要目的就是要去除其中的副产物以及杂质。只有这样才能获得符合实际生产要求的产品。萃取操作也主要发生于产品分离、精制这一阶段。
二、萃取剂的选择方法
要想正确选择萃取剂就必须坚持科学的原则,坚持科学的原则是萃取剂选择的重要步骤。在实际化工生产中针对萃取剂的选择需要考虑以下几个方面的因素:良好选择性、化学稳定性好、萃取速度好、良好物理性质、价格便宜、没有毒性或者毒性很小,化工生产者要综合考虑各方面因素来选择萃取剂。在实际选择过程中可以应用以下方法来进行选择:
(一)应用NRTL模型来进行选择。NRTL模型是根据双流体理论推导出来的,该模型主要是用来分析相互关联的实验数据的。化工生产过程中混合过程是非随机的,此时就可以引入非随机参数进而引入NRTL应用模型来进行分析。随着科学技术的发展,当前NRTL模型已经具有预测功能,该模型不仅能够应用在含水模型之中,它的精准度也得到有效提升。在今后应该不断加强该模型的研究。
(二)根据正规溶液理论来选择。正规溶液理论是当前应用较为广泛的萃取剂选择方法。正规溶液理论形式简单,它主要是根据纯物质的关系来预测混合物自身的关系。正规溶液理论主要应用于低极性和中等极性溶液的混合分离中。正规溶液理论只能是把分子分成色散力的非极性分,极性分子的误差非常大。在有些情况下正规溶液理论也应用于计算无限稀释活度系数。在今后应用这一理论的过程中我们既要看到这种方法的优点,同时也要意识到它的局限性。只有这样才能实现科学合理地分离。
(三)应用UNIFAC模型来进行选择。在该模型中基团溶液和局部组成概念是其中两个重要概念。基团溶液是基于基团贡献模型得出来的一个概念,该模型自诞生以来就不断得到修正,模型的预测精度也明显提高。经过修正之后的模型应用范围也越来越大,在实际选择过程中应用这种模型能够非常方便地获得组分中的无限稀释活度系数,萃取剂选择起来也更加方便。该模型与其他方法相比更加实用,也更方便。今后应该加强对UNIFAC模型的研究。
三、萃取剂的具体选择
萃取剂的选择是一个复杂的过程,萃取剂的质量直接影响着自身的性能,针对萃取剂的选择必须要按照一定规范来进行,针对不同性质的化工生产要采用不同方法来进行选择。在选择过程中必须要注意以下几点:
①萃取剂的选择要考虑到萃取容量这个因素,通常情况下要选择那些高萃取容量和高选择性的萃取剂。②此外还需要注意熔点和沸点,熔点和沸点都不应该过高否则将对萃取的精确度产生影响。做好萃取剂的选择需要重视各方面因素,要考虑萃取剂的各种性能。③要选择那些发挥性低的萃取剂,乙醇、丁醇、丙醇、乙酸丙酯就是典型的低挥发性萃取剂。④此外还需要注意萃取剂的毒性,通常情况下要选择那些低毒性的萃取剂,萃取剂毒性过高会对工艺生产造成严重影响。甲醇、甲苯是中等毒性萃取剂,苯、四氯化碳就是典型的强毒性萃取剂。对于那些没有毒性的萃取剂就需要根据化工生产的实际需要来选择。⑤此外在选择过程中还要注意萃取剂的萃取速度,萃取剂的萃取速度对化工生产的时效性有重要影响,为了保证时效性应该尽量选择那些速度快的萃取剂。⑥化学性能和稳定性也是我们在萃取剂选择过程中必须要高度重视的一点。⑦最后就是要考虑萃取剂的经济因素。萃取剂选择价格应该低一点,要选择那些容易得到的萃取剂,这是做好这些化工生产的必然要求。
以上这些因素是萃取剂选择的细节,要想科学有效地选择萃取剂就必须要充分考虑以上提到的各方面因素。
四、实际案例
某化工厂家在实际生产过程中,环己烷、环己烯和苯的分离是其中重要的环节。这三种物质都是沸点比较接近的物质,详细分析这些物质的分离,这些物质分离对萃取剂的要求具有重要意义。在常压之下环己烷、环己烯和苯的沸点分别是80.7度、83度和80.1度。这些物质的分离对萃取剂有较高要求,经过以下方法和试验选择二甲基乙酰胺能够有效地进行以上三种物质的分离,并且采用负压操作效果更佳。
在分离过程中主要是通过萃取精馏来筛选。应用这种方法首先是要通过UNIFAC来进行预测,之后利用液上气相色谱试验方法来进行测定。应用UNIFAC方法进行预,可以把溶剂分成链状分子、含氮环芳香分子、基团表中分子和脂环类分子。采用液上气相色谱试验方法能够实现对不同饿哦你故意与原料质量比的测量,采用这种试验方法能够更加真实准确地评价各种候选溶剂的分离性能。通过专业性地试验就会发现UNIFAC是一种专业的预测方法,把这种方法同溶解度参数预测法和液上气相色谱试验法结合起来就是一种快速有效地萃取精馏溶剂筛选方法。新溶剂筛选法的应用与其他方式相比更有指导意义。在今后应该加强萃取精馏法的研究。
在化工生产过程中萃取操作是其中的关键环节,萃取剂的选择又是萃取操作的首要条件。做好萃取剂的选择工作意义重大。在今后工作中化工生产者应高度重视萃取剂的选择。要根据化工生产的具体条件,结合萃取剂的特性来进行合理选择。
参考文献:
[1]孙波.例谈关于化工工艺流程中萃取剂的选择[J].化学教学,2008(5).
[2]李春义,徐占武,姜国骅等.两段提升管催化裂解多产丙烯技术的工业试验[J].石化技术与应用,2008(5).
[3]錢伯章.最大化多产丙烯催化裂化工业试验获得成功[J].炼油技术与工程,2009(2).