CN201643778U - 无搅拌式萃取塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无搅拌式萃取塔，包括由上封头、下封头和筒壁构成的封闭壳体，所述封闭壳体从下至上依次分为萃余相沉降分离段、萃取段、萃取相分离段和萃取相出料段，所述上封头位于所述萃取相出料段，所述下封头位于所述萃余相沉降段，所述萃余相沉降分离段设有萃余相出口和萃取剂进口，所述萃取段的上部设有待萃取物料进口，所述萃取段内设萃取段填料层，所述萃取相分离段内设萃取相分离段填料层，所述萃取相出料段设有萃取相出口。该萃取塔结构简单，可以通过萃取的方式对不同组分但性质相近的物质进行有效的分离，另外，各功能段结构紧凑，采用连续分离的方式不仅使分离的最终产品的质量趋于稳定，而且降低了生产成本，提高了生产效率。

Description

无搅拌式萃取塔 

技术领域

本实用新型涉及一种无搅拌式萃取塔，尤其涉及一种精细化工生产中用于连续分离多组分油相中的两种易萃取组分的萃取塔，属于化工机械领域。 

背景技术

在精细化工生产中，使用的物料或粗产品多是由若干组分组成的液体混合物，经常需要将它们进行一定程度的分离，以达到提纯或回收有用组分的目的。互溶液体混合物的分离方法很多，如：过滤、萃取、蒸发、蒸馏、精馏和特殊精馏等，萃取是其中的一种分离方式。 

萃取是利用液体各组分在溶剂中溶解度的差异，以分离液体混合物。萃取过程所用的溶剂必须满足以下4个基本要求： 

1、溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶，否则，萃取后，不可能实现任何分离； 

2、溶剂具有选择性，即对被分离混合物各组分具有不同的溶解能力； 

3、溶剂与被分离混合物须有一定的密度差，以便萃取相与萃余相能比较容易得到分离； 

4、溶剂易于回收，供***循环使用。 

溶剂选定后，对于萃取设备的选择至关重要，萃取设备有很多种，有组件式和塔式，有的带有搅拌和振动，有的适应于间歇式操作，有的适应于连续式操作，等等。萃取设备的选择是根据生产的工艺要求 和条件，及其体系的物理性质，对分离的要求处理量的大小等等来选择的。但是，目前萃取成本较大，萃取效率不高，尚不存在大规模连续分离多组分易萃取组分的工艺和设备。 

实用新型内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种无搅拌式萃取塔，萃取塔中不设任何搅拌设备，萃取剂通过压力自下而上流动，待萃取物料依靠重力自上而下流动，两者在萃取塔中充分接触，进行萃取，且配合萃取相分离段的分离进一步对萃取相和萃余相进行分离，达到有效萃取分离，得到符合要求的萃取相和萃余相。所述无搅拌式萃取塔可用于多组分物料不同组分性质相近易萃取组分的萃取，萃取塔结构简单，易操作，适宜规模化进行连续萃取生产，提高分离效率，降低投资成本。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种无搅拌式萃取塔，包括由上封头、下封头和筒壁构成的封闭壳体，所述封闭壳体从下至上依次分为萃余相沉降分离段、萃取段、萃取相分离段和萃取相出料段，所述上封头位于所述萃取相出料段，所述下封头位于所述萃余相沉降段，所述萃余相沉降分离段设有萃余相出口和萃取剂进口，所述萃取段的上部设有待萃取物料进口，所述萃取段内设有萃取段填料层，所述萃取相分离段内设有萃取相分离段填料层，所述萃取相出料段设有萃取相出口。 

所述萃取剂进口可以设在所述萃余相沉降分离段筒壁的上部，所述萃余相出口可以设于所述萃余相沉降分离段筒壁的下部，所述下封 头的底部可以设有放净口。 

所述萃余相沉降分离段的筒壁的下部可以和所述下封头构成萃余相沉降槽，所述萃余相出口可以设在所述萃余相沉降槽的筒壁的下部，所述萃余相沉降槽的横截面的直径尺寸可以大于所述萃余相沉降分离段筒壁上部的横截面直径尺寸，所述萃余相沉降分离段的上部的筒壁和所述萃余相沉降槽之间可以采用斜向过渡筒壁连接。 

所述待萃取物料进口可以位于所述萃取段填料层的上方。 

所述萃取段填料层可以采用多层结构，从上到下可以分为若干小段，每一小段均可以包括各自的萃取段填料和萃取段水平箅子板，所述萃取段水平箅子板与所述蒸发段的筒壁的内侧可以固定连接，所述萃取段填料可以设于所述萃取段水平箅子板上。 

所述萃取段填料可以为拉西环、阶梯环、鲍尔环、丝网波纹或孔板波纹的任意一种。 

所述萃取段填料层的各小段可以分别采用相同或不同的萃取段填料，各小段的竖向高度可以相同或不同。 

所述萃取相分离段可以包括萃取相分离段填料和萃取相分离段水平箅子板，所述萃取相分离段水平箅子板可以与所述萃取相分离段的筒壁的内侧固定连接，所述萃取相分离段的填料可以设于所述萃取相分离段水平箅子板上，所述萃取相分离段填料可以为拉西环、阶梯环、鲍尔环、丝网波纹或孔板波纹的任意一种。 

所述萃取相出口可以设于所述萃取相出料段的筒壁的上部，所述上封头的顶部可以设有放空口。 

所述萃取相出料段的筒壁的上部和所述上封头可以构成萃取相回收槽，所述萃取相出口可以设于所述萃取相回收槽的筒壁的上部，所述萃取相回收槽的横截面的直径尺寸可以大于所述萃取相出料段筒壁下部的横截面直径尺寸，所述萃取相出料段的下部的筒壁和所述萃取相回收槽之间可以采用斜向过渡筒壁连接。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的无搅拌式萃取塔，萃取剂作为轻相物质从萃取塔下部进入，待萃取物料从萃取塔上部进入，两者相互接触进行萃取分离，借助重力和待萃取物料中不同组分在萃取剂中溶解度的不同进行分相，节约了萃取成本；萃取塔还设置了萃取相分离段，在此段萃取相和夹带的萃余相进一步分离，提高了符合要求的萃取相的收率，提高了萃取效果；萃取塔中萃取段和萃取相分离段内均设有填料层，从而增加了萃取剂和待萃取物料的接触面积，提高了萃取效果；该萃取塔不设搅拌器，不同功能段之间结构紧凑、简单，易于操作，劳动强度低，依靠重力分相，采用连续分离的方式不仅使分离的最终产品的质量趋于稳定，又降低了萃取成本，提高了工作效率，对不同组分但性质相近物料可以进行有效分离，适于连续化、规模化的化工生产。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

参见图1，本实用新型提供了一种无搅拌式萃取塔，该萃取塔结构简单，可以通过多次萃取的方式有效的对不同组分、性质相近的物 料组分进行萃取分离，另外，该萃取塔各功能段结构紧凑，采用多次萃取的方式，不仅使分离的最终产品的质量趋于稳定，而且降低了生产成本，提高了生产效率。 

本实用新型提供的无搅拌式萃取塔，包括由上封头16、下封头17和筒壁构成的封闭壳体，所述封闭壳体从下至上依次分为萃余相沉降分离段4、萃取段3、萃取相分离段2和萃取相出料段1，所述上封头位于所述萃取相出料段，所述下封头位于所述萃余相沉降段，所述萃余相沉降分离段设有萃余相出口7和萃取剂进口5，所述萃取段的上部设有待萃取物料进口11，所述萃取段内设萃取段填料层9，所述萃取相分离段内设萃取相分离段填料层12，所述萃取相出料段设有萃取相出口13。 

所述上封头和筒壁之间以及所述下封头和筒壁之间可以采用焊接、法兰连接或其他适宜的连接方式连接，所述筒壁可以采用整体式结构也可以采用与各段对应的分体式结构，当所述筒壁采用分体式结构时，所述萃余相沉降分离段、萃取段、萃取相分离段、萃取相出料段的相邻两段的筒壁可以采用法兰10连接或其他适宜的连接方式连接。 

所述萃取剂进口可以设在所述萃余相沉降分离段筒壁的上部，萃取剂作为轻相物质和待萃取物料接触后，与待萃取物料中轻相物质一起向上运动；所述萃余相出口可以设于所述萃余相沉降分离段筒壁的下部，方便重相物质的萃余相排出并收集，所述下封头的底部可以设有放净口8，用于排出各种杂质，比如萃取塔使用一段时间后，对其 进行清洗，清洗的清洗液可以从放净口排出，同时放净口也可以用于排放萃取后塔中剩余的各类物质。 

所述萃余相沉降分离段的筒壁的下部和所述下封头可以构成萃余相沉降槽6，所述萃余相沉降槽的材质可以为Q235-B、20#、16MnR、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti或0Cr18Ni9其中的一种，所述萃余相出口可以设在所述萃余相沉降槽的筒壁的下部，所述萃余相沉降槽主要用于暂时性收集萃余相，同时，通过暂时性的存储可以使萃余相和萃取相进一步分离，使通过所述萃余相沉降槽分离得到的萃余相更符合要求；所述萃余相沉降槽的横截面的直径尺寸可以大于所述萃余相沉降分离段筒壁上部的横截面直径尺寸，所述萃余相沉降分离段的上部的筒壁和萃余相沉降槽之间可以采用斜向过渡筒壁连接，所述斜向过渡筒壁的上圆周的直径尺寸与所述萃余相沉降分离段上部的筒壁的横截面直径尺寸相对应，所述斜向过渡筒壁的下圆周的直径尺寸与所述萃余相沉降槽的横截面直径尺寸相对应，所述斜向过渡筒壁可以缓解萃余相的下降速度，避免流体到达下部时产生涡流或在下部出现流体死角。 

所述待萃取物料进口可以位于所述萃取段填料层的上方，以保证待萃取物料借助重力自上而下流动，与萃取剂在萃取段充分接触进行萃取，所述填料层能扩大待萃取物料和萃取剂之间的接触面积，提高萃取效果。 

所述萃取段填料层可以采用多层结构，从上到下可以分为若干小段，比如为5段、6段、7段或8段，将萃取段分成不同的小段，萃 取剂和待萃取物质既能顺利地实现向上或向下的流动，又能提高与填料的接触面积，提高萃取效果。填料层所在的萃取段的筒壁可以为整体式结构，也可以根据填料层小段的数目采用分体式结构，当采用分体式结构时，相邻两小段填料层所在的萃取段的筒壁可以采用法兰连接、焊接或其他适宜的连接方式连接，所述萃取段填料层的每一小段均可以包括各自的萃取段填料9和萃取段水平箅子板15，所述萃取段水平箅子板与所述蒸发段的筒壁的内侧可以固定连接，所述固定连接可以采用焊接或其他适宜的连接方式连接，所述萃取段填料可以设于所述萃取段水平箅子板上，所述萃取段水平箅子板可以对所述萃取段填料起到支撑的作用。 

所述萃取段填料可以为拉西环、阶梯环、鲍尔环、丝网波纹或孔板波纹的任意一种，所述萃取段填料的材质可以为Q235-B、20#、16MnR、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti或0Cr18Ni9其中的一种，所述萃取物料进口可以位于所述萃取段上部第一个小段的上方。 

所述萃取段填料层的每一个小段可以分别采用相同或不同的填料，每一个小段的高度可以相同或不同，采用相同的填料和/或相同的高度，可以方便设备加工、安装和生产操作；根据萃取步骤和萃取效果选用不同的填料和/或适当改进每一小段的高度会更利于提高萃取效果。 

所述萃取相分离段可以包括萃取相分离段填料和萃取相分离段水平箅子板，所述萃余相分离段水平箅子板与所述萃余相分离段的筒壁的内侧可以固定连接，所述固定连接可以采用焊接或其他适宜的连 接方式连接，所述萃取相分离段的填料可以设于所述萃取相分离段水平箅子板上，所述萃取相分离段填料可以为拉西环、阶梯环、鲍尔环、丝网波纹或孔板波纹的任意一种，所述萃取相分离段填料的材质可以为Q235-B、20#、16MnR、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti或0Cr18Ni9其中的一种，经过萃取段萃取后，萃取相和萃取相中夹带的萃余相在所述萃取相分离段得到进一步分离。 

所述萃取相出口可以设于所述萃取相出料段的筒壁的上部，所述萃取相出料段的筒壁的上部和所述上封头可以构成萃取相回收槽，用于暂时性收集萃取相物质，所述萃取相出口可以设于所述萃取相回收槽的筒壁的上部，由于萃取相和萃取剂为轻相物料，因此处于萃取相回收槽上部的萃取相更符合要求，符合要求的萃取相可以通过所述萃取相出口排出并由设置于塔外的收集器收集，所述萃取相回收槽的横截面的直径尺寸可以大于所述萃取相出料段筒壁下部的横截面直径尺寸，所述萃取相出料段的下部的筒壁和所述萃取相回收槽之间可以采用斜向过渡筒壁连接，所述斜向过渡筒壁的下圆周的直径尺寸与所述萃取相出料段下部的筒壁的横截面直径尺寸相对应，所述斜向过渡筒壁的上圆周的直径尺寸与所述萃取相回收槽的横截面直径尺寸相对应，所述萃取相回收槽可以缓解萃取相的上升速度，避免了流体到达上部时产生涡流或在上部出现流体死角。所述上封头的顶部可以设有放空口14，生产处理过程中注入萃取剂和待萃取物料后，塔内的空气可以从所述放空口排到塔外。 

所述无搅拌式萃取塔的工作原理为：打开放空口，随着塔内注入 液体，萃取塔内的空气从中逐渐排出，经萃取剂进口通过压力向萃取塔内打入萃取剂，逐渐充满萃取塔的底部，经待萃取物料进口向萃取塔内输入待萃取物料，待萃取物料借助重力向下流动，逐步与萃取剂充分接触，由于萃取剂为轻相物质，待萃取物料中既有重相物质也有轻相物质，轻相物质在萃取剂中的溶解度大于重相物质在萃取剂中的溶解度，因此，在重力的作用下，待萃取物质中的轻相物质溶于萃取剂中逐渐向萃取塔顶部移动，待萃取物质中的重相物质逐步向萃取塔底部移动，萃取段被分为5-8个小段，每一个小段设置填料，从而提高萃取效果，经过萃取段初步萃取分离的萃取相进而进入萃取相分离段，在该段，萃取相及其夹带的萃余相被再一次分离，进一步分离的萃取相进入萃取相出料段并从萃取相出口排出，进一步分离的萃余相依靠重力向下回流到萃取段，经萃取段初步萃取分离的萃余相进入萃余相沉降分离段，在萃余相沉降分离段的上部萃余相及其夹带的萃取相被再一次沉降分离，进一步分离的萃取相逐步向上运动再次进入萃取段，进一步分离的萃余相进入萃余相沉降槽并从设置于萃余相沉降槽下部的萃余相出口排出。 

Claims (10)

1.一种无搅拌式萃取塔，其特征在于包括由上封头、下封头和筒壁构成的封闭壳体，所述封闭壳体从下至上依次分为萃余相沉降分离段、萃取段、萃取相分离段和萃取相出料段，所述上封头位于所述萃取相出料段，所述下封头位于所述萃余相沉降段，所述萃余相沉降分离段设有萃余相出口和萃取剂进口，所述萃取段的上部设有待萃取物料进口，所述萃取段内设有萃取段填料层，所述萃取相分离段内设有萃取相分离段填料层，所述萃取相出料段设有萃取相出口。

2.根据权利要求1所述的无搅拌式萃取塔，其特征在于所述萃取剂进口设在所述萃余相沉降分离段筒壁的上部，所述萃余相出口设于所述萃余相沉降分离段筒壁的下部，所述下封头的底部设有放净口。

3.根据权利要求2所述的无搅拌式萃取塔，其特征在于所述萃余相沉降分离段的筒壁的下部和所述下封头构成萃余相沉降槽，所述萃余相出口设在所述萃余相沉降槽的筒壁的下部，所述萃余相沉降槽的横截面的直径尺寸大于所述萃余相沉降分离段筒壁上部的横截面直径尺寸，所述萃余相沉降分离段的上部的筒壁和所述萃余相沉降槽之间采用斜向过渡筒壁连接。

4.根据权利要求3所述的无搅拌式萃取塔，其特征在于所述待萃取物料进口位于所述萃取段填料层的上方。

5.根据权利要求4所述的无搅拌式萃取塔，其特征在于所述萃取段填料层采用多层结构，从上到下分为若干小段，每一小段均包括 各自的萃取段填料和萃取段水平箅子板，所述萃取段水平箅子板与所述蒸发段的筒壁的内侧固定连接，所述萃取段填料设于所述萃取段水平箅子板上。

6.根据权利要求5所述的无搅拌式萃取塔，其特征在于所述萃取段填料为拉西环、阶梯环、鲍尔环、丝网波纹或孔板波纹的任意一种。

7.根据权利要求6所述的无搅拌式萃取塔，其特征在于所述萃取段填料层的各小段分别采用相同或不同的萃取段填料，各小段的竖向高度相同或不同。

8.根据权利要求7所述的无搅拌式萃取塔，其特征在于所述萃取相分离段包括萃取相分离段填料和萃取相分离段水平箅子板，所述萃取相分离段水平箅子板与所述萃取相分离段的筒壁的内侧固定连接，所述萃取相分离段的填料设于所述萃取相分离段水平箅子板上，所述萃取相分离段填料为拉西环、阶梯环、鲍尔环、丝网波纹或孔板波纹的任意一种。

9.根据权利要求8所述的无搅拌式萃取塔，其特征在于所述萃取相出口设于所述萃取相出料段的筒壁的上部，所述上封头的顶部设有放空口。

10.根据权利要求9所述的无搅拌式萃取塔，其特征在于所述萃取相出料段的筒壁的上部和所述上封头构成萃取相回收槽，所述萃取相出口设于所述萃取相回收槽的筒壁的上部，所述萃取相回收槽的横截面的直径尺寸大于所述萃取相出料段筒壁下部的横截面直径尺寸， 所述萃取相出料段的下部的筒壁和所述萃取相回收槽之间采用斜向过渡筒壁连接。 

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