CN103111089B - 一种用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途。所述萃取塔塔体内设有旋转的筛网塔盘。本发明通过萃取塔内旋转的筛网塔盘对高粘性物料进行剪切，有利于高粘性重相物料的分散，与连续的轻相充分传质。本发明解决了萃取塔内高粘性重相物料的有效分散与萃取传质的难题，适用于高达3000厘泊的高粘性物料萃取，单位时间内物料处理能力大，操作效率高。本发明所述萃取塔可以用于单塔连续萃取操作或多塔串联逆流连续萃取操作。

Description

一种用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途

技术领域

本发明属于化工分离中的萃取技术领域，具体涉及一种用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途，适用于高粘性物料连续萃取操作。

背景技术

液-液萃取是一种重要的化工分离技术，具有分离效率高、物料适应性强、能耗低、易于操作、可实现大规模连续化生产等优点，在湿法冶金、石油化工、新能源、生物医药、环境工程、天然产物提取、新材料制备等领域应用广泛。随着生产规模的不断扩大，分离对象的日趋复杂，对萃取设备也提出了越来越高的要求。

在液-液萃取实际生产过程中，常常碰到高粘性物料如何有效分散和萃取传质的难题。例如，石油炼制过程中，提取渣油中的沥青质和胶质一般采用丙烷萃取，在丙烷萃取塔中操作。高粘性渣油从萃取塔中部进料，萃取后的残渣油由塔底排出；丙烷从萃取塔下部进料，然后在塔顶部进行加温临界分离回收丙烷，得到润滑油馏分。研究发现，丙烷萃取脱除渣油沥青过程中，萃后的残渣油沿丙烷萃取塔从上到下粘度会变得越来越大，越靠近萃取塔下部，渣油的分散越困难，导致萃取过程常常无法顺利进行。以某厂渣油丙烷萃取为例，进料的渣油粘度为700厘泊，而萃取后残渣油的粘度可增加到2000厘泊。若进料的渣油粘度升高，则萃取后残渣油的粘度更高。

为解决萃取塔内粘性物料的分散与萃取传质问题，曾有人建议采用筛板塔、百叶窗塔或条形角钢挡板塔等。但是，这些塔器对于高粘性物料的流动阻力太大，传质效率低。

现有技术一般采用带机械搅拌的转盘塔或振动筛板塔等。强化机械搅拌，有利于粘性物料的分散，萃取传质效果比无搅拌的萃取塔有一定改进。但是，无筛孔的旋转圆盘或有筛孔的振动圆盘对高粘性物料的分散效果不好。物料粘度越大，其分散效果越差，无法实现短时间内高效、均匀分散高粘性物料，萃取传质效率不理想。

延长萃取塔内相接触时间、降低高粘性物料的进料量、或者在较高的溶剂比条件下操作也有一定效果。例如，丙烷萃取渣油过程，丙烷量为渣油量的8~10倍，甚至更高。但是，这样做的后果往往导致单位时间内萃取塔的处理能力大大下降，操作效率降低，且能耗升高、生产成本高。另外，由于丙烷量大，塔顶部加温临界分离、再生回收丙烷的热负荷也相当大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种用于高粘性物料的萃取塔、萃取方法及用途。本发明特别适用于高粘性物料的萃取操作。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种用于高粘性物料的萃取塔，所述萃取塔塔体内设有旋转的筛网塔盘。

本发明所述的筛网塔盘是指圆盘形具有网格方孔的筛网，圆盘中心冷冲成圆锥形凹面，其中心开孔。

本发明在萃取塔塔体内设置旋转的筛网塔盘，其旋转方式可由本领域技术人员从现有技术中或自己的经验获知。具有网格方孔的旋转圆锥台形筛网塔盘对高粘性物料的剪切分散效果好，可适用于高达3000厘泊的高粘性物料高效、均匀分散萃取传质，萃取传质效率高。现有技术中并没有将具有网格方孔的旋转圆锥台形筛网塔盘用于高粘性物料的分散萃取。

本发明所述萃取塔的其他结构设计可由本领域技术人员根据经验和需要进行。本发明的主要改进在于将具有网格方孔的旋转圆锥台形筛网塔盘用于高粘性物料的萃取操作中，其分散效果远远强于无筛孔的旋转圆盘或有筛孔的振动圆盘等现有转盘萃取塔或振动筛板塔。高粘性物料的分散效果好，流动阻力更小，传质效率更高。

本发明所述萃取塔的具体设计如下：

所述萃取塔包括：

萃取塔主体，其内部形成封闭的腔室；

物料分布器，位于所述萃取塔主体的上部，为圆柱筒形空腔结构；其侧壁上设有重相物料进口导管，所述重相物料进口导管同时贯穿于萃取塔的塔壁，以使重相物料进入物料分布器；所述物料分布器的底面上设有多个细管，所述细管与物料分布器的腔室流体连通；

主轴，自上而下贯穿设置于萃取塔主体中心轴上，其上端连接有电机，其下端固定于固定轴承上；所述主轴位于物料分布器以下的部分，设有多个筛网塔盘。

本发明通过物料分布器使作为重相的高粘性物料通过细管以细丝条状喷出，同时电机带动主轴旋转，从而带动筛网塔盘的旋转，在旋转的筛网塔盘的剪切作用下，高粘性物料被分散成微细颗粒，与萃取塔内的轻相进行传质，最后聚集成相，完成高粘性物料的萃取。本发明通过物料分布器和筛网塔盘的联合作用，使高粘性物料最大程度地分散，与萃取塔内的轻相充分传质。

本发明所述萃取塔的其他部件，如轻相进出口、重相进出口、带动筛网塔盘旋转的部件等，可由本领域技术人员根据实际情况进行设计。本发明并无特殊限制。

本发明所述物料分布器的顶面和底面上分别设有顶面中心开孔和底面中心开孔，所述顶面中心开孔和底面中心开孔之间连接有套筒，所述主轴从套筒中穿过。优选地，所述套筒与主轴通过轴承密封连接。

本发明所述物料分布器的下方边缘设有挡流板，挡流板外壁与萃取塔主体内壁之间留有导流孔隙，以使轻相物流通过。优选地，所述挡流板的高度为物料分布器高度的1/2。

优选情况下，所述物料分布器的直径等于萃取塔主体直径的1/2~4/5。所述物料分布器的细管的直径为0.5~3mm。

本发明所述萃取塔的更具体的设计如下：

所述萃取塔主体自上而下分为塔顶扩大端、塔体及塔底扩大端；所述塔顶扩大端、塔底扩大端均通过圆锥形收缩段与塔体连接。所述圆锥形收缩段上下口直径分别等于塔顶扩大端或塔底扩大端的直径和塔体的直径。所述塔顶扩大端、塔体及塔底扩大端均为圆筒形空腔结构。塔顶扩大端的顶面中心开孔，塔地扩大端的底面中心开孔，以使主轴穿过。

所述塔顶扩大端的侧壁上设有轻相出口，所述轻相出口在靠近塔顶扩大端的一端、塔顶扩大端的内壁上设有溢流堰；所述塔顶扩大端的侧壁上还留有开孔，以使所述重相物料进口导管穿过。优选地，所述重相物料进口导管与开孔螺纹密封。

所述塔底扩大端的侧壁上设有重相出口。所述固定轴承与塔底扩大端的底面机械密封。

所述塔体底部侧壁上设有轻相进口。

本发明所述主轴位于塔体的部分设有多个筛网塔盘；所述筛网塔盘由不锈钢细丝编织成网格，形成多个筛孔。优选地，所述筛网塔盘为圆盘形具有网格方孔的筛网，圆盘中心冷冲成圆锥形凹面，其中心开孔，以使主轴穿过。

例如，筛网塔盘可由直径为1mm的不锈钢细丝编织成3mm×3mm~11mm×11mm的网格方孔，每四个网格方孔去掉之间的筛网丝，使之成为6mm×6mm~24mm×24mm的网格方孔。

所述筛网塔盘的直径为塔体直径的1/2~9/10，筛网塔盘的圆锥台倾角高度为直径的1/10~1/5，多个筛网塔盘之间的间距为塔体直径的1/6～1/2。

所述塔体内侧壁从上到下设置有多个挡板，所述挡板与筛网塔盘交错布置。所述挡板的作用在于防止被筛网塔盘分散的重相凝并，以达到与轻相充分传质的目的。所述挡板为圆盘形，其中心开孔，孔径为塔体直径的1/2~9/10；多个挡板之间的间距为塔体直径的1/6～1/2。

所述塔体底部设有圆盘形挡板；所述圆盘形挡板与塔体的侧壁形成间隙。其作用在于可使分散落下的重相加速凝并。所述圆盘形挡板的直径等于塔体直径的1/2~9/10；圆盘形挡板中心开孔，主轴从中穿过。

本发明所述萃取塔的材质为不锈钢；所述萃取塔主体内壁、物料分布器内壁以及主轴的外表面做防腐处理；

优选地，所述塔体高径比为2:1~50:1；

优选地，所述塔顶扩大端及塔底扩大端的直径为塔体直径的1.1~3倍；

优选地，所述塔底扩大端的侧壁外表面设有视窗，视窗的材质为透明材料，如玻璃等。

本发明的目的之二在于提供一种通过如上所述的萃取塔对高粘性物料进行萃取的方法，以高粘性物料为重相，从重相物料进口导管泵入物料分布器空腔，从细管以细丝条状向下喷出；在旋转的筛网塔盘剪切作用下，被分散成微细颗粒；被分散的高粘性重相微细颗粒与连续泵入的轻相逆流传质，在塔底聚集成相，从重相出口流出；轻相作为连续相，从轻相进口连续泵入，经轻相出口流出。

在本发明中，所述高粘性物料由脉冲计量泵泵入物料分布器并从细管喷出。

优选地，高粘性重相微细颗粒与轻相逆流传质后，在圆盘形挡板的作用下在塔底聚集成相；

优选地，轻重两相在塔底形成相界面，其界面位置可由视窗观察。

通过本发明所述的详细结构的萃取塔进行高粘性物料的萃取方法如下：

以高粘性物料为重相，从位于塔顶扩大端的物料分布器的重相物料进口导管用脉冲计量泵泵入物料分布器空腔，在脉冲计量泵的推动下，从位于物料分布器圆柱形空腔底端的细管喷出。喷出的高粘性物料受脉冲计量泵的脉冲推动作用，呈一段一段的长条细丝状落下。在旋转的筛网塔盘剪切作用下，被分散成微细颗粒。这些被分散的高粘性重相微细颗粒在塔体空腔内，与从塔体下方轻相进口连续泵入的轻相沿塔体垂直方向逆流传质，最后在圆盘形挡板的作用下，在塔底扩大端聚集成相，从塔底重相出口流出。轻相作为连续相，从位于塔体下方轻相进口连续泵入，从塔顶扩大端侧壁溢流堰经轻相出口流出。轻重两相在塔底扩大端圆柱形空腔内形成相界面，其界面位置可由视窗观察。

本发明的目的之三在于提供一种如上所述的萃取塔的用途，将所述萃取塔用于高粘性物料的单塔连续萃取操作或多塔串联逆流连续萃取操作。

将本发明装置用于多级串联逆流连续萃取操作时，将上一级萃取塔重相出口流出的高粘性物料用脉冲往复计量泵经下一级萃取塔的重相物料进口导管泵入下一级萃取塔的物料分布器；将上一级萃取塔轻相出口流出的轻相引入下一级萃取塔轻相进口，与剪切分散的重相进行逆流传质。如此反复，达到多级串联逆流连续萃取操作萃取的目的。

与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

1、解决了萃取塔内高粘性重相物料如何有效分散与萃取传质的难题。旋转的筛网塔盘对高粘性物料的剪切分散效果好，可适用于高达3000厘泊的高粘性物料高效、均匀分散萃取传质，萃取传质效率高。

2、萃取塔内被分散的高粘性重相物料，呈微细颗粒状与连续的轻相逆流传质，流动阻力小，无需刻意延长萃取塔内相接触时间，可在较高的高粘性物料进料量、或者在较低的溶剂比条件下萃取操作。单位时间内萃取塔的处理能力大大提高，操作效率高，能耗低、生产成本低。

附图说明

图1为本发明具体实施例高粘性物料萃取塔的结构示意图；

图2为本发明具体实施例高粘性物料萃取塔的物料分布器主视图；

图3为本发明具体实施例高粘性物料萃取塔的物料分布器仰视图；

图4为本发明具体实施例高粘性物料萃取塔的物料分布器俯视图；

图5为本发明具体实施例高粘性物料萃取塔的物料分布器侧视图；

图6为本发明具体实施例高粘性物料萃取塔的塔底扩大端主视图；

图7为本发明具体实施例高粘性物料萃取塔的筛网塔盘俯视图；

图8为本发明具体实施例高粘性物料萃取塔的筛网塔盘主视图；

图9为本发明具体实施例高粘性物料萃取塔的塔体内侧壁挡板俯视图。

图中：1-塔顶扩大端；2-开孔；3-塔体；4-物料分布器；5-挡板；6-筛网塔盘；7-圆盘形挡板；8-塔底扩大端；9-重相出口；10-固定轴承；11-轻相进口；12-导流孔隙；13-轻相出口；14-溢流堰；15-主轴；16-电机；17-视窗；18-重相物料进口导管；19-底面中心开孔；20-细管；21-顶面中心开孔；22-轴承；23-挡流板；24-筛孔；25-套筒。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

一种用于高粘性物料的萃取塔，所述萃取塔塔体内设有旋转的筛网塔盘。

在萃取过程中，高粘性重相物料被旋转的筛网塔盘剪切成高粘性重相微细颗粒，与轻相充分传质。

实施例2

一种用于高粘性物料的萃取塔包括：

萃取塔主体，其内部形成封闭的腔室；

物料分布器，位于所述萃取塔主体的上部，为圆柱筒形空腔结构；其侧壁上设有重相物料进口导管，所述重相物料进口导管同时贯穿于萃取塔的塔壁，以使重相物料进入物料分布器；所述物料分布器的底面上设有多个细管，所述细管与物料分布器的腔室流体连通；

主轴，自上而下贯穿设置于萃取塔主体中心轴上，其上端连接有电机，其下端固定于固定轴承上；所述主轴位于物料分布器以下的部分，设有多个筛网塔盘。

所述物料分布器的顶面和底面上分别设有顶面中心开孔和底面中心开孔，所述顶面中心开孔和底面中心开孔之间连接有套筒，所述主轴从套筒中穿过；所述套筒与主轴通过轴承密封连接。

所述物料分布器的下方边缘设有挡流板，挡流板外壁与萃取塔主体内壁之间留有导流孔隙；所述挡流板的高度为物料分布器高度的1/2；所述物料分布器的直径等于塔体圆柱形空腔的直径的1/2~4/5；所述物料分布器的细管的直径为0.5~3mm。

一种通过所述的萃取塔对高粘性物料进行萃取的方法，以高粘性物料为重相，从重相物料进口导管泵入物料分布器空腔，从细管以细丝条状向下喷出；在旋转的筛网塔盘剪切作用下，被分散成微细颗粒；被分散的高粘性重相微细颗粒与轻相沿塔体垂直方向逆流传质，在塔底聚集成相，从重相出口流出；轻相作为连续相，从轻相进口连续泵入，经轻相出口流出。

实施例3

如图1-图9所示，一种用于高粘性物料的萃取塔，所述萃取塔主体自上而下分为塔顶扩大端1、塔体3及塔底扩大端8；所述塔顶扩大端1、塔底扩大端8均通过圆锥形收缩段与塔体3连接。

物料分布器4位于所述萃取塔主体的上部，为圆柱筒形空腔结构；其侧壁上设有重相物料进口导管18，所述重相物料进口导管18同时贯穿于萃取塔的塔壁，以使重相物料进入物料分布器4；所述物料分布器4的底面上设有多个细管20，所述细管20与物料分布器4的腔室流体连通；

主轴15自上而下贯穿设置于萃取塔主体中心轴上，其上端连接有电机16，其下端固定于固定轴承10上。

所述物料分布器4的顶面和底面上分别设有顶面中心开孔21和底面中心开孔19，所述顶面中心开孔21和底面中心开孔19之间连接有套筒25，所述主轴15从套筒25中穿过；所述套筒25与主轴15通过轴承22密封连接。

所述物料分布器4的下方边缘设有挡流板23，挡流板23外壁与萃取塔主体内壁之间留有导流孔隙12；所述挡流板23的高度为物料分布器4高度的1/2；所述物料分布器4的直径等于塔体3圆柱形空腔的直径的1/2~4/5；所述物料分布器4的细管20的直径为0.5~3mm。

所述塔顶扩大端1的侧壁上设有轻相出口13，所述轻相出口13在靠近塔顶扩大端1的一端、塔顶扩大端1的内壁上设有溢流堰14；所述塔顶扩大端1的侧壁上还留有开孔2，以使所述重相物料进口导管18穿过；所述重相物料进口导管18与开孔2螺纹密封；所述塔底扩大端8的侧壁上设有重相出口9；所述固定轴承10与塔底扩大端8的底面机械密封；所述塔体3底部侧壁上设有轻相进口11。

所述主轴位于塔体3的部分设有多个筛网塔盘6；所述筛网塔盘6由不锈钢细丝编织成网格，形成多个筛孔24；所述筛网塔盘6为凹面，中心开口，以使主轴15穿过。所述筛网塔盘6的直径D为塔体3直径的1/2~9/10，筛网塔盘6的倾角高度H为直径D的1/10~1/5，多个筛网塔盘6之间的间距为塔体3直径的1/6~1/2。

所述塔体3内侧壁从上到下设置有多个挡板5，所述挡板5与筛网塔盘6交错布置；所述挡板5为圆盘形，其中心开孔，孔径为塔体3直径的1/2~9/10；多个挡板5之间的间距为塔体3直径的1/6~1/2。

所述塔体3底部设有圆盘形挡板7；所述圆盘形挡板7与塔体3的侧壁形成间隙；所述圆盘形挡板7的直径等于塔体3直径的1/2~9/10；圆盘形挡板7中心开孔，主轴15从中穿过。

所述萃取塔的材质为不锈钢；所述萃取塔主体内壁、物料分布器4内壁以及主轴15的外表面做防腐处理。

所述塔体3高径比为2:1~50:1；所述塔顶扩大端1及塔底扩大端8的直径为塔体3直径的1.1~3倍；所述塔底扩大端8的侧壁外表面设有视窗17，视窗的材质为透明材料。

一种通过所述的萃取塔对高粘性物料进行萃取的方法，以高粘性物料为重相，从位于塔顶扩大端1的物料分布器4的重相物料进口导管18用脉冲计量泵泵入物料分布器4空腔，在脉冲计量泵的推动下，从位于物料分布器4圆柱形空腔底端的细管20喷出。喷出的高粘性物料受脉冲计量泵的脉冲推动作用，呈一段一段的长条细丝状落下。在旋转的筛网塔盘6剪切作用下，被分散成微细颗粒。这些被分散的高粘性重相微细颗粒在塔体3空腔内，与从塔体3下方轻相进口11连续泵入的轻相沿塔体3垂直方向逆流传质，最后在圆盘形挡板7的作用下，在塔底扩大端聚集成相，从塔底重相出口9流出。轻相作为连续相，从位于塔体3下方轻相进口11连续泵入，从塔顶扩大端1侧壁溢流堰14经轻相出口13流出。轻重两相在塔底扩大端8圆柱形空腔内形成相界面，其界面位置可由视窗17观察。

一种如本发明所述萃取塔的具体尺寸如下：

塔体直径142mm，塔体高度900mm；塔顶扩大端圆柱形空腔的直径426mm，塔底扩大端圆柱形空腔的直径426mm；物料分布器不锈钢细管直径为2mm，共144根；物料分布器圆柱形空腔的直径为80mm，高度为40mm；直径D=80mm、倾角高度H=10mm的筛网塔盘36块，筛网塔盘为11mm×11mm的网格方孔，每四个网格方孔去掉之间的筛网丝，使之成为24mm×24mm的网格方孔；筛网塔盘间距45mm；塔体内侧壁挡板孔径95mm，挡板间距42mm，挡板数36块；塔体下方圆盘形挡板直径112mm。

具体实施例1

轻相选用煤油做连续相，重相选用粘度为707厘泊的羧甲基纤维素CMC水溶液（CMC浓度24克/升）作为分散相，煤油中溶有2.97克/升的苯甲酸，室温下操作。在塔体内预先充满溶有苯甲酸的煤油溶液，开启转动筛网塔盘，转速稳定为70转/分钟，然后以1.4升/分钟流量泵入粘度为707厘泊的CMC水溶液，当物料分布器底端不锈钢细管开始喷出一段一段粘稠的CMC溶液时开始计时，10分钟后停止CMC水溶液进料泵，取塔顶轻相出口处的煤油分析残留的苯甲酸含量。本实施例中苯甲酸萃取率达到87%。

具体实施例2

轻相选用煤油做连续相，重相选用粘度为597厘泊的羧甲基纤维素CMC水溶液（CMC浓度22克/升）作为分散相，CMC水溶液中溶有3.15克/升的苯甲酸，室温下操作。在塔体内预先充满煤油溶液，开启转动筛网塔盘，转速稳定为86转/分钟，然后以1.4升/分钟流量泵入粘度为597厘泊的CMC水溶液，当物料分布器底端不锈钢细管开始喷出一段一段粘稠的CMC溶液时开始计时，10分钟后停止CMC水溶液进料泵，取塔顶轻相出口处的煤油分析其中所含苯甲酸含量。本实施例中苯甲酸萃取率达到82%。

具体实施例3

轻相选用煤油做连续相，重相选用粘度为1125厘泊的羧甲基纤维素CMC水溶液（CMC浓度26克/升）作为分散相，煤油中溶有2.79克/升的苯甲酸，室温下操作。在塔体内预先充满溶有苯甲酸的煤油溶液，开启转动筛网塔盘，转速稳定为270转/分钟，然后以1.4升/分钟流量泵入粘度为1125厘泊的CMC水溶液，当物料分布器底端不锈钢细管开始喷出一段一段粘稠的CMC溶液时开始计时，10分钟后停止CMC水溶液进料泵，取塔顶轻相出口处的煤油分析残留的苯甲酸含量。本实施例中苯甲酸萃取率达到90%。

具体实施例4

轻相选用煤油做连续相，重相选用粘度为2186厘泊的羧甲基纤维素CMC水溶液（CMC浓度30克/升）作为分散相，煤油中溶有2.77克/升的苯甲酸，室温下操作。在塔体内预先充满溶有苯甲酸的煤油溶液，开启转动筛网塔盘，转速稳定为275转/分钟，然后以1.4升/分钟流量泵入粘度为2186厘泊的CMC水溶液，当物料分布器底端不锈钢细管开始喷出一段一段粘稠的CMC溶液时开始计时，10分钟后停止CMC水溶液进料泵，取塔顶轻相出口处的煤油分析残留的苯甲酸含量。本实施例中苯甲酸萃取率达到90%。

具体实施例5

轻相选用煤油做连续相，重相选用粘度为1450厘泊的羧甲基纤维素CMC水溶液（CMC浓度27克/升）作为分散相，CMC水溶液中溶有2.82克/升的苯甲酸。室温下操作。在塔体内预先充满煤油溶液，开启转动筛网塔盘，转速稳定为275转/分钟，然后以1.4升/分钟流量泵入粘度为1450厘泊的CMC水溶液，当物料分布器底端不锈钢细管开始喷出一段一段粘稠的CMC溶液时开始计时，10分钟后停止CMC水溶液进料泵，取塔顶轻相出口处的煤油分析其中所含苯甲酸含量。本实施例中苯甲酸萃取率达到76%。

具体实施例6

轻相选用煤油做连续相，重相选用粘度为2997厘泊的羧甲基纤维素CMC水溶液（CMC浓度36克/升）作为分散相，煤油中溶有2.82克/升的苯甲酸，室温下操作。在塔体内预先充满溶有苯甲酸的煤油溶液，开启转动筛网塔盘，转速稳定为288转/分钟，然后以1.4升/分钟流量泵入粘度为2997厘泊的CMC水溶液，当物料分布器底端不锈钢细管开始喷出一段一段粘稠的CMC溶液时开始计时，10分钟后停止CMC水溶液进料泵，取塔顶轻相出口处的煤油分析残留的苯甲酸含量。本实施例中苯甲酸萃取率达到84%。

具体实施例7

轻相选用煤油做连续相，重相选用粘度为1450厘泊的羧甲基纤维素CMC水溶液（CMC浓度27克/升）作为分散相，CMC水溶液中溶有2.86克/升的苯甲酸，室温下操作。3塔串联操作。萃取塔筛网塔盘转速为270转/分钟，以1.4升/分钟流量从第一级萃取塔泵入粘度为1450厘泊的CMC水溶液，三级串联操作稳定后开始计时，30分钟后停止，取第三级萃取塔塔底重相出口处流出的CMC溶液分析其中所含苯甲酸含量。本实施例中苯甲酸萃取率达到89%。

具体实施例8

轻相选用煤油做连续相，重相选用粘度为2997厘泊的羧甲基纤维素CMC水溶液（CMC浓度36克/升）作为分散相，煤油中溶有2.82克/升的苯甲酸，室温下操作。3塔串联操作。萃取塔筛网塔盘转速为288转/分钟，以1.4升/分钟流量从第三级萃取塔泵入粘度为2997厘泊的CMC水溶液，三级串联操作稳定后开始计时，30分钟后停止，取第三级萃取塔塔顶轻相出口处的煤油分析残留的苯甲酸含量。本实施例中苯甲酸萃取率达到96%。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征以及萃取方法，但本发明并不局限于上述详细结构特征以及萃取方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征以及萃取方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (21)

1.一种用于高粘性物料的萃取塔，其特征在于，所述萃取塔包括：

萃取塔主体，其内部形成封闭的腔室；

物料分布器(4)，位于所述萃取塔主体的上部，为圆柱筒形空腔结构；其侧壁上设有重相物料进口导管(18)，所述重相物料进口导管(18)同时贯穿于萃取塔的塔壁，以使重相物料进入物料分布器(4)；所述物料分布器(4)的底面上设有多个细管(20)，所述细管(20)与物料分布器(4)的腔室流体连通；

主轴(15)，自上而下贯穿设置于萃取塔主体中心轴上，其上端连接有电机(16)，其下端固定于固定轴承(10)上；所述主轴(15)位于物料分布器(4)以下的部分，设有多个筛网塔盘(6)；

所述主轴位于塔体(3)的部分设有多个筛网塔盘(6)；所述筛网塔盘(6)由不锈钢细丝编织成网格，形成多个筛孔(24)；所述筛网塔盘(6)为圆盘形具有网格方孔的筛网，圆盘中心冷冲成圆锥形凹面，其中心开孔，以使主轴(15)穿过；

所述筛网塔盘(6)的直径(D)为塔体(3)直径的1/2～9/10，筛网塔盘(6)的圆锥台倾角高度(H)为直径(D)的1/10～1/5，多个筛网塔盘(6)之间的间距为塔体(3)直径的1/6～1/2；

所述塔体(3)内侧壁从上到下设置有多个挡板(5)，所述挡板(5)与筛网塔盘(6)交错布置；

所述挡板(5)为圆盘形，其中心开孔，孔径为塔体(3)直径的1/2～9/10；多个挡板(5)之间的间距为塔体(3)直径的1/6～1/2；

所述塔体(3)底部设有圆盘形挡板(7)；所述圆盘形挡板(7)与塔体(3)的侧壁形成间隙；

所述圆盘形挡板(7)的直径等于塔体(3)直径的1/2～9/10；圆盘形挡板(7)中心开孔，以使主轴(15)穿过。

2.如权利要求1所述的萃取塔，其特征在于，所述物料分布器(4)的顶面和底面上分别设有顶面中心开孔(21)和底面中心开孔(19)，所述顶面中心开孔(21)和底面中心开孔(19)之间连接有套筒(25)，所述主轴(15)从套筒(25)中穿过。

3.如权利要求2所述的萃取塔，其特征在于，所述套筒(25)与主轴(15)通过轴承(22)密封连接。

4.如权利要求1所述的萃取塔，其特征在于，所述物料分布器(4)的下方边缘设有挡流板(23)，挡流板(23)外壁与萃取塔主体内壁之间留有导流孔隙(12)。

5.如权利要求4所述的萃取塔，其特征在于，所述挡流板(23)的高度为物料分布器(4)高度的1/2。

6.如权利要求1所述的萃取塔，其特征在于，所述物料分布器(4)的直径等于萃取塔主体直径的1/2～4/5。

7.如权利要求1所述的萃取塔，其特征在于，所述物料分布器(4)的细管(20)的直径为0.5～3mm。

8.如权利要求1-3之一所述的萃取塔，其特征在于，所述萃取塔主体自上而下分为塔顶扩大端(1)、塔体(3)及塔底扩大端(8)；所述塔顶扩大端(1)、塔底扩大端(8)均通过圆锥形收缩段与塔体(3)连接。

9.如权利要求8所述的萃取塔，其特征在于，所述塔顶扩大端(1)的侧壁上设有轻相出口(13)，所述轻相出口(13)在靠近塔顶扩大端(1)的一端、塔顶扩大端(1)的内壁上设有溢流堰(14)；所述塔顶扩大端(1)的侧壁上还留有开孔(2)，以使所述重相物料进口导管(18)穿过。

10.如权利要求9所述的萃取塔，其特征在于，所述重相物料进口导管(18)与开孔(2)螺纹密封。

11.如权利要求8所述的萃取塔，其特征在于，所述塔底扩大端(8)的侧壁上设有重相出口(9)；所述固定轴承(10)与塔底扩大端(8)的底面机械密封。

12.如权利要求8所述的萃取塔，其特征在于，所述塔体(3)底部侧壁上设有轻相进口(11)。

13.如权利要求1-6之一所述的萃取塔，其特征在于，所述萃取塔的材质为不锈钢；所述萃取塔主体内壁、物料分布器(4)内壁以及主轴(15)的外表面做防腐处理。

14.如权利要求8所述的萃取塔，其特征在于，所述塔体(3)高径比为2:1～50:1。

15.如权利要求8所述的萃取塔，其特征在于，所述塔顶扩大端(1)及塔底扩大端(8)的直径为塔体(3)直径的1.1～3倍。

16.如权利要求8所述的萃取塔，其特征在于，所述塔底扩大端(8)的侧壁外表面设有视窗(17)，视窗的材质为透明材料。

17.一种通过如权利要求1-16之一所述的萃取塔对高粘性物料进行萃取的方法，以高粘性物料为重相，从重相物料进口导管(18)泵入物料分布器(4)空腔，从细管(20)以细丝条状向下喷出；在旋转的筛网塔盘(6)剪切作用下，被分散成微细颗粒；被分散的高粘性重相微细颗粒与连续泵入的轻相逆流传质，在塔底聚集成相，从重相出口(9)流出；轻相作为连续相，从轻相进口(11)连续泵入，经轻相出口(13)流出。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述高粘性物料由脉冲计量泵泵入物料分布器(4)并从细管(20)喷出。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，高粘性重相微细颗粒与轻相逆流传质后，在圆盘形挡板(7)的作用下在塔底聚集成相。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，轻重两相在塔底形成相界面，其界面位置可由视窗(17)观察。

21.一种如权利要求1-16之一所述的萃取塔的用途，其特征在于，将所述萃取塔用于高粘性物料的单塔连续萃取操作或多塔串联逆流连续萃取操作。