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                          過程工程所解決液液萃取技術難題 新型密閉管式萃取器成功應用
                          2020-04-22 |     【關閉窗口】
                              

                            液液萃取分離是過程工業中重要的單元操作,傳統的箱式混合澄清槽密封性能差,有機相揮發極易帶來溶劑損失和嚴重的火災隱患。近日,過程工程所自主設計的5套新型密閉管式萃取器在河北蘭潤植保科技有限公司除草劑原藥生產車間替換原有全部間歇釜式生產裝置,并實現穩定連續運行1個月,運行后該車間產能由20噸/月提高至104噸/月,有機相揮發損失大大減少。 

                            新裝置的成功應用,降低了液液溶劑萃取過程中的溶劑損失和火災風險,同時也突破了化學制藥生產過程中部分特殊液液萃取體系無法連續化生產的瓶頸,提高了生產能力,具有進一步推廣至濕法冶金、廢水處理、精細化工、石油化工等眾多液液萃取領域的示范作用,對提升相關企業綠色化、安全化生產有重要意義。 

                            化學制藥過程(如農藥)中的液液萃取分離涉及的物系性質較為復雜,如有機相溶劑性、揮發性強;水相酸性強且常含氯離子;待萃物濃度高,萃取前后兩相物性差變化大;兩相乳化隨pH敏感等。采用傳統箱式混合澄清槽進行連續生產困難,原有生產過程只能采用釜式間歇操作,產量低且產品質量不穩定。間歇操作過程有機相揮發嚴重,帶來溶劑損失的同時,惡化了工人操作環境,存在嚴重的火災隱患。 

                            資源與環境研究部濕法冶金與先進材料課題組長期從事液液萃取工藝及裝備的研究。研究團隊根據化學制藥過程中兩相物系的特殊物理化學特性,采用先進在線測量手段原位獲取了兩相混合行為和傳質數據,結合CFD(計算流體力學)與PBM(群體平衡)模型計算,揭示了液液萃取裝備幾何結構對兩相間微觀傳質、宏觀流動和液滴“破碎-聚并”的相互作用規律,進一步設計出新型高效管式萃取器。據項目負責人王勇研究員介紹,該新型萃取器具有較高的單級效率和更低的兩相夾帶量;密閉性好、不易泄漏,便于VOC(揮發性有機物)的集中收集處理;適用于強有機溶劑和強腐蝕性體系;特殊的輕相、重相界面調節系統,實現了兩相界面的穩定控制;界面污物可在線連續采出、分離,提高了系統連續運行能力。 

                            該項裝備技術獲得科技部重點研發計劃(2019YFC1907700)支持,并已申請國家發明專利。  

                            管式混合萃取器應用現場 

                            管式萃取器流體力學計算 

                            管式萃取器模型 

                            (資源環境研究部) 

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