一种提高液液萃取效率的振荡流装置及工艺

本发明属于反应器，具体涉及一种提高液液萃取效率的振荡流装置及工艺。

背景技术：

1、液液萃取是化工过程中最常见的操作之一，利用溶质在两相溶剂中溶解度的不同，实现溶质在两相间的富集与分离，即是利用物质在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使溶质物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中，从而达到分离目的的方法。

2、套管式反应器在液液萃取过程中具有许多优势，例如体积小、传质效率高、反应速度快等特点，逐渐成为研究和应用的热点。在套管式反应器中进行液液萃取可以实现更高效的物质传递和反应过程控制，有助于提高产品纯度和产率。套管式反应器的设计结构紧凑，具有高比表面积和优良的传质特性，有利于液相之间的充分混合和接触，从而加快传质速率和反应速度。此外，套管式反应器还可以灵活调控操作条件，如温度、压力、流速等参数，实现对萃取过程的精准控制和优化。通过在套管式反应器中进行液液萃取，不仅可以降低反应物料用量和废弃物产生，还能够提高产品质量和减少能源消耗，具有较高的工程应用前景。因此，套管式反应器在液液萃取领域的应用具有广阔的发展空间，有望为化工生产和实验室研究带来更多创新和突破。

3、如检索到中国专利“一种连续萃取环氧氯丙烷的方法”公告号 cn104072446b，包括：（1）将待萃取液从任意一个或多个所述萃取装置送入萃取系统；将萃取剂a和萃取剂b各自从萃取系统的第1个萃取装置的进料口和萃取系统的第n个萃取装置的进料口送入萃取系统，与待萃取液接触进行萃取；（2）使萃取剂a的流向为依次从第1个萃取装置到第n个萃取装置，使萃取剂b的流向为依次从第n个萃取装置到第1个萃取装置，由此从第n个萃取装置的出料口得到萃余液，从第1个萃取装置的出料口得到萃取液，该本发明能够高效率地连续萃取分离环氧氯丙烷和甲醇，但其结构复杂、萃取率较低。

4、

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种提高液液萃取效率的振荡流装置及工艺，该提高液液萃取效率的振荡流装置及工艺利用较低的振荡强度，提升外管中流体的径向混合效果，减小浓度梯度差，提高萃取效率。

2、本发明解决技术问题所采用的方案是，

3、本发明提高液液萃取效率的振荡流装置，其特征在于：包括依次通过管路连接的用于盛装第一种溶液的第一容器、第一进料装置、第一三通、套管式反应器、第二三通和第一收集槽；

4、所述套管式反应器由内管、外管和设在内管与外管之间的内构件构成，外管的两端分别与第一三通的第二端口、第二三通的第一端口连通；

5、其中靠近第一进料装置输出端的第一管路与第一三通的第一端口连通并伸入第一三通内，所述第一管路的伸入端延伸至第一三通的第二端口并且与内管的第一端连通；

6、其中靠近第一收集槽的第二管路与第二三通的第二端口连通并伸入第二三通内，所述第二管路的伸入端延伸至第二三通的第一端口并且与内管的第二端连通；

7、所述第一三通的第三端口与第二收集槽连通；所述第二三通的第三端口通过管路依次与振荡装置、背压阀、压力传感器、第二进料装置和用于盛装第二种溶液的第二容器连通；

8、套管式反应器上内管与外管之间的空间与第一三通的第三端口、第二三通的第三端口连通。

9、优选的，上述第一进料装置和第二进料装置为平流泵。

10、优选的，上述振荡装置为脉动泵。

11、优选的，上述第一种溶液为有机相溶液，所述第二种溶液为水相溶液。

12、优选的，上述第一收集槽为有机相溶液收集槽，所述第二收集槽为水相溶液收集槽。

13、优选的，上述外管为具有恒定直径的透明圆管，外管具有1-10 mm的内径；内管为中空纤维膜管、布满微孔的膜管或多孔介质形成的中空管，其具有0.5-1 mm的内径，所述内构件为螺旋内构件。

14、优选的，上述螺旋内构件为单螺旋、双螺旋或多螺旋形态。

15、优选的，上述振荡装置的振荡幅度为0-20 mm时，振荡频率为0-3 hz。

16、本发明使用所述振荡流装置进行液液萃取的工艺，其特征在于：

17、第一步，配置一定浓度的作为实验的水相溶液，盛置在第二容器中，配置一定浓度作为实验的有机相溶液，盛置在第一容器中；

18、第二步，设置第一进料装置和第二进料装置的流量为0.03-0.3ml/min，振荡装置的振荡频率为0-3hz，振幅为1-10mm，背压阀压力为10kpa，开启振荡装置；

19、第三步，待萃取达到稳定后，在第二收集槽中取一定体积的水相出口液，稀释后测量吸光度，计算萃取率和总传质系数。

20、现有技术中，采用套管式反应器进行液液萃取的径向混合效果较差、萃取率较低，本发明提高液液萃取效率的振荡流装置结构简单、成本低，在振荡条件下能引发强扰动；实现在较低的振荡强度下，不仅提高外管流体的径向混合效果，还可以显著提高液液萃取效率，同时液液萃取结束后无须进行相分离步骤、萃取率有显著的提升，具有重要的研究与应用意义。

21、

技术特征：

1.一种提高液液萃取效率的振荡流装置，其特征在于：包括依次通过管路连接的用于盛装第一种溶液的第一容器、第一进料装置、第一三通、套管式反应器、第二三通和第一收集槽；

2.根据权利要求1所述提高液液萃取效率的振荡流装置，其特征在于：所述第一进料装置和第二进料装置为平流泵。

3.根据权利要求1所述提高液液萃取效率的振荡流装置，其特征在于：所述振荡装置为脉动泵。

4.根据权利要求1所述提高液液萃取效率的振荡流装置，其特征在于：所述第一种溶液为有机相溶液，所述第二种溶液为水相溶液。

5.根据权利要求1所述提高液液萃取效率的振荡流装置，其特征在于：所述第一收集槽为有机相溶液收集槽，所述第二收集槽为水相溶液收集槽。

6.根据权利要求1所述提高液液萃取效率的振荡流装置，其特征在于：其特征在于：所述外管为具有恒定直径的透明圆管，外管具有1-10 mm的内径；内管为中空纤维膜管、布满微孔的膜管或多孔介质形成的中空管，其具有0.5-1 mm的内径，所述内构件为螺旋内构件。

7.根据权利要求4所述提高液液萃取效率的振荡流装置，其特征在于：所述螺旋内构件为单螺旋、双螺旋或多螺旋形态。

8.根据权利要求1所述提高液液萃取效率的振荡流装置，其特征在于：所述振荡装置的振荡幅度为0-20 mm时，振荡频率为0-3 hz。

9.一种使用权利要求1-8仍一所述振荡流装置进行液液萃取的工艺，其特征在于：

10.根据权利要求9所述提高液液萃取效率的振荡流工艺，其特征在于：所述水相溶液为苯酚-水溶液，所述有机相溶液为磷酸三丁酯-煤油溶液。

技术总结本发明涉及一种提高液液萃取效率的振荡流装置及工艺，其中提高液液萃取效率的振荡流装置，其特征在于：包括依次通过管路连接的用于盛装第一种溶液的第一容器、第一进料装置、第一三通、套管式反应器、第二三通和第一收集槽；所述套管式反应器由中空纤维膜内管、外管和设在中空纤维膜内管与外管之间的螺旋内构件构成，外管的两端分别与第一三通的第二端口、第二三通的第一端口连通；其中靠近第一进料装置输出端的第一管路与第一三通的第一端口连通并伸入第一三通内，所述第一管路的伸入端延伸至第一三通的第二端口并且与中空纤维膜内管的第一端连通；该提高液液萃取效率的振荡流装置及工艺利用较低的振荡强度，提升外管中流体的径向混合效果，减小浓度梯度差，提高萃取效率。技术研发人员：严佐毅,许炳南,郑成辉,石成春,陈远锋,李志烜,庄少俊,刘岩翔,郑辉东受保护的技术使用者：福州大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18