一种三相溶剂气助连续萃取方法技术

本发明专利技术涉及一种三相溶剂气助连续萃取方法。该方法是在使用一种三相溶剂气助连续萃取设备上进行的，所述设备包括底部带有气体入口的气浮柱，气浮柱由下至上依次包括填充有含有待分离的有机物或离子型物质的盐水相的下相传质区、填充有聚合物相的中相传质区和填充有有机溶剂相的上相传质区；所述下相传质区还包括位于下相传质区底部的气体分布器；所述下相传质区和中相传质区之间还安装有带有孔的隔板。将气体从气体入口通入气浮柱中，产生的气泡携带着盐水相中的待分离的有机物或离子型物质向上传递，下层盐水相中的有机物或离子型物质被萃取到中相传质区中填充的聚合物相和上相传质区中填充的有机溶剂相中，完成三相溶剂气助连续萃取过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
随着现代工业的发展，人们对分离技术提出了越来越高的要求。高纯物质的制备、 资源的深度利用、产品的深加工、环境治理标准的严格实施促进了分离科学的快速发展。现代工业对分离技术高标准的要求具体表现为分离体系越来越复杂、待分离组分含量越来越小、分离对象的性质越来越相近，由此促使一些新型分离技术的出现。溶剂萃取技术作为一种传统的分离过程在分离科学领域具有广阔的应用背景。近年来，一些新兴的萃取分离技术如浊点萃取、胶团反胶团萃取、双水相萃取、液-液-液三相萃取、气助溶剂萃取技术等不断得到进一步发展和应用。在这些新型萃取技术当中，液-液-液三相萃取技术以其对复杂体系良好的适应性、良好的分离效果和多目标组分一步分离的优势在近年来得到了快速发展和应用。如 CN13M795公开了一种由乙酸丁酯-聚乙二醇-硫酸铵-水构成的三相体系用于处理青霉素发酵滤液的工艺，比传统的两相萃取具有明显的优势，后来的研究者又把三相萃取技术应用到多组分废水处理、天然药物有效成分的提取等领域，体现了三相萃取技术的许多优势。在液-液-液三相萃取设备的研制方面，液-液-液三相连续萃取震动筛板塔 (CN144222;3)、液-液-液三相卧式连续提升搅拌萃取装置(CN146378》等相关萃取设备相继开发出来，为液-液-液三相萃取的工业化提供了可靠的设备支持。然而，传统的完全混合型的液-液-液三相萃取设备涉及到有机溶剂相在盐水相的溶解损失、及盐水相和有机溶剂的二次污染问题。因此，采用新的传质模式，摒弃三相完全混合型的操作方式对改善液-液-液三相萃取技术具有重要的促进作用。专利技术内容本专利技术的目的在于提供，采用此气助连续萃取方法能够加快三相溶剂萃取时的传质速率，避免了三相溶剂中的上层的有机溶剂相与下层的盐水相的直接接触，降低了中间层的聚合物相和上层的有机溶剂相在下层的盐水相中的溶解损失，并能减少萃取溶剂(中间层的聚合物相和上层的有机溶剂相)的损失和对萃余相 (下层的盐水相)的二次污染。本专利技术的三相溶剂气助连续萃取方法是在使用一种三相溶剂气助连续萃取设备上进行的，其中，所述设备包括底部带有气体入口的气浮柱，所述气浮柱由下至上依次包括下相传质区、中相传质区和上相传质区，其中，所述下相传质区中填充有盐水相，所述盐水相中含有待分离的有机物或离子型物质；所述下相传质区包括位于下相传质区底部的气体分布器、位于下相传质区上部的盐水相进口、位于下相传质区下部的盐水相出口 ；所述中相传质区中填充有聚合物相；所述中相传质区包括位于中相传质区上部的聚合物相进口和位于中相传质区下部的聚合物相出口 ；所述上相传质区中填充有有机溶剂相；所述上相传质4区包括位于上相传质区上部的有机溶剂相进口和位于上相传质区下部的有机溶剂相出口 ； 所述下相传质区和中相传质区之间还安装有带有孔的隔板；将气体从所述的气浮柱底部的所述气体入口通入气浮柱中，通入的气体通过所述的气体分布器后进入所述的下层盐水相中进行鼓泡，产生的气泡携带着所述盐水相中的所述的待分离的有机物或离子型物质向上传递，下层盐水相中的待分离的有机物或离子型物质经过所述的中相传质区和所述的上相传质区，下层盐水相中的有机物或离子型物质被萃取到中相传质区中填充的聚合物相中和上相传质区中填充的有机溶剂相中，完成三相溶剂气助连续萃取过程。按照本专利技术，所述盐水相以及聚合物相和有机溶剂相可以以各种方式填充于与所述相对应的所述下相传质区、中相传质区以及上相传质区中。通常情况下，在三相溶剂气助连续萃取过程中，以所述下相传质区中不断经盐水相出口流出的萃余后的盐水相的相同的流量，由盐水相进口不断向所述下相传质区中补充新的含有待分离的有机物或离子型物质的盐水相；以所述中相传质区中不断经聚合物相出口流出的萃余后的聚合物相的相同的流量，由聚合物相进口不断向所述中相传质区中补充新的聚合物相；以所述上相传质区中不断经有机溶剂相出口流出的萃余后的有机溶剂相的相同的流量，由有机溶剂相进口不断向所述上相传质区中补充新的有机溶剂相。所述下相传质区的体积占气浮柱的总体积的60 80%，优选为75 80% ；中相传质区的体积占气浮柱的总体积的10 20%，优选为10 15% ；上相传质区的体积占气浮柱的总体积的10 20%，优选为10 15%。本专利技术对所通入的气体的速度没有特别限定，S卩，可以为低气速也可以为高气速， 例如，通入的气体的速度可以为大于Oml/min小于等于SOml/min ；为了能够实现传质速度的提高，优选在高气速下进行，即，通入的气体的速度为40 SOml/min。所述的气体可以选自任何不与盐水相、聚合物相和有机溶剂相中物质反应的任何气体，优选情况下，所述的气体选自惰性气体(如氮气、氩气)或者空气中的一种或多种。所述下相传质区中填充的盐水相和下相传质区中补充的新的盐水相是由水和无机盐组成，其中盐水相中的无机盐的质量百分浓度范围为20 40%。按照本专利技术，由于不同的待分离的物质具有不同的疏水性(溶解度不同)，因此， 可以根据待分离物质的种类来选择能满足其要求的盐。所述盐水相中的无机盐选自硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐中的一种或多种。所述下相传质区中填充的盐水相中含有的待分离的有机物和补充的盐水相中含有的新的待分离的有机物为疏水性有机物；所述下相传质区中填充的盐水相中含有的待分离的离子型物质和补充的盐水相中含有的新的待分离的离子型物质为无机金属离子或非金属离子。根据盐水相所含有机物为可电离的有机弱酸或弱碱时，可用无机酸和/或无机碱调节盐水相的PH值至相应数值(依据酸碱的pKa或pKb值确定，一般pH值为2 11)， 以利于控制弱酸和/或弱碱之间的相互分离。所述疏水性有机物可以选自色素、苯酚、取代的苯酚、卤代烃、卤代芳烃等中的一种或几种。所述的无机金属离子可以选自Fe、Cu、Ir、诎、Cr、U、Co、Cd、Pd、Pt等金属离子中的一种或几种；所述的非金属离子是I、As等非金属离子或它们的混合物等。所述取代的苯酚是硝基苯酚、氯代苯酚或它们的混合物等。所述卤代烃是C6 C12的卤代脂肪烃，卤素为F、Cl或Br。所述卤代芳烃是卤代苯或卤代联苯，卤素为F、Cl或Br。所述中相传质区中填充的聚合物相和中相传质区中补充的新的聚合物相是聚合物的水溶液，其中聚合物相中的聚合物的质量百分浓度为40 60%。所述聚合物相中的聚合物选自聚乙二醇(PEG)、聚乙二醇-聚丙二醇无规嵌段共聚物(EOPO)、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇三亲嵌段共聚物(ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0)中的一种或多种。所述上相传质区中填充的有机溶剂相和上相传质区中补充的新的有机溶剂相是有机溶剂，所述的有机溶剂选自C6 C12的烷烃、芳烃、取代烷烃、醇类、酮类、醚类、酯类、膦类、胺类中的一种或多种。所述的芳烃为苯、甲苯、二甲苯、乙基苯中的一种。所述的取代烷烃为C6 C12卤代烷烃(卤素为F、Cl或Br)中的一种。所述的醇类为辛醇、二乙基己基醇中的一种。所述的酮类为甲基异丁基酮、2-庚酮、环己酮中的一种。所述的醚类为丙醚、异丙醚、丁醚中的一种。所述的酯类为乙酸丁酯、醋酸戊酯、苯甲酸甲酯中的一种。所述的膦类为磷酸三丁酯、磷酸二 O-乙基己基)酯、2-乙基己基磷酸单O-乙基己基)酯中的一种。所述的胺类为三本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种三相溶剂气助连续萃取方法，其是在使用一种三相溶剂气助连续萃取设备上进行的，其特征是：所述设备包括底部带有气体入口的气浮柱，所述气浮柱由下至上依次包括下相传质区、中相传质区和上相传质区，其中，所述下相传质区中填充有盐水相，所述盐水相中含有待分离的有机物或离子型物质；所述下相传质区包括位于下相传质区底部的气体分布器、位于下相传质区上部的盐水相进口、位于下相传质区下部的盐水相出口；所述中相传质区中填充有聚合物相；所述中相传质区包括位于中相传质区上部的聚合物相进口和位于中相传质区下部的聚合物相出口；所述上相传质区中填充有有机溶剂相；所述上相传质区包括位于上相传质区上部的有机溶剂相进口和位于上相传质区下部的有机溶剂相出口；所述下相传质区和中相传质区之间还安装有带有孔的隔板；将气体从所述的气浮柱底部的所述气体入口通入气浮柱中，通入的气体通过所述的气体分布器后进入所述的下层盐水相中进行鼓泡，产生的气泡携带着所述盐水相中的所述的待分离的有机物或离子型物质向上传递，下层盐水相中的待分离的有机物或离子型物质经过所述的中相传质区和所述的上相传质区，下层盐水相中的有机物或离子型物质被萃取到中相传质区中填充的聚合物相中和上相传质区中填充的有机溶剂相中，完成三相溶剂气助连续萃取过程；所述盐水相中含有的待分离的有机物为疏水性有机物，待分离的离子型物质为无机金属离子或非金属离子。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会洲，于品华，赵君梅，黄昆，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11