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萃取过程及危害性分析

工业上对液体混合物的分离,除了采用蒸馏的方法外,还广泛采用液—液萃取。例如,为防止工业废水中的苯酚污染环境,往往将苯加到废水中,使它们混合和接触,此时,由于苯酚在苯中的溶解度比在水中大,大部分苯酚从水相转移到苯相,再将苯相与水相分离,并进一步回收溶剂苯,从而达到回收苯酚的目的。再如,在石油炼制工业的重整装置和石油化学工业的乙烯装置都离不开抽提芳烃的过程,因为芳香族与链烷烃类化合物共存于石油馏分中,它们的沸点非常接近或成为共沸混合物,故用一般的蒸馏方法不能达到分离的目的,而要采用液—液萃取的方法提取出其中的芳烃,然后再将芳烃中各组分加以分离。

  液—液萃取也称溶剂萃取,简称萃取。这种操作是指在欲分离的液体混合物中加入一种适宜的溶剂,使其形成两液相系统,利用液体混合物中各组分在两相中分配差异的性质,易溶组分较多地进入溶剂相从而实现混合液的分离。在萃取过程中,所用的溶剂称为萃取剂,混合液体为原料,原料液中欲分离的组分称为溶质,其余组分称为稀释剂(或称原溶剂)。萃取操作中所得到的溶液称为萃取相,其成分主要是萃取剂和溶质,剩余的溶液称为萃余相,其成分主要是稀释剂,还含有残余的溶质等组分。

  需要指出的是,萃取后得到的萃取相往往还要用精馏或反萃取等方法进行分离,得到含溶质的产品和萃取剂,萃取剂供循环使用。萃余相通常含有少量萃取剂,也需应用适当的分离方法回收其中的萃取剂,因此,生产上萃取与精馏这两种分离混合液的常用方法是密切联系、互相补充的,常配合使用。另外,有些混合液的分离(如稀乙酸水溶液的去水,从植物油中分离脂肪酸等)既可采用精馏,也可采用萃取。选择何种方法合适,主要是由经济性来确定。与蒸馏比较,整个萃取过程的流程比较复杂,且萃取相中萃取剂的回收往往还要应用精馏操作,但是萃取过程具有在常温下操作、无相变化以及选择适当溶剂可以获得较好的分离效果等优点,在很多情况下仍显示出技术经济上的优势。

  一般而言,以下几种情况采用萃取操作较为有利:①混合液中各组分之间的相对挥发度接近于1,或形成恒沸物,用一般的蒸馏方法难以达到或不能达到分离要求的纯度;②需分离的组分浓度很低且沸点比稀释剂高,用精馏方法需蒸出大量稀释剂,消耗能量很多;③溶液要分离的组分是热敏性物质,受热易于分解、聚合或发生其他化学变化。   

  目前萃取操作仍是分离液体混合物的常用单元操作之一,在石油化工、精细化工、湿法冶金(如稀有元素的提炼)、原子能化工和环境保护等方面已被广泛地应用。

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