萃取塔操作手冊(cè).doc

萃取塔單元一、工作原理簡(jiǎn)述利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過(guò)反復(fù)多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來(lái)。 分配定律是萃取方法理論的主要依據(jù)，物質(zhì)對(duì)不同的溶劑有著不同的溶解度。在兩種互不相溶的溶劑中，加入某種可溶性的物質(zhì)時(shí)，它能分別溶解于兩種溶劑中，實(shí)驗(yàn)證明，在一定溫度下，該化合物與此兩種溶劑不發(fā)生分解、電解、締合和溶劑化等作用時(shí)，此化合物在兩液層中之比是一個(gè)定值。不論所加物質(zhì)的量是多少，都是如此。用公式表示。CA/CB=K CA.CB分別表示一種化合物在兩種互不相溶地溶劑中的摩爾濃度。K是一個(gè)常數(shù)，稱為“分配系數(shù)”。 有機(jī)化合物在有機(jī)溶劑中一般比在水中溶解度大。用有機(jī)溶劑提取溶解于水的化合物是萃取的典型實(shí)例。在萃取時(shí)，若在水溶液中加入一定量的電解質(zhì)（如氯化鈉），利用“鹽析效應(yīng)”以降低有機(jī)物和萃取溶劑在水溶液中的溶解度，?？商岣咻腿⌒Ч?。 要把所需要的化合物從溶液中完全萃取出來(lái)，通常萃取一次是不夠的，必須重復(fù)萃取數(shù)次。利用分配定律的關(guān)系，可以算出經(jīng)過(guò)萃取后化合物的剩余量。設(shè)：V為原溶液的體積 w0為萃取前化合物的總量 w1為萃取一次后化合物的剩余量 w2為萃取二次后化合物的剩余量 w3為萃取n次后化合物的剩余量 S為萃取溶液的體積 經(jīng)一次萃取，原溶液中該化合物的濃度為w1/V；而萃取溶劑中該化合物的濃度為(w0-w1)/S；兩者之比等于K，即： w1/V =Kw1=w0KV (w0-w1)/SKV+S同理，經(jīng)二次萃取后，則有 w2/V =K 即(w1-w2)/Sw2=w1KV =w0 KV KV+S KV+S因此，經(jīng)n次提取后:wn=w0( KV )KV+S當(dāng)用一定量溶劑時(shí)，希望在水中的剩余量越少越好。而上式KV/(KV+S)總是小于1，所以n越大，wn就越小。也就是說(shuō)把溶劑分成數(shù)次作多次萃取比用全部量的溶劑作一次萃取為好。但應(yīng)該注意，上面的公式適用于幾乎和水不相溶地溶劑，例如苯，四氯化碳等。而與水有少量互溶地溶劑乙醚等，上面公式只是近似的。但還是可以定性地指出預(yù)期的結(jié)果。二、工藝流程簡(jiǎn)介本裝置是通過(guò)萃取劑（水）來(lái)萃取丙烯酸丁酯生產(chǎn)過(guò)程中的催化劑（對(duì)甲苯磺酸）。具體工藝如下：將自來(lái)水（FCW）通過(guò)閥V4001或者通過(guò)泵P425及閥V4002送進(jìn)催化劑萃取塔C-421，當(dāng)液位調(diào)節(jié)器LIC4009為50%時(shí)，關(guān)閉閥V4001或者泵P425及閥V4002；開(kāi)啟泵P413將含有產(chǎn)品和催化劑的R-412B的流出物在被E-415冷卻后進(jìn)入催化劑萃取塔C-421的塔底；開(kāi)啟泵P412A，將來(lái)自D-411作為溶劑的水從頂部加入。泵P413的流量由FIC-4020控制在21126.6kg/h；P412的流量由FIC4021控制在2112.7kg/h；萃取后的丙烯酸丁酯主物流從塔頂排出，進(jìn)入塔C-422；塔底排出的水相中含有大部分的催化劑及未反應(yīng)的丙烯酸，一路返回反應(yīng)器R-411A循環(huán)使用，一路去重組分分解器R-460作為分解用的催化劑（見(jiàn)圖1）。圖1 萃取塔單元帶控制點(diǎn)流程圖下表是萃取過(guò)程中用到的物質(zhì)組分名稱FORMULA1H2O水H2O2BUOH丁醇C4H10O3AA丙烯酸C3H4O24BA丙烯酸丁酯C7H12O25D-AA3-丙烯酰氧基丙酸C6H8O49FURC5H4O27PTSA對(duì)甲苯磺酸C7H8O3S三、主要設(shè)備（如表1所示）表1 主要設(shè)備一覽表設(shè)備位號(hào)設(shè)備名稱P425P412A/BP413E-415C-421進(jìn)水泵溶劑進(jìn)料泵主物流進(jìn)料泵冷卻器萃取塔四、調(diào)節(jié)閥、顯示儀表及現(xiàn)場(chǎng)閥說(shuō)明1.調(diào)節(jié)閥（如表2所示）表2 調(diào)節(jié)閥位號(hào)所控調(diào)節(jié)閥正常值單位正常工況FIC4021FIC4020FIC4022FIC4041FIC4061LI4009TIC4014FV4021FV4020FV4022FV4041FV4061萃取劑相液位2112.721126.61868.42000077.15030kg/hkg/hkg/hkg/hkg/h%串級(jí)自動(dòng)自動(dòng)串級(jí)自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)2.顯示儀表（如圖3所示）圖3 顯示儀表位號(hào)顯示變量正常值單位TI4021PI4012TI4020FI4031C-421塔頂溫度C-421塔頂壓力主物料出口溫度主物料出口流量35101.33521293.8kPaKg/h3.現(xiàn)場(chǎng)閥說(shuō)明（如圖4所示）圖4 現(xiàn)場(chǎng)閥位號(hào)名稱V4001V4002V4003V4004V4005V4007V4009V4101V4102V4103V4104V4105V4106V4107V4108V4111V4112V4113V4114V4115V4116V4117V4118V4119V4123V4124V4125FCW的入口閥水的入口閥調(diào)節(jié)閥FV4020的旁通閥C421的瀉液閥調(diào)節(jié)閥FV4021的旁通閥調(diào)節(jié)閥FV4022的旁通閥調(diào)節(jié)閥FV4061的旁通閥泵P412A的前閥泵P412A的后閥調(diào)節(jié)閥FV4021的前閥調(diào)節(jié)閥FV4021的后閥調(diào)節(jié)閥FV4020的前閥調(diào)節(jié)閥FV4020的后閥泵P413的前閥泵P413的后閥調(diào)節(jié)閥FV4022的前閥調(diào)節(jié)閥FV4022的后閥調(diào)節(jié)閥FV4061的前閥調(diào)節(jié)閥FV4061的后閥泵P425的前閥泵P425的后閥泵P412B的前閥泵P412B的后閥泵P412B的開(kāi)關(guān)閥泵P425的開(kāi)關(guān)閥泵P412A的開(kāi)關(guān)閥泵P413的開(kāi)關(guān)閥五、操作規(guī)程（一）冷態(tài)開(kāi)車進(jìn)料前確認(rèn)所有調(diào)節(jié)器為手動(dòng)狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥和現(xiàn)場(chǎng)閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，機(jī)泵處于關(guān)停狀態(tài)。1.灌水（1）（當(dāng)D-425液位LIC-4016達(dá)到50%時(shí)）全開(kāi)泵P425的前后閥V4115和V4116，啟動(dòng)泵P425。（2）打開(kāi)手閥V4002，使其開(kāi)度為50%，對(duì)萃取塔C-421進(jìn)行罐水。（3）當(dāng)C421界面液位LIC4009的顯示值接近50%，關(guān)閉閥門V4002（4）依次關(guān)閉泵P425的后閥V4116，開(kāi)關(guān)閥V4123，前閥V4115。2.啟動(dòng)換熱器開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥FV4041，使其開(kāi)度為50%，對(duì)換熱器E415通冷物料。3.引反應(yīng)液（1）依次開(kāi)啟泵P413的前閥V4107，開(kāi)關(guān)閥V4125，后閥V4108，啟動(dòng)泵P413。（2）全開(kāi)調(diào)節(jié)器FIC4020的前后閥V4105和V4106，開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥FV4020，使其開(kāi)度為50%，將R-412B出口液體經(jīng)熱換器E-415，送至C-421。（3）將TIC4014投自動(dòng)，設(shè)為30；并將FIC4041投串級(jí)。4.引溶劑（1）打開(kāi)泵P412的前閥V4101，開(kāi)關(guān)閥V4124，后閥V4102，啟動(dòng)泵P412。（2）全開(kāi)調(diào)節(jié)器FIC4021的前后閥V4103和V4104，開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥FV4021，使其開(kāi)度為50%，將D-411出口液體送至C-421。5.引C421萃取液（1）全開(kāi)調(diào)節(jié)器FIC4022的前后閥V4111和V4112，開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥FV4022，使其開(kāi)度為50%，將C421塔底的部分液體返回R-411A中。（2）全開(kāi)調(diào)節(jié)器FIC4061的前后閥V4113和V4114，開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥FV4061，使其開(kāi)度為50%，將C-421塔底的另外部分液體送至重組分分解器R-460中。6.調(diào)至平衡（1）界面液位LIC4009達(dá)到50%時(shí)，投自動(dòng)；（2）FIC4021達(dá)到2112.7KG/H時(shí)，投串級(jí)；（3）FIC4020的流量達(dá)到21126.6kg/h時(shí)，投自動(dòng)（4）FIC4022的流量達(dá)到1868.4kg/h時(shí)，投自動(dòng)；（5）FIC4061的流量達(dá)到77.1kg/h時(shí)，投自動(dòng)。（二）正常運(yùn)行熟悉工藝流程，維持各工藝參數(shù)穩(wěn)定；密切注意各工藝參數(shù)的變化情況，發(fā)現(xiàn)突發(fā)事故時(shí)，應(yīng)先分析事故原因，并做正確處理。（三）正常停車1.停主物料進(jìn)料（1）關(guān)閉調(diào)節(jié)閥FV4020的前后閥V4105和V4106，將FV4020的開(kāi)度調(diào)為0。（2）關(guān)閉泵P413的后閥V4108，開(kāi)關(guān)閥V4125，前閥V4107。2.灌自來(lái)水（1）打開(kāi)進(jìn)自來(lái)水閥V4001,使其開(kāi)度為50%；（2）當(dāng)罐內(nèi)物料相中的BA的含量小于0.9%時(shí)，關(guān)閉V4001。2.停萃取劑（1）將控制閥 FV4021的開(kāi)度調(diào)為0，關(guān)閉前手閥V4103和V4104關(guān)閉；（2）關(guān)閉泵P412A的后閥V4102，開(kāi)關(guān)閥V4124，后閥V4101。3.萃取塔C421瀉液（1）打開(kāi)閥V41007，使其開(kāi)度為50%，同時(shí)將FV4022的開(kāi)度調(diào)為100%； （2）打開(kāi)閥V41009，使其開(kāi)度為50%，同時(shí)將FV4061的開(kāi)度調(diào)為100%；（3）當(dāng)FIC4022的值小于0.5kg/h時(shí)，關(guān)閉V41007，將FV4022的開(kāi)度置0，關(guān)閉其前后閥V4111和V41