酚氨回收的工艺原理

一、萃取原理

萃取又称溶剂萃取或液液萃取（以区别于固液萃取，即浸取），亦称抽提（通用于石油炼制工业），它是利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中，实现组分分离的传质分离过程，是一种广泛应用的单元操作。利用相似相溶原理，萃取有两种方式：

液-液萃取，用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分，溶剂必须与被萃取的混合物液体不完全相溶，具有选择性的溶解能力，而且必须有好的热稳定性和化学稳定性，并有较小的毒性和腐蚀性。如用苯分离煤焦油中的酚；用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃；用CCl4萃取水中的Br2等。

固-液萃取，也叫浸取，用溶剂分离固体混合物中的组分，如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量；用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。

萃取操作全过程可包括：

1)原料液与萃取剂充分混合接触，完成溶质传质过程；

2)萃取相和萃余相的分离过程；

3)从萃取相和萃余相中回收萃取剂的过程，通常用蒸馏方法回收。

现以提取含有A、B两组分的混合液中的A组分为例说明萃取操作过程。选用一种适宜的溶剂S，这种溶剂对欲提取的组分A应有显著的溶解能力，而对其它组分B应是完全不溶或部分互溶（互溶度越小越好）。所选用的溶剂S称为萃取剂，待分离的混合液（含A+B）称为原料液，其中被提取的组分A称为溶质，另一组分B（原溶剂）称为稀释剂。萃取过程的三个步骤：

（1）首先将原料液（A+B）与适量的萃取剂S在混合器中充分混合，由于B与S不互溶，混合器中存在S与（A+B）两个液相。当进行搅拌时，造成很大的相界面，使两相充分接触，溶质A由原料液（稀释剂B）中经过相界面向萃取剂S中扩散。这样A的浓度在原料液相中逐渐降低，在液相S中逐渐增高。经过一定时间后，两相中A的浓度不再随时间的增长而改变，此时称为萃取平衡。

（2）在充分传质后，由于两液相有密度差，静置或通过离心作用会产生分层，以此达到分离的目的。以萃取剂S为主，并将溶有较多溶质A的一相称为萃取相，以E表示；以稀释剂B为主并含有少量未扩散的溶质A的一相称为萃余相，以R表示。

（3）通常用蒸馏的方法回收S。脱除S后的萃取相称为萃取液；脱除S后的萃余相称为萃余液。

萃取操作有以下特点：

1)外界加入萃取剂建立两相体系，修区级与原料液只能部分互溶，完全不互溶为理想

选择。

2)萃取是一个过渡性操作，E相和R相脱出溶剂后才能得到富集A或B组分的产品。

3)常温操作，适合于热敏性物系分离，病区显示出节能优势。

在转盘萃取塔E62402中，利用二异丙基醚作为萃取剂，将经脱酸脱氨处理后的酚水中的绝大部分单元酚萃取出来，然后在酚塔E62404中进行精馏分离出产品粗酚，并将回收的醚再次循环利用。

二、精馏原理

利用两组份相对挥发度的不同，在一定压力和温度下，多次地进行混合蒸汽的部份冷凝和混合液体的部份蒸发，已达到分离物质目的的过程称为精馏。

对于两种不同沸点的物质组成的混合液体，沸点低的物质称为易挥发组份，即在混合液体部份蒸发时，易挥发组份能较多地被蒸发出来，相反，沸点高的物质称为难挥发组分，当混合蒸汽部份冷凝时难挥发组份能较多地被冷凝出来。

对于两种沸点不同的物质组成的混合液体在吸收热量而部份蒸发时，易挥发组份将较多地蒸发，而混合蒸汽在放出热量部分冷凝时，难挥发组份将较多地冷凝。如果将温度较高的饱和蒸汽与温度较低的饱和液体互相接触，则蒸汽放出热量给饱和液体，蒸汽放出热量，将部分冷凝，液体吸收热量将部分蒸发，在精馏塔的塔板上进行的上述过程，通过许多块塔板的传质、传热过程，就可以使两组份分离，在塔顶得到易挥发组份，在塔底得到难挥发组份。

在酚塔中，参与精馏的两种物质分别为粗酚和二异丙基醚，通过在酚塔底部利用中压蒸汽间接加热，使难挥发性物质粗酚以液相进入粗酚槽，然后通过粗酚泵送至罐区，而易挥发性物质二异丙基醚则以气相方式从塔顶采出经与换热器换热冷凝后进入溶剂循环槽中循环使用。

三、汽提塔原理

汽提是利用低压蒸汽为热源，由再沸器上部进入，自上而下与煤气水逆流换热，采用间接加热的方式使煤气水被加热后，形成的水蒸气以气泡的形式穿过煤气水时，水和气泡表面之间形成自由界面，使得溶解性气体或易挥发性物质不断向气泡内蒸发扩散，气泡上升到液相表面时就开始破裂并放出其中的挥发性物质或溶解性气体。

汽提法的基本原理与吹脱法相同，只是所使用的介质不同，汽提是借助于被加热介质本身蒸汽来实现的。

汽提法分离污染物的工艺视污染物的性质而异，一般可归纳为以下两种：

1）简单蒸馏对于与水互溶的挥发性物质，利用其在气—液平衡条件下，在气相中的浓度大于在液相中的浓度这一特性。通过蒸汽直接加热，使其在沸点（水与挥发物两沸点之间的某一温度）下，按一定比例富集于气相。

2）蒸汽蒸馏对于与水互不相溶或几乎不溶的挥发性污染物。利用混合液的沸点低于两组分沸点这一特性，可将高沸点挥发物在较低温度下加以分离脱除。

四、热虹吸原理

虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的，即利用水柱压力差，使水上升后再流到低处。由於管口水面承受不同的大气压力，水会由压力大的一边流向压力小的一边，直到两边的大气压力相等，容器内的水面变成相同的高度，水就会停止流动。

热虹吸再沸器就是依靠塔釜内的液体静压头核再沸器内两相流的密度差产生推动力形成热虹吸式运动。脱酸塔、水塔和酚塔塔釜再沸器就是利用热虹吸原理将塔釜内的液体加热并形成上升蒸汽，为汽提或精馏过程提供条件。