化工工艺流程中的萃取剂选择及应用

化工工艺流程中的萃取剂选择及应用

韩荣敏 高宇 申秀明

山东华鲁恒升集团德化设计研究有限公司 山东德州 253000

摘要：化工工艺流程中的萃取剂选择及应用作为至关重要的环节，也有诸多潜在性要求，需多方面综合考虑，在保持科学严谨态度并确保人体安全的前提下，选择可以达到较快萃取速度，优秀萃取效果的萃取剂，保证萃取工艺质量和整体效率，综合提升化工萃取工艺的经济合理性。

关键词：化工工艺流程；萃取剂；选择；应用

1化工工艺流程

化工工艺流程实质上就是利用化学反应原理将化工原料转化为化工产品的过程。化工工艺流程包含了化工原料转化为化工产品的所有环节，其中包括：(1)原材料处理：从化工加工的实际生产的角度来将，在正式开始化工生产之前，首先要对化工原材料进行净化、提浓、混合、乳化等一系列必要处理。对化工原材料进行这些处理的目的是为了最大程度上满足化工生产的实际需求；(2)化学反应：化学反应是化工生产的重要环节，化工原材料处理完成后，根据所加工化工品的需求，选择适当的温度、压力开始化学反应，以追求在最大程度上满足化学反应转化速率与反应速率。根据化学原理的不同，化学反应类型主要包括：氧化反应、还原反应、异构化反应、化能合成反应等。根据所要加工的化工品需求，配合相对应的化学反应类型进行化工生产；(3)精制的化学反应环节。将化学反应完成后得到的产物进行分离，剔除杂质，最终获得所需要的化工产品。

化工生产全过程中所进行的一切环节都需要在特定的环境下以及特定的化工生产设备当中进行。化工生产的工艺需要根据所需要加工的化工产品选择特定的化工原材料和环境，就此而言一些化工加工工艺具有显著的特殊性，因为特定的化工产品加工需要特定的化工加工工艺，进而需要特定的设备。除了对环境、设备的特定要求以外，还包括特定的产品结构、操作流程、催化剂、萃取剂等等。

在现代的化工加工生产当中，运用了基础科学、化工原理以及一些化工工程的知识与技术，实现了化工工艺加工的系统化和规模化，对化工原材料及其副产品实现更加高效的利用。在未来，化工工艺加工的主要方向将是对新型化学原料、催化剂的实际应用，最终实现化工加工的低能耗、无污染、自动化。

2化学工艺流程中萃取剂选择原则方法

2.1选择原则

2.1.1良好物理性和稳定性

萃取剂需要具备较好物理性，基于萃取剂物理性能够对化学工艺流程中的萃取操作产生一定影响，不仅如此萃取剂还需要具备较好化学稳定性，萃取剂的稳定性与化学工艺流程的整个操作安全性直接关联，所以应当选择较小腐蚀作用，较弱聚合、分解化学反应，较强抗氧化热稳定性的萃取剂。

2.1.2萃取速度快性价比高

萃取剂在选择时要达到较快的萃取速度，从而有效提升整个化工工艺流程的经济性，并且萃取剂产品价格及最终达到效果并非一定要形成正比，选择萃取剂价格时也要求达到一定的经济实用性。

2.1.3安全性和反萃取性

萃取剂在化学工艺流程中，应当具备无刺激性、无毒、较弱挥发性和不易燃等特点。在充分保证萃取剂安全性基础上，做好一系列安全防护措施。另外萃取剂选择也需要较好反萃取性，一旦改变萃取条件，能够成功实现萃取物质的有机相转变为水相。

2.2选择方法

2.2.1采用正规溶液理论

正规溶液理论作为一种基于本身简易理论形式，能够根据纯物质性保证获得混合物预测结果的准确性，所以在学术界中同样普遍运用。萃取精馏由于拥有溶解浓度较大，所以可以成功忽略溶质间的相互作用。在应用于低级性、中级性溶液中，所获计算结果能够达到和实验结果较高的吻合度。但在应用于极性分子中，因为复杂分子的存在，只有在色散力分子非极性分子中应用正规溶液适用性较好，而应用于极性分子则误差较大。因此为了能够在实际应用中，拓宽正规溶液理论的实际适用范围，部分研究者就通过采用内聚能方式拓展至极性溶液，在极性分子计算中拓展运用正规溶液理论，无线稀释活度系数表达公式，取得了一定物系成功，但也存在较大局限性。

2.2.2采用UNIFAC模型

基于UNIFAC模型完成萃取剂选择，就算有机物类别较多，包括了几十种基因，应用于基因预测混合性物质来讲应用前景也较好，有助于工程开发设计，而这也正是设计UNIFAC方程初衷，该模型在应用中主要包括两大重要概念，一是基因溶液，二是局部组成，基于基因贡献模型基础上提出了基因溶液概念，最初在ASOG方法中应用，在拟化学理论基础上提出了局部组成概念，后经多数学者的不断修正后，获得了存在一定影响力的KIkic修正模型、Larson修正模型、Gmehling修正模型等。以上UNIFAC模型内，以Gmehling修正模型有着较大的应用范围，有较齐全的参数，并在后续研究中对该模型参数不断修正补充，最终获得简化公式可以实现萃取剂的简便选择，增加了模型的实用性。

2.2.3采用NRTL模型

在NRTL模型中萃取剂选择研究中，Prausnitz考虑到局部组物存在于液体混合物内，在非随机混合过程中，就可以充分运用双流体理论，成功导出应用于液相分层NRTL方程。往往体系相互作用计算难度较大，NRTL方程自提出后便在关联实验数据中广泛应用，之后由Vetere提出NRTL方程预测功能，并不断改进公式适用于含水体系，并不断提高预测精度。

3萃取剂选择应用中注意事项

萃取在化学工艺流程中作为常见的化工分离方法，在化工工艺流程中应用优势突出，能够改变物质亲水性，经一系列转化工艺成功转变为疏水性，实现分离目标。那么在萃取剂选择中的分离成效如何，就要注意选择萃取剂时的以下注意事项。

3.1足够萃取容量

萃取拥有足够高的容量，那么在单位范围内就能达到更高的萃取能力和更高的萃取效率。一般情况下越高的萃取剂容量，就能够达到更强的杂质去除能力，也可以获取更好的萃取效果，即目标物分离越纯。所以选择萃取剂高容量至关重要，怎样运用萃取方法对生活中的废水加以处理，以及处理后是否可以有效去除废水内的杂质。由于萃取剂不同容量不同，所以最终在目标物质应用中效果也各不相同。经应用试验证实，将萃取剂应用于酸化废水处理中，应用环乙醇萃取剂可以达到60%应用杂质去除有效率，所以可以将这种萃取剂应用于酸化废水中。

3.2萃取剂及料液互溶

尽可能采用能够让二者互溶性较低的萃取剂，能够确保萃取剂和料液之间形成明显密度差，在化工工艺流程中运用料液代表水，对于稀释液内能够达到较高溶解度。这种情况下采用萃取剂可以易与水分层，并且不会产生第三相且不会出现任何乳化问题。

3.3萃取剂化学热稳定性

萃取剂在化学工艺流程中应用，一般具备了较好的化学性及稳定性，良好化学性及热稳定性，也作为萃取剂在应用中优先选择的基础条件，低熔点、沸点一般不高、较小的相对密度、低黏度和低腐蚀的萃取剂，一般可以达到较高的萃取效率。但是由于二乙丙基醚的乳化难度较大沸点较高，所以挥发难度较大，其他物质不是容易乳化易挥发，就是在应用中极易发生二次污染，所以对萃取剂进行综合考虑，最终选择二乙丙基醚该萃取剂应用于煤化工酚水处理中。

结束语

化工工艺流程是化学生产技术之一，化学生产中需要一些工艺步骤，萃取剂用于保证两液体不相溶不发挥，需要萃取物质在两液体内溶解度差别较大时进行萃取。对萃取剂在化工工艺流程中如何合理选择科学应用展开探索，在概述化工工艺流程和萃取剂基础上，提出萃取剂在化工工艺流程中的选择原则及方法，希望对相关工作者有所帮助。

参考文献

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[2]吴建仲.萃取剂在化工工艺流程中的应用分析[J].当代化工研究,2018(02):110-111.

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