化工工艺流程中的萃取剂选择及应用

时间：2021-01-30 10:26:02 所属分类：社会科学 浏览量:

随着近年来生命科学、材料科学、精细化工等新兴学科逐渐发展，促进现代化分离技术的广泛运用，并逐渐完善了分离学科理论，很大程度上提升了现代分离技术水平，也逐渐发展形成独立存在的学科。萃取在分离方法中作为较经典的一种，在分离科学领域中占据重要地

　　随着近年来生命科学、材料科学、精细化工等新兴学科逐渐发展，促进现代化分离技术的广泛运用，并逐渐完善了分离学科理论，很大程度上提升了现代分离技术水平，也逐渐发展形成独立存在的学科。萃取在分离方法中作为较经典的一种，在分离科学领域中占据重要地位，本质是为了能够运用萃取剂，成功转变物质亲水性为疏水性，实现二者分离，所以萃取剂在实现萃取操作中作用重大[1]。而在化学领域萃取也始终扮演重要决策，虽然萃取仅仅作为其中一个环节，但是却几乎关联所有成果甚至整个科研项目能够成功。所以有必要对萃取这一操作步骤加大重视度，始终秉持严谨科学认真态度，科学合理选择化工工艺中应用的萃取剂，保证萃取剂能够提升萃取工作效率，确保萃取有效可靠性，达到物质分离预期目标，顺利开展化工工艺。

　　1化工工艺流程及萃取剂概述

　　1.1化工工艺流程

　　化工工艺作为能够运用化学反应，改变原本材料为其他物质，并通过运用这项工艺技术从而成功提取溶液内的有效成分展开深入研究，一般情况下化工工艺流程中需要注意以下三环节：(1)处理原材料过程中，应当注意到原材料和相应的化学反应一致性，从而能够实现科学合理的处理原材料，尽可能减少误差发生率[2]。(2)对化学反应环境加大注意，对于特定温度压强条件下，原料进行预处理后进行化学反应，来达到预期的化学反应转换率，并确保产生的化学反应能够取得一定产品质量。在转化原材料时往往会涉及有关反应，而想要对这些关系深入分析，就需要运用更专业的技术原理展开深入探索。(3)对产品进行精处理过程，经过一系列化学反应后所获产品往往存在诸多杂质，如杂物、废物，这种情况下需要全部去除。那么在杂质分离处理中，就要注意分离方法和技术设备的选择，确保各类生产技术及设备条件都能够与要求相符。如今我国的化工工艺中也存在一定共性，只要正确掌握基本流程，就等同于基本掌握了主要问题，究竟怎样才能够实现更科学合理的化工工艺流程，就要确保最终所获产品的质量精良满足批量规模化生产。

　　1.2萃取剂

　　那么在整个化工工艺流程中涉及的一大关键问题环节，就是如何选择性价比高的萃取剂，萃取剂选择应用结果，很大程度影响了化工工艺产品质量，所以同样需要化工技术人员重视对萃取剂的选择应用。萃取剂作为一种应用于化学萃取作用的溶剂，需要两种互不相容液体，在相溶液体间是无法实现萃取工艺作用的，那么在萃取剂作用下自然可以成功分离两种液体。所以对化学工艺流程的萃取剂选择，要保证具备良好选择性，较好物理性，较强稳定性，较快萃取速度和较高性价比，几乎不存在毒性或毒性较小[3]。只有从多方面因素综合考虑，才能够权衡利弊合理选择萃取剂。

　　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选择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[4]。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，从而对整个化工工艺流程经济性有效提升，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应用中，应当具备无刺激性、无毒、较弱挥发性和不易燃等技术特点。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。综上要注意以上几点萃取剂选择原则的同时，还要考虑到萃取剂有着丰富的原料来源，简易化制备技术特点，对于多样化萃取剂选择过程中需要保证选择萃取剂的合理有效性。事实上想要达到具备以上全部选择条件的萃取剂十分有限，那么在不同的化工工艺流程中，可以结合相关工艺特点与产品所需，并把握不同化学工艺流程的操作侧重点选择萃取剂[5]。

　　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[6]。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[7]，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[8]。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。

　　3.4尽量不采用伤害人体的萃取物质

　　在选择萃取剂时也需要注意萃取剂对人体造成的毒性问题，通常对人体在长期使用中造成危害，因此对化工工艺流程中选择萃取剂，需要尽可能地避开应用危险萃取物质。汽油、二氯乙烷、异丙苯等萃取物质，均会很大程度危害人体神经系统，甲苯、氯化苯又都会对人体造血系统形成一定程度的伤害作用，尽管可以用于化工工艺流程萃取剂选择中，但在具体的安全用量上一定要高度重视。

　　4结语

　　总而言之，化工工艺流程的萃取剂选择应用作为至关重要的环节，对于萃取剂选择也有诸多潜在性要求，所以需综合考虑多方要求，保持科学严谨态度确保人体安全前提下，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。

　　参考文献

　　[1]丁帅.萃取剂在化工工艺流程中的应用分析[J].当代化工研究，2018(5)：50-51.

　　[2]耿庆堂，高明.萃取剂在化工工艺流程中的应用研究[J].石油石化物资采购，2019(11)：10.

　　[3]MdNorN，CheHassanCR，HussainMA.Areviewofdata-drivenfaultdetectionanddiagnosismethods：applicationsinchemicalprocesssystems[J].ReviewsinChemicalEngineering，2019(5)：45-46.

　　[4]杨池兵.萃取剂在化工生产中的应用[J].化工设计通讯，2020，46(4)：118，131.

　　[5]孔倩，白秀芝，林惠菊，等.水样中水杨醛肟的液-液萃取—高效液相色谱分析[J].JournalofCentralSouthUniversity，2018，25(4)：701-708.

　　[6]丁建建，刘翠翠.萃取剂在化工工艺流程中的运用探讨[J].中国化工贸易，2019，11(5)：141.

　　[7]李星.萃取剂在化工工艺流程中的应用分析[J].中国化工贸易，2018，10(9)：120.

　　[8]刘霍，付华，王晓宁，等.苯硼基功能化磁性固相萃取剂的合成及其应用[J].青海大学学报，2018，36(3)：64-69.

　　《化工工艺流程中的萃取剂选择及应用》来源：《化工设计通讯》，作者：龙旭佳

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