萃取分离工艺参数设计

萃取分离工艺参数设计萃取分离工艺参数设计 最优化串级萃取工艺设计最优化串级萃取工艺设计 1 确确定定原原料料和和处处理理能能力力 根据市场需求现状和发展趋势 本地 稀土资源状况和开采能力 企业投资和 融资能力大小等因素 确定 稀土生产线的原料来源 基本配份 年处理能力 2 确确定定产产品品方方案案 产品品种和规格要符合主流要求 适销对路 既不要盲目求高而增加分离 难度和成本 又不能没有市场竟争能力而遭淘汰 3 3 确确定定分分离离工工艺艺流流程程 稀土分离时往往按 四分组 效应首先将原料分为轻 中 重稀土富集物 分组的切割位置通常选择边界元素间分离系数 或等效分离系数 较大 并保 持易萃取组分比例均衡 同时兼顾产品要求 设备条件 工艺衔接 操作稳定 性和可行性等因素 以降低生产成本 提高流程的稳定性 1 工艺采用了具有世界先进水平分离提纯技术 确保产品质量稳定 纯 度较高 2 工艺流程在实施过程中容易控制 比较灵活 可以根据市场的不同需 求 生产不同规格的产品 充槽投资较省 化工辅料消耗降低 有利于降低产 品成本 3 整个工艺流程较短 可连续化操作 稀土机械损失少 稀土的总收率 高 4 实现产品 系列化 高纯化 单一化 规模化 经济指标较好 市场适应能力较强 4 4 最最优优化化串串级级萃萃取取工工艺艺设设计计 4 4 1 1 确确定定萃萃取取体体系系和和测测定定分分离离系系数数 针对要分离的问题 选择一个合适的萃取体系 进行单级试验 确定最适 宜的有机相配比 皂化度 料液和洗液的浓度和酸度等 测定萃取段和洗涤段 的平均分离系数和 B A E E 1 B A E E 2 若和值相差不大 通常采用数值较小的值进行计算 4 2 确确定定分分离离指指标标 根据料液组成 确定分离切割线位置 确定易萃组分 A 和难萃组分 B 为料液中组分 B 的摩尔分数 为料液中组分 A 的摩尔分数 Bf1ABff 根据市场需求确定产品分离指标 若 A 为主要产品 规定其纯度 回 An m p 收率为 则 A 的纯化倍数和 B 的纯化倍数为 A Y 3 1 n m n m A A A B P P a f f 4 1 A A aY b aY 出口水相 B 的纯度和 A 的纯度为 1 B P 1 A P 5 1 B B AB bf P fbf 6 11 1 AB PP 出口有机相和出口水相分数和 A f B f 7 n m AA A A f Y f P 8 1 BA ff 若 B 为主要产品 规定其纯度为 回收率为 则 1 B P B Y 9 1 1 1 B B B A P P b f f 10 1 B B bY a bY 11 n m A A AB af P aff 12 1 n mn m BAPP 13 1 BB B B f Y f P 14 1 AB ff 若 A B 都为主要产品 则 A B 产品纯度分别规定为 则 1 n m A B PP 和 15 1 n m n m A A A B P P a f f 16 1 1 1 B B B A P P b f f 17 1 1 11 11 AA aa b Y abab 18 1 1 BB b a Y ab 19 1 BB B B f Y f P 20 1 AB ff 4 3 确确定定最最优优萃萃取取比比 萃萃取取量量和和洗洗涤涤量量 首先根据工艺要求 确定由水相进料或有机相进料 多数情况下将料液配 成水溶液 由水相进料较方便 但在多元素萃取分离时 第一串级萃取分离 B C 出口有机相含 A B 送入第二串级萃取分离 A B 第二串级萃取的料 液为第一串级萃取的出口有机相 第二串级萃取为有机相进料 1 用最优化方程确定最优萃取比 和萃取量和洗涤液量 M E M E SW 通常优化的和值可按水相进料或有机相进料及水相出口分数的大 M E M E B f 小分四种情况 水相进料 若 则应由萃取段控制 1 B f 21 1 M E 22 MB M MA Ef E Ef 23 1 11 MMB MM EMEf S EE 24 n m A WSMSf 若 则应由洗涤段控制 1 B f 25 M E 26 MA M MB Ef E Ef 和同上 SW 有机相进料 若 则应由萃取段控制 1 1 B f 27 1 M E 28 1 MA M B Ef E f 29 1 MB M Ef S E 30 1 AB WSfSf 若 则应由洗涤段控制 1 1 B f 31 M E 32 1 MB M A Ef E f 和同上 SW 2 由极值公式确定 和 M E M E SW 水相进料 33 1 10 1 k Wk 34 A SW f 35 1 M S E W 36 M S E W 有机相进料 37 1 10 1 k Sk 38 B WS f 39 M S E W 40 1 M S E W 一般条件下 k 值可选 0 7 进行工艺参数计算 也可选用若干看值进行计算 比较后选取最经济的方案 4 4 确确定定级级数数n 和和m 级数计算的精确公式上是 41 1 log 2 303log log n AA MAA PP b n EPP 42 log 12 303log log n m n BB MBB aPP m E PP 式中 43 1 1 1 1 1 1 1 1 MMA M A MMA EE P E P EEP 44 1 1 1 1 1 1 n m n m B MM B B MM P EE P EEP 当或很小时 和可用下列简化式计算 1 A P n m BP A P BP 45 1 1 M A E P 46 1 1 M B E P 4 5 流流比比的的确确定定 上述和是以为基准计算的 为料液中混合稀土浓度 或SW F M F C mol L 为有机相中稀土浓度 或 为洗涤剂中盐酸浓度 g L SC mol L g L W C 则时 每分钟料液体积为和有机相体积和洗涤 mol L1 m