纤维膜萃取分离器内两相传质特性

纤维膜萃取分离器是一种新型的高效传质设备。本文分别采用两种不同形式的液体分布器,以苯甲酸水溶液-煤油为传质体系,在一直径70 mm、高2630 mm的有机玻璃纤维液膜萃取分离器冷态实验装置上,考察了纤维丝填充密度1.89%～5.08%,水-油或油-水体积流量比3～6的操作区间内,纤维膜分离器内的两相传质性能。结果表明,对于不同的分布器形式、不同的进料顺序、不同的两相流量比,纤维丝最佳填充密度均在3%～3.5%之间。“先油后水”所对应的最佳纤维丝填充密度略低于“先水后油”的情况。根据冷态实验的结果以及最大Reynolds数设计准则,建立了一套0.01 Mt·a^-1的催化汽油脱硫醇工业侧线装置,并进行了工业侧线实验。结果表明,与传统设备比较,采用纤维膜萃取分离器的脱硫醇效果更为理想,脱硫效率至少增加了1个百分点。     

纤维膜萃取分离器内两相流动、传质特性的研究——进料顺序的影响

纤维膜萃取分离器是一种新型高效传质设备。今以苯甲酸水溶液-煤油为传质体系,在一套70mm×2630mm的有机玻璃纤维液膜萃取分离器冷态实验装置上,在纤维丝填充密度1.89%～5.08%、水-油或油-水体积流量比分别为3～6的操作区间内,考察了不同油、水进料顺序对纤维膜分离器内两相流动、传质性能的影响。结果表明,若水先引入,油后引入,体积传质系数随水-油体积流量比W/O的增大而减小;而在先油后水的情况下,体积传质系数随水-油体积流量比W/O的增大呈先增大后减小的趋势,并在水-油流量比W/O为5附近取得最大值;在两种进料方式下,体积传质系数均随纤维丝填充密度的递增而先增后减,并在填充密度为3.0%～3.5%之间取得最大值。根据实验数据,分别给出了对应两种进料顺序的传质系数计算关联式,计算值与实验值吻合较好。     

纤维膜萃取分离器内两相流动、传质特性的研究——液体黏度的影响

纤维膜萃取分离器是一种新型高效传质设备。今以苯甲酸水溶液-煤油为传质体系,在一直径70mm,高2630mm的有机玻璃纤维液膜萃取分离器冷态实验装置上,考察了纤维丝填充密度1.89%～5.08%,运动黏性系数0.942～1.138mm2·s-1,水油体积流量比3～6的操作区间内,考察了原料液黏度对纤维膜分离器内两相流动、传质性能的影响。结果表明,在几种填充密度和水油比条件下,随着黏度的增加,流体停留时间延长,两相接触、混合得更均匀;传质系数呈现先增大后减小的趋势;最佳传质工况(即体积传质系数达到最大值)与原料液黏度和纤维丝填充密度密切相关。根据实验结果,给出了用于计算流体在萃取分离器内停留时间以及两相混合均匀性指数的关联式。     

超临界流体萃取沙棘油实验研究

建立了一套萃取实验装置 ,对超临界CO2 流体萃取沙棘油进行了实验研究。压力 15— 30MPa,温度 30— 5 0℃。分别考察了萃取压力、萃取温度、颗粒度、物料填充量以及萃取时间等条件对萃取率的影响 ,并就工艺参数对萃取率的影响机理和原因进行了分析与讨论。结果表明 :当压力为 2 5MPa、温度为 40℃时可获得较高的萃取率。流量为 0 .2m3 /h时 ,萃取时间为 4— 5h。化学成分分析结果证明 :沙棘油中饱和脂肪酸含量占 12 .3%,不饱和脂肪酸含量占 87.7%。     

膜分散萃取净化湿法磷酸

采用膜分散方法研究了湿法磷酸的萃取特性,以水/磷酸/TBP+煤油为实验体系,以不同名义孔径的不锈钢纤维烧结膜为分散介质,在自制的萃取器中研究了流量、膜孔径、煤油含量、相比、磷酸浓度、萃取室体积和停留时间对单级萃取效率的影响,找出适宜操作条件。实验结果表明,流量增加,单级萃取效率呈现先增加后降低的趋势;减小膜孔名义直径,...     

差异旋风分离器并联性能测量及流场分析

通过改变旋向和芯管直径,设计了3种差异旋风分离器,并按中心对称方式组成了3种并联方案:相同分离器、旋向差异分离器和芯管差异分离器并联。在冷态实验装置上,测量了单分离器和并联分离器的性能,并利用FLUENT软件分析了并联分离器的流场。结果表明,并联分离器的效率均高于单分离器,且效率-气速曲线未出现"驼峰";与相同分离器并联相比,旋向交替变化时并联总压降较小,分离效率也更低,但各分离器流量分配均匀,未发现"窜流"现象;当芯管有差异时,并联总压降增大,各分离器进口流量分配不均匀,且进、出口流量平均相差6.0%,公共灰斗中存在"窜流",旋流稳定性变差,效率降低。为了保证并联分离器的性能,应采用相同分离器对称并联的方式。     

离心萃取分离器在双脱装置碱液分离中的应用研究

将离心萃取技术应用于上海石化350万t/a重油催化裂化装置双脱装置中进行碱液-油分离,探讨了离心萃取分离器转鼓转速、进口碱液流量对碱液分离效率的影响。研究表明该设备在液-液分离中具有良好的分离效果。     

催化液化气脱硫醇装置技术改造

介绍了催化液化气脱硫醇装置改造为纤维液膜处理技术的过程。采用纤维液膜反应器提高碱液和液化气中硫醇的反应速率和反应深度,降低碱洗流量,从而降低氧化再生负荷。采取增加氧化塔气体分布器、增加碱液—二硫化物分离塔聚结器等措施提高碱液中二硫化物的脱除效果,最终降低装置的碱渣排放。     

Research on purifying wet-process phosphoric acid by membrane dispersion extraction

采用膜分散方法研究了湿法磷酸的萃取特性,以水/磷酸/TBP+煤油为实验体系,以不同名义孔径的不锈钢纤维烧结膜为分散介质,在自制的萃取器中研究了流量、膜孔径、煤油含量、相比、磷酸浓度、萃取室体积和停留时间对单级萃取效率的影响,找出适宜操作条件。实验结果表明,流量增加,单级萃取效率呈现先增加后降低的趋势;减小膜孔名义直径,增加磷酸浓度,单级效率升高;适度增加萃取室体积,延长停留时间,对萃取有利;萃取剂中混加煤油,萃取效率下降。在分散相流量为1000 mL/min、采用10 μm的不锈钢烧结膜、煤油体积分数为20%、相比1∶1、磷酸质量分数在30%～70%、萃取室体积为30 mL的情况下,单级效率可以达到96%。     

超临界二氧化碳萃取大蒜油实验研究

建立了一套超临界流体萃取实验装置,系统研究了超临界二氧化碳萃取大蒜油的实验工艺,考察了萃取压力、萃取温度、流体流量以及原料厚度对大蒜油收率的影响,确定了各因素对萃取率指标影响的主次程度依次为:压力、流体流量、原料厚度、温度;确定了实验范围内的最佳萃取工艺条件为:压力25MPa、温度40℃、CO2流量0.3～0.4m3·h-1、大蒜厚度1～0.5mm。     

撞击流-旋转填料床萃取器传质性能研究

以磷酸三丁酯(煤油)-苯酚-水为试验体系，研究了IS—RPB萃取器的传质性能。在研究主要操作参数对萃取级效率影响的基础上，确定了最适宜的操作条件，得到了97％以上萃取级效率。试验结果表明，撞击流-旋转填料床萃取器是一种新型快速高效的萃取设备。     

搅拌萃取塔特性速度的研究

在内径 φ90的搅拌萃取塔中 ,对分散相特性速度进行了研究。试验用的物系为煤油 -水、煤油 -15 %甘油水、锭子油 -水、2 -乙基己醇 -水。根据试验结果 ,确定了求取特性速度的流体力学模型 ;数据结果还表明 ,搅拌萃取塔的特性速度随转速的变化分两个区域 ,并得到了特性速度及临界转速的估算式     

轴向扩散对中空纤维膜萃取器传质性能的影响

通过测量聚丙烯中空纤维膜萃取器壳程和管程流动的RTD曲线 ,证实了中空纤维膜器管程与壳程流动均较为复杂 ,与理想平推流和理想全混釜相差较大。膜器管程流动的轴向返混程度随着流速增加而减小 ,而膜器壳程流动的轴向返混程度随着流速的增加而增大。将两相流轴向扩散模型用于描述传质情况 ,比较了表观传质系数和真实传质系数 ,计算了中空纤维膜萃取器中真实的浓度剖面。结果表明 ,中空纤维膜萃取器轴向扩散导致表观传质系数比真实传质系数下降 30 %左右 ,所以在进行膜器设计和放大时 ,中空纤维膜器的轴向扩散不可忽略。     

玻璃纤维聚结器脱除油中乳化水

随着油水分离技术的进步及新材料的开发,聚结法脱除油中乳化水的技术得以实现。本文采用亲水性玻璃纤维作为聚结元件,脱除白油中的乳化水（d₉₅=10μm）。通过实验考察聚结器中进料的表观流速（5~30m/h）、油品初始含水量（500~4000μL/L）、聚结器床层厚度（100~400mm）和玻璃纤维的孔隙率（0.80~0.95）对聚结分离效率的影响,并应用响应面法对各变量之间的协同效应进行分析,确定最佳操作条件,分析该条件下的粒级分离效率。实验结果显示,当表观流速为14m/h、初始含水量为1278μL/L、床层厚度为275mm和孔隙率为0.85时,分离效率最高,为95.18%。结果与响应面预测值（95.02%）相比,相对误差仅为0.17%,表明回归模型的可靠性高和实验的重现性较好。进出口粒径的分析表明聚结器的分离效果随水滴粒径的增加而提高,有效分离粒径>5μm。本文研究结果对采用玻璃纤维为聚结元件,分离密度差较大的成品油中乳化水的聚结器选型及操作参数设计具有实际应用价值。     

气体搅拌的萃取塔气—液—液系统流体力学性能和传质特性

１引言采用机械搅拌的萃取塔已广泛地应用在石油和化学工业生产中。近年来,一些研究学者又开发了用气体进行搅拌的萃取过程［１～３］,与机械搅拌相比,采用气体搅拌具有塔内无运动部件、操作稳定、结构简单、能耗低等特点,无疑给操作带来方便。如果在塔内装入静态混合...     

Application of an air‐operated two impinging streams extractor in liquid‐liquid extraction and comparison with other contactor types

Extraction of succinic acid by means of normal butanol from its aqueous solutions (BSW), acetic acid by means of distilled water from kerosene (WAK) and iodine by means of kerosene from its aqueous solution (KIW) have been investigated in an air‐operated two impinging streams extractor (AOTISE) with spray nozzles. The effects of air flow rate, solutions flow rate, extractor length and diameter as well as modes of operation and impinging streams on extraction efficiency have been investigated. These results indicate that AOTISE is an efficient device for extraction processes. In addition, the overall volumetric mass transfer coefficients (K_La) are reported. The latter coefficients are important in design and may be used to compare the performance capability of various kinds of extractors.     

板波填料萃取塔的实验研究(Ⅰ)流体力学特性

在内径分别为40、100mm的板波填料萃取塔中,对30%TBP(煤油)-醋酸-水和正丁醇-丁二酸-水两种体系的流体力学特性进行了实验研究,并对实验数据进行分析处理,得到了描述板波填料萃取塔流体力学行为的关联式U_x/(e(1-φ))+U_y/(eφ)=c(a/eg·ρ_c/Δρ)~(-1/2)·(1-φ)~n     

Inception and termination of the core‐annular flow pattern for oil‐water downflow through a vertical pipe

Different flow patterns for lube oil–water and for kerosene‐water downflow through a vertical glass tube have been analyzed with the help of flow visualization. Core‐annular flow is the dominant flow regime, with oil forming the core, and water is forming the wall film. When the velocities are increased, transition to slug flow and transition to dispersed flow are found. The waves found during the transition to slug flow depend on oil viscosity: axisymmetric bamboo waves are seen in kerosene‐water downflow and the waves are asymmetric in case of lube oil–water flow where they have a cork‐screw shape. Based on the experimental observations, simple mathematical models have been proposed for predicting the flow pattern transition curves. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012     

Study of Single Phase Flow Heat Transfer and Friction Pressure Drop in a Spiral Internally Ribbed Tube

The experimental results of single‐phase flow heat transfer and pressure drop experiments in the turbulent flow regime in a spirally ribbed tube and a smooth tube are presented in this paper. The ribbed tube has an outside diameter of 22 mm and an inside diameter of 11 mm (an equivalent inside diameter of 11.6 mm) and the smooth tube has an outside diameter of 19 mm and an inside diameter of 15 mm. Both tubes were uniformly heated by passing an electrical current along the tubes with a heated length of 2500 mm. The working fluids are water and kerosene, respectively. The experimental Reynolds number is in the range of 10⁴–5 · 10⁴ for water and is in the range of 10⁴–2.2 · 10⁴ for kerosene. The experimental results of the ribbed tube are compared with those of the smooth tube. The heat transfer coefficients of the ribbed tube are 1.2–1.6 fold greater than those in the smooth tube and the pressure drop in the ribbed tube is also increased by a factor of 1.4–1.7 as compared with those in the smooth tube for water. The corresponding values for kerosene are 2–2.7 and 1.5–2, respectively. The heat‐transfer enhancement characteristics of the ribbed tube are assessed. This tube is especially suitable for augmenting single‐phase flow heat transfer of kerosene. Correlations for the heat transfer and the pressure drop for the spirally ribbed tube are proposed, according to the experimental data.