解析化工工艺流程中萃取剂的应用

姜福元

摘 要：随着科技的发展进步，材料科学、生命科学及精细化工等各类学科得到了较快发展，同时也带动了现代分离科学在理论及技术上的成熟完善。作为分离方法的一种，萃取在现代分离科学中占据重要地位，而在萃取的实践操作中，萃取剂又起到了关键作用。本文从萃取剂选择的原则入手，探究化工工艺流程中萃取剂应用及相关注意事项。

关键词：化工工艺流程；萃取剂；应用

精细化工学科的发展演变，使现代分离技术趋于成熟，萃取这一化工分离技术得以在众多领域普及应用，一方面促进了精细化工生产水平的提高，另一方面也完善了相关学科理论知识。在萃取过程中，萃取剂的作用不容忽视，萃取剂选择及应用是否合理，决定了萃取工艺能否实现经济性及合理性。因此，需要就化工工艺流程中萃取剂选择及应用的原则进行探究，以保障萃取工艺质量水平。

1 萃取的含义、关键及萃取剂选择的基本原则

1.1 萃取及萃取剂

萃取是根据化合物在不兼溶的两种溶剂中表现出的分配系数或溶解度的差异，实现化合物由一种溶剂向另一种溶剂的转移。在进行萃取操作时，萃取溶剂的选择极为关键，其既制约影响萃取操作的进程，又决定了萃取产品质量水平高低及萃取工艺经济性的表现[1]。此外，萃取过程所具备的特点及安全性大小也取决于萃取剂所具有的化学性质。因此，在萃取操作前，最为重要的一点是选择萃取剂，使其可以与料液反应，并分离出两个液相。

1.2 萃取剂选择的基本原则

要确保化工工艺质量水平，萃取环节中，在萃取剂的选择上，应遵循以下几点原则：

（1）萃取剂要具备较好的选择性。萃取剂在萃取中要对欲萃取溶质起到良好的溶解作用，对诸如稀释剂等其他溶液组分要做到不溶或少溶，在溶液组分选择上，萃取剂应具备明确的指向性；

（2）萃取剂要具备较好的物理性质。这是基于萃取剂物理性质会给萃取操作施加影响；

（3）萃取剂要具备较好的化学稳定性。萃取剂化学稳定性是否完好，直接关系到萃取操作过程的安全性，因此，应优选腐蚀性较小，聚合、分解反应较弱，抗氧化及热稳定性较强的类型；

（4）萃取剂在萃取速度上要有上佳表现，以提高化工工艺流程的经济性；

（5）萃取剂价格与效果并不一定成正比，在萃取剂价格选择上，要力求经济实用性；

（6）萃取剂安全性要高，应具备无毒、无刺激性、闪点较高，不易燃、挥发性较弱等特点，为以防萃取事故发生，在确保萃取剂安全性基础上，还要做好相关安全防护措施；

（7）萃取剂要具备良好的反萃取性。在萃取条件有所改变时，萃取剂能够实现将被萃取物质由有机相向水相转化。

此外，萃取剂还具备了原料来源较为丰富，制备较为简易的特点，面对类型多样的萃取剂，在进行选择时要将各类影响要素通盘考虑，确保萃取剂选取的有效合理性。事实上，能够全部具备以上所说的各种条件的萃取剂少之又少，在化工工艺流程中，要结合工艺特点和产品需求，把握流程的关键，在权衡利弊的基础上，针对性地选择相应的萃取剂。除了在化工工艺流程中应遵循以上原则，在涉及到萃取剂使用的非化工工艺中，也要按照这些原则来选择萃取剂。

下面结合业界正规溶液理论对溶液萃取剂具备的优势及劣势进行阐述，以进一步强调化工工艺流程中萃取剂的选择及应用问题。正规溶液理论主要根据纯物质性质对混合物性质进行简明扼要的预测，得到相关研究人员的普遍关注和讨论。但正规溶液理论更多地适用于非极性分子，涉及到极性分子时，往往产生较大的预测误差，致使萃取工艺质量水平有所降低。基于这一情况，研究学者将正规溶液理论应用范围加以扩展，在极性分子具有的无限稀释活度系数的计算上加以应用，虽可获取目标物质，但仍存在较大的局限性。

2 萃取剂选择的相关注意事项

作为化工分离的经典方法，萃取广泛应用于化工生产及分离科学领域。萃取的本质其实就是借助萃取剂作用，实现物质亲水性向疏水性转化，由此达到最终的分离效果。基于萃取剂的重要作用，在萃取剂选择上要注意以下事项：

2.1 萃取剂在萃取容量上应具备较高水平

所谓萃取容量，指的是在理想条件下，萃取剂保留强保留分离物的总量，体现出萃取剂在单位浓度下的萃取能力。一般而言，萃取容量较高的萃取剂可以充分去除混合物杂质组分，最大限度保留目标物质。

2.2 萃取剂与料液之间要具备密度差，且两者互溶性要较弱

此处所说的料液更多地指的是水。两者间的密度差，也就是指萃取剂要有较小的水溶性，较大的油溶性，萃取剂溶解度在水相中要小，相应地，在稀释剂中要大[2]。满足这一条件，萃取剂可以与水相更容易发生分层，产生更好的分离效果，从而避免乳化及第三相生成等萃取问题。例如，在4℃条件下，水密度可达13g/cm，而四氧化碳密度大小为1.5953g/cm。可以看到，四氧化碳和水在密度上具有较大差距，采用水溶性较小的四氧化碳来对目标物质加以萃取，能够起到良好的萃取效果。

2.3 萃取剂要具备必备的化学性质

萃取剂应具备的必备化学性质主要体现在化学及热稳定性方面，具体表现为萃取剂粘度及腐蚀性较低、相对密度较小、沸点不高、熔点较低。化学及热稳定性较好，才能称得上是性能优秀的萃取剂，也才能充分发挥出自身的分离功效。例如，在处理煤化工生产污水方面，由于污水中酚物质含量较高，要采用萃取剂对其含量加以降低，备选溶剂有二异丙基醚、重苯及重苯溶剂油、粗苯等[3]。虽然这些萃取剂都能达到90%以上的萃取效率，但二异丙基醚具有较高沸点，挥发性弱，且不易乳化。通过全面考虑，在酚污水处理上，二异丙基醚为最优萃取剂。

3 结语

化工工艺流程中，萃取剂占据了重要地位，发挥了关键作用，基于萃取剂的重要性，在萃取剂的选择上要进行综合考虑，优选萃取容量高、相对密度小、选择性较高、化学及热稳定性优异的萃取剂类型，以充分获取目标物质，达到最优化的萃取效果。

参考文献：

[1]阮金宇.基于化工工艺流程中萃取剂选择的几点思考[J].中国化工贸易，2014（29）：145.

[2]顾李，孙汝友.萃取剂在化工工艺流程中的应用[J].中国化工贸易，2013（11）：270.

[3]张威.浅谈关于化工工艺流程中萃取剂的选择[J].化学工程与装备，2011（06）：42.endprint