化工工艺流程中的萃取剂选取研究

孙 会

（浙江华方药业股份有限公司，浙江 台州 318020）

0 前言

化工企业在生产的过程中，就是通过化学反应的相关原理来将这些原材料转化为化工产品。在生产的过程中要保证每个环节都在相关的部门领导下进行，不能随意地进行操作。化工生产本身需要用到催化剂、萃取剂、原材料。萃取剂主要运用于萃取分离的过程中，它是化工生产最常见的方法，在进行萃取分离时，需要选择合适的萃取剂，这样可以有效保证化工生产的安全性和效益性。所以化工企业的领导要重视萃取剂的选择，从上到下的规范要求员工使用萃取剂。

1 化工工艺流程

化工工艺流程实际上就是通过化学反应原理把化工原料转化为化工产品的过程。化工工艺流程主要是由3个部分组成的：首先，要对原材料进行处理。从化工加工的生产角度入手，在进行化工生产前，要对这些化工原料进行整体的清理，保证原材料的纯净度。对于一些材料进行提浓、混合和乳化。只有这样才能够最大程度地保证化工生产的实际需求。其次，要注重化学反应这个环节。在完成对化工原材料的处理之后，就需要结合所要生产的化工产品的特性，来选择合适的温度，对这些物质进行化学反应，保证整个化学反应的速率。结合不同的化学原理，化学反应类型主要包括氧化反应、还原反应、异构化反应以及化能合成反应等。根据要加工的化工产品需要，选择合适的化学反应类型来进行相关的生产活动。最后，也就是化学反应的精练环节[1]。当化学反应完成后，将得到的产物进行相应的分离，把其中的杂质去除掉，这样才能够得到最终的化工产品。在生产化工产品时，要保证它能够在一定的环境下进行，保证所使用的生产设备符合相关要求。在化工生产过程中，使用的工艺要根据相关加工产品的类型来进行选择化工材料和环境，也就是在采用化工加工工艺时，要保证它的特殊性，选择适合的加工工艺，需要配合相应的特定设备。不仅要对这些环境、设备提出相应的要求之外，还应该严格规定产品的操作流程，使用恰当的萃取剂、催化剂，保证产品的结构。每个化工生产都需要按照上述的3个步骤，也就是对原理进行预处理、化学反应、产物的分离及精制。在化工生产的过程中需要通过化学反应来进行加工生产，也就意味着整个化工过程都需要以化学反应过程为核心。在化学过程中，需要化学处理过程和物理处理过程。整个的工艺过程反映出了需要多个单元通过一定的顺序进行相应的组合，把这些原料转化为目的的产品。

在化工工艺流程过程中，流程图多分为3种：1）方框流程图，它是最简单的1种流程图，运用方框间的箭头来连接，保证整个过程。2）简易流程示意图，通过一些图像、符号和代号来表示化工的设备、管道等。3）带控制点的工艺流程图，主要包括生产装置、设备、物料以及动力管线等。以醋酸乙烯酯合成工序工艺为例，用方框流程图可以更加清晰地看到整个流程[2]。首先，是乙炔通过吸附的方式，进行鼓风机增压、混合、预热、合成，再通过气固分离的方式，来合成产物气体和催化剂粉末，醋酸通过加料泵进行蒸发，得到蒸发的残液。

目前，化工企业在加工生产的过程中，大多数是将化学原理、基础学科知识和化工工程的知识与技术应用到一起，这样可以有效地提高化工企业的规模化生产，保证化工企业能够规范地生产。对化工原料和副产品进行有效的利用，保证化工工艺加工可以向着新型能源转化，加强对催化剂的使用，保证化工加工可以节能减排降耗，实现自动化生产。

2 化工工艺流程中萃取剂选择的原则

在选择萃取剂时，主要是从化工企业生产的产品质量以及萃取工艺的安全性和成本上入手的，所以在化工生产过程中要遵循以下原则：首先， 在选择萃取剂时要尽可能地保证它的良好性质。选择萃取剂的时候要保证萃取过程中溶质的溶解能力，对于那些不是萃取部分的物质萃取剂是不会对其进行萃取的。在对溶液进行组分的过程中，要保证选择的萃取剂具有一定的指向性。萃取剂本身应该具有一定的物理特性，这样可以根据它的物理特性对其进行阶段性的萃取。其次，在选择萃取剂时需要稳定的化学性质，保证萃取剂的提取速率。萃取剂的化学性质和萃取过程的稳定性有一定的关联性，所以要尽可能地选择腐蚀性比较低、化学反应低、分解反应低的一些萃取剂。明确萃取剂的速率，可以最大程度地保证化工生产过程中的成本。再次，在选择萃取剂时，要充分考虑到它本身的性价比以及萃取剂的安全性。萃取剂的价格参差不齐，但并不意味着高价格的萃取剂就更好，在萃取的过程中所用的萃取剂的经济性和实用性的特点。萃取剂要选择那些无毒、没有刺激性、燃点高以及容易挥发的材料，这样才能进一步保证在化学反应过程中的安全性。 最后，要保证萃取剂有良好的反萃取特点，这样才能够保证萃取条件发生变化时，萃取剂可以作用于萃取溶液，便于从中进行物质的转换。综上所述，在化工生产过程中，人们常用的萃取剂为：

在使用萃取剂时，既要保证萃取剂的来源，又要简单便捷易操作。当萃取剂的类型比较多时，就需要综合考虑化工生产过程中的因素进行分析，最后选择适合生产需要的萃取剂，保证萃取剂的使用满足上述原则[3]。在工艺流程配置的过程中，要学会选择合适的方法，对原料进行预处理，保证预处理系统的科学性，让企业可以更好地选用价廉易得的原料。运用合适的工艺流程和工艺条件，提高原料的转化率和反映选择性。在反应系统中，反应器多是单台，当然也可以选择多台并联的方式，当催化剂活性低时，就可以运用双台串联的方式，这样有利于加快催化剂的反应速率，有利于反应吸热、放热，保证整个反应过程中有反应器和再生器一起工作。在反应产物的分离系统中，要想把反映生产的产物从中分离出来，就需要通过相应的精制、提纯的方式，得到相应生产的产品。把这些原料进行循环使用，降低生产成本，对回收的物料进行合理的处理。在化工生产过程中，要根据化工工艺的特点，保证生产化工品的需求，时刻关注化工生产的流程，综合考量来选择萃取剂。

3 化工工艺流程中萃取剂选择应注意的事项以及相关应用

3.1 化工工艺流程中萃取剂选择应注意的事项

3.1.1 可选性强

在化工工艺流程过程中，萃取剂的作用是和一些必要的物质进行相溶，将其中不同的部分分隔开，其中被隔离的物质就是萃取物。这样可以根据特性来选择适当的萃取剂，保证萃取剂所具备的分离系数。当分离系数大时，萃取剂的效果就会越显著，通过反复地反应后可以得到的萃取物量也会随之增加，通过研究可知，萃取物获得的数据越多，也就意味着该项研究结果更有说服力。反之，当萃取剂的分离系数比较低时，和物质相溶后所分离出的溶质也就会少，这样不能达到预期的量，也就意味着参数和相关指标的准确率不能得到保证，不能够用于真正的研究中。用于研究的萃取物，都是需要经过大量多次的实验得出的数据，当得出相同或相近的结果比较多时，也就意味着这项研究的可信度比较高。所以，在选择萃取剂时，要保证它的可选性强，这样才能够真正达到分离萃取物的目的。化工生产每天需要大量的能源消耗，在生产的过程中需要注意节能的问题。对整个换热流程进行合理地计划，保证可以通过分级回收热能，来提高传热速率。保证设备位置的相对高低，学会利用位能输送物料，使物料通过自动化的方式进入低压设备，保证整个设备的平衡性。

3.1.2 容量较大

在化工工艺流程中，化工企业会使用到很多的原料，为了保证这些原料的质量，就需要对萃取剂进行容量的检验，保证萃取剂容量的要求和萃取剂萃取效果有很大的关系。可以选择相同的特性，萃取剂的容量是指在特定单位萃取剂在萃取过程后产生的萃取物的量，良好的萃取剂所得到的萃取物也多。这也就意味着萃取剂的容量和萃取物的量是正比的关系，当萃取剂容量大时，萃取的效果也就会好，所得到的萃取物也就多。在生产过程中，不能通过将容量小的萃取剂增加剂量的方式来进行萃取，这样不仅不会提高萃取的效果，还会影响萃取物的物质变化，当出现这样情况后，要进行针对性地解决。这些问题多是在未知的情况下进行的，在短时间内很难找到相应的解决方法，容易增加生产的成本。这样的投入存在一定的风险，当出现不能控制的情况时，就会造成人们难以想象的后果。所以，在使用萃取剂时，只需要少量即可得到预期的量，虽然投入得少但是得到的量多，尽可能地投入萃取剂，减少一些不必要的投入。

3.1.3 性质稳定

在化工工艺流程中应用萃取剂，要保证它的性质和状态，只有达到相关要求，才不会产生别的变化。在使用萃取剂时，很容易用到水或者油，当萃取剂可以和水、油进行融合时，就容易被溶解，失去了萃取的作用。在萃取过程中，还会受到温度的影响，有的萃取剂会随着温度的变化而产生分解，这就会使萃取剂的效果大大降低，在进行化工工艺的处理时，还会加入一些试剂来改变物质的特性，有的需要同时加入萃取剂才能够保证物质的特定状态，当萃取剂的性质不稳定时，就容易出现其他的化学反应或者溶于其他的试剂中。由于萃取剂的使用多是通过人工来进行操作的，所以在使用萃取剂时要考虑到它是否具有腐蚀性、辐射性、毒性，当含有这些成分时，就需要在操作中配备相应的防护措施，降低对操作人员的危害。员工在使用萃取剂时要充分考虑到它本身的特性，做好相关的事前准备，避免对人体产生危害。

3.1.4 易于反萃取

这一过程是萃取的逆过程，在化工工艺中，很多萃取后的物质状态不是人们想要的，为了减少浪费的情况，就需要把它们调整为相应的状态，利用反萃取的方式把萃取物中的一些物质转化为水相。反萃取剂实际上就是反萃取功能，把那些有机相中被萃组分结构进行相应的破坏，使其溶于水，或成为和水与机相不相容的沉淀物，也就是通过萃取得到的萃取物大多数都具有反萃取的性质，由于萃取剂的容量和性质等不同方面的差异，会影响到反萃取物的能力[4]。在选择萃取剂时，要注重反萃取的特点，将它作为1个选择的参考指数，这样便于进行反萃取的操作，保证在特殊的情况下也能够解决或者是还原相关物质的特性，降低一些不必要的损耗。

3.1.5 成本控制

在制备萃取剂时需要一定的成本，当萃取剂的种类繁多时，就需要选择和实际生产相关的萃取剂，有很多萃取剂不符合相关要求，所以需要从多个角度控制成本。对于化工企业来说，要选择那些容易制备，价格便宜效果好的萃取剂，由于萃取剂的成本本身就高，要想取得良好的效果，就需要严格选择材料。好的萃取剂不仅投资少，萃取效果也更好，只需要使用少量的剂量，就能够达到相应的效果，这样才能更好地把握萃取剂的成本。目前，现阶段所使用的萃取剂有数十种，萃取剂本身的性质和特点存在比较大的差异，所以在制备的投入上也有所不同，应用时也有很大的区别，例如在萃取钨时，运用了三烷基胺，在稀土中使用烷基磷酸等，由于这些萃取剂本身的结构较为复杂，所以在制备时需要的投入也会相应地增加。例如己酸异戊酯的制备，可以用于溶剂以及调味、制革、人造丝、胶片和纺织品等加工工业，可用于香皂、合成洗涤剂等日化香精配方中，见表1。在化工工艺流程中，萃取剂的种类繁多，真正能够满足化工企业需求的制备却不多，要保证这些制备既能够满足化工企业的需要，又能够降低生产成本。

表1 乙酸异戊酯产品规格

3.2 化工工艺流程中萃取剂的相关应用

3.2.1 环境处理

在萃取的过程中，萃取剂的使用需要和指定物质进行相互作用，这样才能够改变物质的特点，让它能够溶于萃取剂中，当二者混合在一起后，萃取剂就可以有选择地进行溶解，将那些不必要的物质溶解掉，留下想要的部分，保证萃取后物质的纯净度。再通过分离技术把萃取物分离出来，达到相应萃取的目的。该方法在环境处理中也比较常见。例如，在对萃取设备处理煤气化废水时，萃取剂的选择见表2。

表2 几种萃取剂物理性质和萃取性能比较

利用上述的萃取剂将含有其他杂质的废水进行特定程度的净化，可以采用特定量的萃取剂和废水进行结合，首先可以将溶质和废水进行隔离，运用萃取剂来进行萃取，把废水中一些掺杂的物质溶解掉，其次，把留下来的溶质运用分离技术和废水进行分离，这样就可以获取所需要的物质，最后，达到提取的目的。

3.2.2 化工处理

在进行化工处理时，需要将萃取剂和被萃取物质结合在一起，将被萃取物质转化为化学试剂，应用到化工的处理中。化工企业经常会产生一些废气、废水和废渣，这些废弃的东西里含有多种有毒、有害物质，需要进行妥善的处理，如果没有达到相关要求就排放，势必会影响到环境。使用萃取剂主要是因为萃取剂的性质稳定，不会轻易溶于水、沸点高、不易燃，可以有效控制成本，能够有选择性地进行萃取，满足人们的不同需求。萃取剂可以通过多种的组分溶剂来进行实现，可以更好地对化工进行处理，是化工企业员工使用的常见手段。例如要想去除咖啡中的咖啡因，就可以采用适量的三氯乙烯为萃取剂，或者是对铀矿石进行提取时，萃取剂可以选用2-乙基己基磷酸。

3.2.3 产品精制

在对化工工艺流程进行处理后，化工企业就可以获得自己所要的产品，这些产品多是由混合物或化合物组成的，所以很容易夹杂一些杂质，如果直接使用，就会影响到产品本身的质量，所以，这些产品都要经过萃取剂才能够保证没有杂质，把那些不必要的东西分离出去，这样可以有效提高产品的质量，保证产品的稳定性。如果要保证产品品质，就需要去掉那些不必要的物质。例如，要想去除苯中的苯酚，可以加入氢氧化钠，把苯酚转化为苯酚钠，利用酚钠易溶于水的特点，把它和苯分开。例如油品的化学精制，可以运用化学药剂（硫酸、氢氧化钠等）和油品中的一些杂质硫化物、沥青质等发生化学反应，把这些杂质可以去除掉，改变油品的气味、颜色等。

4 结语

综上所述，随着我国化工工业的不断发展，要想保证化工工艺流程的规范性，就需要合理使用萃取剂。优化化工工艺流程可以给企业的生产带来很大的便利，例如可以提高企业的生产效率，保证生产出的产品质量，还能够有效控制化工企业的生产成本，通过最少的投资来获取更多的利益。在选择萃取剂时要注意很多问题，结合生产作业的具体情况而定，工人要严格按照相关规章制度盲目操作。