化工工藝流程中萃取劑的選擇分析

楊麗(石河子大學(xué)，安徽 阜陽(yáng) 832003)

0 引言

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷加快，化工行業(yè)為了能夠更好的適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要，也在利用多種方式追趕著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐。萃取劑在化工工藝流程中的有效運(yùn)用，是提升化工行業(yè)水平和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，不僅能夠提升生產(chǎn)效率，也能夠在成本方面予以有效的控制，推動(dòng)行業(yè)加快前進(jìn)的腳步。

1 化工工藝流程中運(yùn)用萃取劑的意義

1.1 增強(qiáng)生產(chǎn)效率

化工工藝流程中，對(duì)特定的物質(zhì)需要進(jìn)行相應(yīng)的處理才能夠得到滿足生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品，如果只是通過物理的手段將物質(zhì)的形態(tài)發(fā)生改變，所起到的效果十分微弱，幾乎無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果。也就是只有在經(jīng)過化學(xué)變化后得到的物質(zhì)，才是化工企業(yè)生產(chǎn)所需要的，萃取劑的出現(xiàn)能夠有效的滿足該方面的需求，更好的切合化工工藝流程的需要，讓流程中每道工藝都能夠快速開展，為化工生產(chǎn)提供更多的基礎(chǔ)內(nèi)容，生產(chǎn)效率也能得到有效提升[1]。

1.2 確保生產(chǎn)質(zhì)量

萃取劑在化工工藝流程中的運(yùn)用能夠與原材料處理環(huán)節(jié)中的必要物質(zhì)形成有效的化學(xué)反應(yīng)，讓其形態(tài)上發(fā)生不同程度的改變，將物質(zhì)中需要的部分與其他部分相互隔離，再配合分離手段就能夠得到需要的原料。被分離出來的原料在萃取劑的作用下能夠具有良好的品質(zhì)，穩(wěn)定性也得到有效保證，而且被分離出來的部分?jǐn)?shù)量較多，能夠滿足生產(chǎn)需要，確保投入生產(chǎn)時(shí)不會(huì)受到影響。

1.3 提升經(jīng)濟(jì)效益

通過萃取劑的合理運(yùn)用，能夠?qū)⒒すに嚵鞒讨兴协h(huán)節(jié)的質(zhì)量予以有效的提升，化工企業(yè)在整體的生產(chǎn)效率方面也會(huì)得到有效的提升，獲取的經(jīng)濟(jì)效益也在隨之增長(zhǎng)。另一方面，隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，萃取劑的運(yùn)用方面也產(chǎn)生了變化，也就是劑量的投入得到了很好的控制，只需要運(yùn)用少部分劑量的萃取劑，就能夠得到大量的溶質(zhì)，而且萃取劑還能夠被再次提取、利用，極大的節(jié)省了成本。

2 化工工藝流程中萃取劑選擇的注意事項(xiàng)以及相關(guān)應(yīng)用

2.1 化工工藝流程中萃取劑選擇的注意事項(xiàng)

2.1.1 可選性強(qiáng)

萃取劑的在化工工藝流程中的作用是與必要的物質(zhì)相溶，將當(dāng)中不同的部分隔離開來，被隔離的部分就是需要的萃取物。根據(jù)這方面的特性能夠知曉萃取劑應(yīng)當(dāng)具有較好的可選擇性，也就是萃取劑要具備較大的分離系數(shù)。分離系數(shù)越大，萃取劑的效果就會(huì)越明顯，經(jīng)過反應(yīng)后得到萃取物的量也就會(huì)越多，進(jìn)行研究工作時(shí)，從萃取物中獲得的數(shù)據(jù)較多，研究結(jié)果就更加具有說服力。相反的情況下，如果萃取劑的分離系數(shù)較低，與物質(zhì)相溶后能夠分離出來的部分溶質(zhì)也相對(duì)較少，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的量，相應(yīng)的參數(shù)與有關(guān)指數(shù)的準(zhǔn)確率也無(wú)法得到有效保證，畢竟真正能夠作為投入使用的研究數(shù)據(jù)，都是經(jīng)過對(duì)大量的萃取物進(jìn)行研究，并對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行多次精密計(jì)算后才得到的，只有具有相同或相似結(jié)果出現(xiàn)的概率較多，準(zhǔn)確率和可信度才會(huì)具有真正的意義。因此，較強(qiáng)的可選性是萃取劑能夠順利達(dá)到分離萃取物目的的基本保證。

2.1.2 容量較大

在化工工藝流程中，經(jīng)常會(huì)需要許多的原料，然而保證能夠獲取這些原料的因素就是萃取劑的容量，萃取劑容量方面的要求與萃取劑的萃取效果有著直接的聯(lián)系。與可選性強(qiáng)的特征相同，萃取劑的容量就是特定單位萃取劑在萃取過后產(chǎn)生萃取物的量，良好的萃取劑能夠得到較多量的萃取物。也就是萃取劑的容量與萃取物的量是呈正比的，即萃取劑容量大，萃取效果就會(huì)越好，得到的萃取物也會(huì)較多。當(dāng)然不能夠?qū)⑷萘枯^小的萃取劑通過增加劑量的方式提升萃取效果，這樣的方式不僅無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)萃取的目的，還會(huì)引發(fā)被萃取的物質(zhì)產(chǎn)生其他的變化，一旦此類情況發(fā)生，就必須要進(jìn)行有針對(duì)性的解決，然而出現(xiàn)的問題屬于未知情況，很難在最短的時(shí)間內(nèi)找到有效的解決辦法，而且還會(huì)增加相應(yīng)的成本。至于對(duì)未知情況投入的成本也存在較高的風(fēng)險(xiǎn)性，如果已經(jīng)達(dá)到無(wú)法控制的程度，最終的結(jié)果也會(huì)讓人難以想象。所以，真正有效的萃取劑只需要少量就可以得到預(yù)期的量，投入的量少，獲得的量多，能夠在萃取劑的成本上給予有效的控制，降低不必要的投入。

2.1.3 性質(zhì)穩(wěn)定

萃取劑在化工工藝流程中運(yùn)用時(shí)，其自身也具備相應(yīng)的性質(zhì)以及狀態(tài)，然而這些特征都必須要具有良好的穩(wěn)定性，若無(wú)法達(dá)到這方面的要求，就很容易產(chǎn)生其他方面的變化[2]。比如在運(yùn)用萃取劑時(shí)，經(jīng)常會(huì)有水或油的介入，若萃取劑能夠與水、油融合的話，那么就很容易被溶解掉，失去萃取的作用，與此同時(shí)，在萃取過程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生溫度的變化，如果萃取劑容易隨著溫度的變化而發(fā)生分解，其真正能夠起到作用的情況會(huì)大大降低，而且在進(jìn)行化工工藝處理中，還會(huì)加入其它成分的試劑來改變物質(zhì)的特性，或者需要萃取劑與能夠讓特定狀態(tài)的物質(zhì)進(jìn)行氧化反應(yīng)的還原劑相結(jié)合使用，期間若萃取劑的性質(zhì)不夠穩(wěn)定，就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生另外一種化學(xué)反應(yīng)或者溶于其他試劑當(dāng)中的情況。類似的情況還有抗高溫、耐酸堿性等，而且萃取劑的運(yùn)用多數(shù)需要進(jìn)行人工操作，所以萃取劑的性質(zhì)還不能包括毒性、腐蝕性以及輻射性，如果含有這些特征，只要人在操作過程中未能夠配備相應(yīng)的防護(hù)措施或者是出現(xiàn)直接接觸的情況，將會(huì)對(duì)工作人員的身體健康產(chǎn)生較大的危害，甚至是非常容易對(duì)生命安全造成威脅。

2.1.4 易于反萃取

反萃取就是萃取的逆過程，在化工工藝流程中，許多萃取后的物質(zhì)所得到的狀態(tài)并非是最終想要的，為了避免造成過度浪費(fèi)，需要將其狀態(tài)予以調(diào)整，通常來講就是利用反萃取的方式把萃取物中的負(fù)載有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相的過程。也就是反萃取劑實(shí)現(xiàn)的反萃取功能，是將有機(jī)相中被萃組分結(jié)構(gòu)的作用進(jìn)行破壞，生成易溶于水的化合物，或是與水和機(jī)相都不相容的沉淀物，實(shí)際上經(jīng)過萃取得到的萃取物大多都具有反萃取的性質(zhì)，但由于萃取劑的容量、性質(zhì)等諸多方面的差異，反萃取的能力也會(huì)隨之發(fā)生改變。所以萃取劑在選擇時(shí)要將容易反萃取的特點(diǎn)作為必要的性能參數(shù)，即選擇具有易于反萃取操作特性的，便于特殊情況下能夠有效的解決或者還原某些物質(zhì)的特性，減少不必要的損失和消耗。

2.1.5 成本控制

萃取劑的制備也是需要相應(yīng)成本的，實(shí)際上萃取劑的種類較多，但是真正能夠達(dá)到與實(shí)際生產(chǎn)需要效果相符合的卻不多，所以在成本控制上，也是萃取劑選擇時(shí)需要考慮的方面。應(yīng)當(dāng)選擇制備容易，價(jià)格便宜且效果極佳的萃取劑，畢竟萃取劑的成本過高，所取得的效果卻未必能達(dá)到良好的程度。理想的萃取劑不僅成本方面投入較少，萃取效果也較好，只需要進(jìn)行少量的使用，就能夠達(dá)到預(yù)期的量，才能夠更好的控制在萃取劑方面的成本。如今真正投入使用的萃取劑有數(shù)十種，只是不同的萃取劑的性質(zhì)與特征存在較大的差異，制備時(shí)所投入的成本也各不相同，而且應(yīng)用的方面也有著非常大的區(qū)別，例如萃取鎢時(shí)所使用的三烷基胺，萃取稀土?xí)r運(yùn)用烷基磷酸等，這些萃取劑由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，進(jìn)行制備時(shí)相應(yīng)的投入會(huì)有所不同。雖然化工工序中運(yùn)用到的萃取劑種類較多，然而真正能夠滿足低制備成本的卻并不多，只有十幾種能夠達(dá)到相應(yīng)的要求。

2.2 化工工藝流程中萃取劑的相關(guān)應(yīng)用

2.2.1 環(huán)境處理

在進(jìn)行萃取過程中，萃取劑的運(yùn)用與指定物質(zhì)相互作用，改變物質(zhì)的特性，讓其能夠溶于萃取劑中，兩者呈混合狀態(tài)后，萃取劑能夠進(jìn)行選擇性的溶解，也就是將不必要的部分溶解掉，留下必要的部分就是萃取后得到的萃取物，再利用分離技術(shù)將萃取物分離出來，就真正達(dá)到了萃取的目的。這樣的方法往往在環(huán)境處理中較為常用。例如對(duì)環(huán)境中的酚進(jìn)行處理時(shí)，利用萃取劑將含有酚的廢水進(jìn)行特定程度的凈化，能夠?qū)⑺械姆犹崛〕鰜恚蛘呤翘崛》冷P油、香皂中所需要的羊毛脂時(shí)，可利用特定量的萃取劑與廢水進(jìn)行結(jié)合，先將必要的溶質(zhì)與廢水進(jìn)行隔離，萃取劑在經(jīng)過選擇性的萃取后，廢水中的不必要物質(zhì)會(huì)被萃取劑溶解掉，留下來的溶質(zhì)再利用分離技術(shù)將其與廢水進(jìn)行分離，得到所需要的羊毛脂，從而達(dá)到有效提取的目的。

2.2.2 化工處理

化工處理時(shí)需要萃取劑能夠與被萃取的物質(zhì)相結(jié)合，將被萃取的物質(zhì)能夠轉(zhuǎn)化為化學(xué)試劑，從而應(yīng)用到其他的化工處理過程中。產(chǎn)生此類用途的原因不僅因?yàn)檩腿┑男再|(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)輕易溶于水、沸點(diǎn)高、不易燃，而且成本控制較低，還能夠具備選擇性萃取的能力，能夠極大的滿足許多方面的需求，另一方面，萃取劑還能夠運(yùn)用多種組分溶劑來實(shí)現(xiàn)，作為化工處理的手段是較好的選擇。例如去除咖啡中含有的咖啡因時(shí)，可以選擇適量的三氯乙烯作為萃取劑，或者對(duì)鈾礦石進(jìn)行提取時(shí)，可以將2-乙基己基磷酸作為萃取劑，結(jié)合煤油、磷酸三丁酯對(duì)鈾礦石的硫酸浸出液進(jìn)行提取，能夠得到當(dāng)中含有的鈾成分[3]。

2.2.3 產(chǎn)品精制

化工工藝流程處理后，最終得到的是化工企業(yè)需要的產(chǎn)品，然而這些產(chǎn)品是由混合物或者化合物組成，許多情況下會(huì)夾雜著很多的雜質(zhì)，若直接投入使用，定然會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量造成非常多的影響，因此，這些產(chǎn)品都需要通過萃取劑能夠?qū)⑤腿∥锔綦x的特性，把當(dāng)中含有不必要的東西都分離出去，或者促進(jìn)物質(zhì)的質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，讓最終的產(chǎn)品狀態(tài)穩(wěn)定，品質(zhì)有保障，不會(huì)參雜許多不必要的物質(zhì)。例如可以利用適量的MBT 精致萃取劑對(duì)橡膠的品質(zhì)進(jìn)行提升，實(shí)現(xiàn)精制橡膠品質(zhì)的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，萃取劑在化工工藝中的有效運(yùn)用，能夠?yàn)榛すに嚵鞒處碓S多的便利，不僅能夠增強(qiáng)生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量，也能夠便于化工企業(yè)在生產(chǎn)成本方面進(jìn)行有效的控制，達(dá)到以最少的投入獲取更多利益的目的，然而萃取劑的選擇需要注意的方面較多，要根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)需要進(jìn)行選擇，不可盲目操作。