⑴ 如何提高减压蒸馏过程中的真空度
油气综合利用工程原油减压蒸馏蒸汽抽真空工艺设计肖立刚中国石油天然气华东勘察设计研究院摘要论述了蒸汽抽真空系主题词蒸汽抽真空冷凝7-统各工-参数皇问的关系,以及不同备件下各工-参数的选取.里笪,耐,舀蓬,电,1前言在常减压蒸馏装置设计中,蒸汽抽真空系统的设计是非常重要的.设计好的抽空系统所能达到的塔顶真空度高,所耗工作蒸汽少,能耗低.反之,设计不好的抽空系统,所能达到的塔顶真空度低,所耗工作蒸汽量大,能耗高.蒸汽抽真空系统图1湿式减压抽真空流程图选取的塔顶操作压力和所能达到的冷凝器出口温度,要使在塔顶冷凝器的出口压力和温度条件下,水蒸汽能大部分冷凝下来.湿式减压蒸馏的塔顶操作压力为5.3~8.,一般选用两级抽空方案.干式减压蒸馏塔操作压力为1.3一2.7,必须采用三级抽真空方案.如果因冷却水温度所限,所能达到的冷凝器出口温度不能使湿式减压的塔顶蒸汽大部分冷设计的成功与否关系到减压蒸馏的拔出率和整个装置的能耗.2抽真空系统流程方案的确定根据减压蒸馏操作条件的不同,抽真空系统分为两级抽真空(图1)和三级抽真空(图2).是选用两级抽空,还是三级抽空,取决于所图2干式减压抽真空漉程图凝下来,则湿式减压电需采用三级抽真空流程.3抽空器负荷的确定抽空器吸人气体包括可凝油,裂解气,漏人的空气,蒸汽等.抽空器的抽空负荷对抽空器的工作蒸汽的耗量影响很大,因此,尽量减少抽空负荷与准确计算出负荷量对设计抽空系统非常重要.可凝油与不凝气量与减压炉管内油品和减压塔底油品裂解程度有关,不同的原油裂解程度不同.国内目前还未见减压蒸馏条件下,各种常渣裂2袖气综合利用工程1998年解的研究报道.可凝油量还与常压塔底汽提段的汽提效果有关,汽提效果不好,则少量煤油馏份进人减压系统,造成可凝油量增加.另外.减压塔顶温度过高,会使少量柴油和蜡油进人抽空系统.根据经验,可凝油量一般占减压进料量的0.38%(质量)【包括空气,它占不凝气的10%~15%(体积)].湿式减压蒸馏时上至塔顶的蒸汽量为炉管注管和塔底及侧线汽提蒸汽之和.除增压器外,进入一,二级抽空器的气体负荷是由可凝油,空气,不凝气,蒸汽在前一级冷凝器出口温度,压力下气液平衡决定的,设计时,应采用计算机软件进行准确计算.4抽空系统的冷却设计抽空系统冷凝器的冷凝冷却效果对于减少抽空器的负荷,降低抽空工作蒸汽耗量,降低能耗,得到高的塔顶真空度是十分重要的.目前抽空常见的冷却方式有水冷和湿空冷.水冷又分新鲜水冷却和循环水冷却.湿式减压蒸馏塔顶残压为5.3时,要通过塔顶冷凝器将大部分水蒸汽冷凝下来.冷后的温度必须达到3℃以下.这样的冷后温度.采用循环水或湿空冷冷却时,夏季都难以达到.因而必须采用新鲜水作为冷却介质.为了节约新鲜水用量,在冬季时可采用循环水冷却,设计时,塔顶冷凝器可采用新鲜水和循环水并联的方法.如果某厂没有大量的新鲜水可用做冷却介质,塔顶必须设增压器,使增压器出口压力达到8.以上,此时,增压器压缩比不能过高,以小于2为宜.否则,能耗大大增加.干式减压的增压器后冷器冷后温度与增压器出口压力相对应,一般为33℃~35℃,这时采用循环水仍难达到,应采用新鲜水或湿空冷冷却.一,二级抽空器后冷器,由于压力较高,水蒸汽很容易冷凝下来,这时,选取过低的冷凝器出口温度,会使冷凝能耗上升,冷凝器投资增大.一般一,二级抽空器后冷器出口温度为4℃一45℃.当采用循环水冷却时,由于减顶抽空冷凝器的安装位置一般高于全厂其它循环水用户.能流到抽空冷凝器的循环水量有时难以保证,造成冷凝器冷后温度过高.因此,必要时装置内应设抽空冷凝器专用的循环增压泵.5抽空器各级压缩比的确定抽空器的压缩比,应依据抽空器后冷凝器所能达到的冷后温度来确定,使得在冷凝器的压力与所能达到的温度条件下水蒸汽能大部分冷凝下来,以减少下一级的抽空负荷.5.1增压器的压缩经增压器的作用是提高一级抽空器的人口压力,同时,保证在增压器后冷器出口温度条件下,大部分水蒸汽冷凝下来.当干式减压塔顶操作压力为1.6.增压器后冷器出口温度为35℃时,增压器压缩比为6较为合理.当湿式减压塔顶操作压力为5.3~8.,冷凝器冷后温度4℃,增压器压缩比为2~1.5较为合适.5.2一,二级抽空器的压缩比一,二级抽空器的排出压力较高,在其排出压表1抽空不同压缩比分配的计算结果压缩比2.5/7.33.2/5.64/4.44.5/3.9级别1212212动力蒸汽耗量/695727894.45365167.54061165.9359砖后未凝蒸汽量12_91671.91650.11641.916后拎器热负荷'/250.492267930.151625371511206040092105.40两级抽奎罄总蒸汽耗量/42214309147315249注:本表计算基础数据(1)装置规模100×10'/(2)动力蒸汽:温度250,压力11998年油气壤合稍用工程3,,原油脱水系统工程设计郭奇志张素珍华北石油管理局化学药剂厂弋'-/一摘要随着炼油厂的扩建,原油储罐由几千立方米增至几万立方米,原油脱水带油现象更加严重,而未经任何处理的台油污水直接搏放至污水系统,导致罐区污水系统瘫痪,这一现象成为各炼厂惠需解决的难题.本文重点介鲴了华北油田化学药剂厂原油脱水系统改造的具体措施,以覆采用的新技新差薹釜实籀效果,脯沌,工4-主曩词舍油污水隅油池实施效果0,',7:01前曹华北油田化学药荆厂扩建后,新增000原油罐4个,原油日处理量4000.原油进入联合装置前必须进行脱水,如果脱水不净,将会导致常压塔的冲塔,生产出的产品为污油,必须回塔再炼.而原油在脱水过程中必然会有带油现象,这是由于原油在罐内脱水沉降24小对后,罐底液体是油与水交互共存的.脱水的同时不可避免地会带出原油.建厂初期由于污水系统设计不合理.污水未经任何处理直接排放至污水系统,导致罐区95%污水管线堵塞无法使用,车问只能用蒸气吹扫管线,边处理边脱水.1年来厂里曾进行过多次改造.仍未能解决这一问题.扩建以来问题更加严重
⑵ 宝华空气压缩机用什么机油
每个品牌的空气压缩机用机油的要求都是差不多的,首先一定要用润滑机油,不能是普通的机油。
一空压机油作用
1 减摩抗磨,降低摩擦阻力以节约能源,减少磨损以延长机械寿命,
提高经济效益。
2 冷却,要求随时将摩擦热排出机外。
3 密封,要求防泄漏、防尘、防窜气。
4 清净冲洗,要求把摩擦面积垢清洗排除。
5 抗腐蚀防锈,要求保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀。
6 动能传递,液压系统和遥控马达及摩擦无级变速。
7 应力分散缓冲,分散负荷和缓和冲击及减震等。
二空压机油成分
1、空压机油成分润滑油基础油
润滑油基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。矿物基础油应用广泛,用量很大,但有些应用场合则必须使用合成基础油调配的产品,因而使合成基础油得到迅速发展。
矿油基础油由原油提炼而成。空压机油成分润滑油基础油主要生产过程有:常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物。空压机油成分组成一般为烷烃、环烷烃、芳烃、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。
2、空压机油成分添加剂添加剂是近代高级润滑油的精髓,正确选用合理加入,可改善其物理化学性质,对润滑油赋予新的特殊性能,或加强空压机油成分原来具有的某种性能,满足更高的工况要求。
三空气压缩机油性能要求
由于空压机一直处于高压、高温及有冷凝水存在的环境中,因此空压机油应具有优良的高温氧化安定性、低的积炭倾向性、适宜的粘度和粘温性能、及良好的油水分离性、防锈防腐性等1. 基础油质量要高压缩机油的基础油可分为矿物油型和合成油型两大类。矿物油型压缩机油的生产一般经溶剂精制、溶剂脱蜡、加氢或白土补充精制等工艺得到基础油,再加入多种添加剂调合而成。压缩机油的基础油一般要占成品油的95%以上,因此基础油的质量优劣直接关系到压缩机油成品油的质量水平,而基础油的质量又与其精制深度有着直接关系。精制深度深的基础油,其重芳烃、胶质含量就少。残炭低,抗氧剂的感受性就好,基础油的质量就高,它在压缩机系统中积炭倾向小,油水分离性好,使用寿命相对就长一些。合成油型的基础油是以化学合成的方法得到的有机液体基础油再经过调配或加入多种添加剂制成的润滑油。其基础油大部分是聚合物或高分子有机化合物。合成油的种类很多,用作压缩机油的合成油主要有合成烃(聚α-烯烃)、有机酯(双酯)、聚亚烷基二醇、氟硅油和磷酸酯等5 种。合成油型压缩机油的价格比矿物油型压缩机
油昂贵得多,但合成油的综合经济效益仍超过普通矿物油。它具有氧化安定性,积炭倾向小,可超过普通矿物油的温度范围进行润滑,使用寿命长,可以满足一般矿物油型压缩机油所不能承受的使用要求。
2. 基础油馏分要窄
研究压缩机油的工况认为:改善基础油构成是提高压缩机油质量的关键性因素。由轻、重两种组分调合成的压缩机油注入压缩机气缸后,其中的轻组分因挥发性过强而提前离开工作部位影响润滑效果,而其中的重组分则因挥发性差,完成工作任务后不能迅速离开工作工作部位,长而久之在热与氧的作用下易生成积炭。因此,在这样的工况下,润滑油应选用窄馏分的组分油,不应选用多种馏分混合的组分油。19 号压缩机油是用含有大量残渣组分的宽馏分油调制而成的,在使用中压缩机积炭量较大。因此,要提高压缩机油的质量应将19 号压缩机油中的残渣组分去掉,选用窄馏分基础油。
3. 粘度要适宜
在动力润滑的条件下,油膜厚度随油品的粘度提高而增加,但摩擦力亦随油品粘度的提高而增加。粘度过低的润滑油不易形成足够强的油膜,会加速磨损,缩短机件的使用寿命。反之,润滑油粘度过高,会加大内摩擦力,使压缩机的比功率增大,以致增大功耗和油耗,也会在活塞环槽内、气阀上、排气通道内等处形成沉积物。因此,选择合适的粘度是正确选用压缩机油的首要问题。西安交通大学通过试验证明:在同一型号的压缩机上采用相同的试验条件,使用较低粘度牌
号的油品比使用高粘度牌号的油品最多可降低压缩机的比功率约10%,而机件磨损量却无明显差异。因此,在保证润滑的前提下,选择适宜粘度牌号的油品,对于节能和压缩机的可靠运行有着很重要的影响。
对合成压缩机油,更多的是从温度和介质的角度进行选择,因为压力主要体现了压缩机的工作负荷,这方面用添加剂比较容易解决,但是当压力比较大之后,也有一些变化,比如压缩空气时,如果压力很大,有可能造成水份凝结,那么对润滑油在有水情况下的防锈、润滑,以及与水的分离能力都提出了要求,另外,高压下,介质溶解入润滑油的能力提高,所以在压缩一些如乙烯、丙烯、丙烷、含有烃类气体的炼厂尾气等气体时,必须考虑高压下介质对润滑油的稀释和冲刷影
响,选择有抗稀释能力的润滑油。
对于空气压缩机来说,压力大了之后,也促进了油品的氧化,因为压力也是油品氧化速度的贡献因素之一,压力越大,氧化速度也越快。
排气量比较大的压缩机,如果是压缩空气的,那么润滑油与氧气的接触机会就大于低排量的压缩机,润滑油更容易氧化,所以,排量越大,对润滑油的要求越高,另外,排量大的压缩机,润滑油因为蒸发和溶解到气体中引起的损失也变大,所以,对润滑油就要求要很低的挥发性,与气体的溶解性比较低。
四国内空压机油分类
按使用负荷把往复式压缩机油分为L-DAA、L-DAB、L-DAC 三类。
分别适用于轻负荷、中负荷、重负荷往复式压缩机。
L-DAA 和L-DAB 又按40C 运动粘度分为32、46、68、100、150、220 六个牌号。
回转式空压机油已标准化的有L-DAG 轻负荷喷油回转式空压机油,规格标准为GB5904-86,粘度等级分15、22、32、46、69、100、六个牌号;L-DAH 回转式(螺杆)空压机油标准为企标,设32、46、32A、46A 四个牌号,DAH 油是由加氢基础油调制而成的新型优质螺杆空压机油,具有优良的热氧化安定性和低的积炭倾向,五空压机油使用注意事项1、不同牌号、档次的空压机油禁止混用。如果必须要混用,应该做混溶性实验。如果不能做,在使用第一周发现高温而检查油过滤器发现有异物,更换油过滤器后正常。说明两种油品发生反应,油品寿命要大大缩短。
2、更换时必须放尽旧油。严禁采用补加或过滤又重用的办法.因为虽然表面看压缩机油的颜色不变,但添加剂的消耗可能已经超过极限。
3、如果油泥不多(油泥多少可以在停机后从油气筒的注油孔用探测棒检查),装入2/3 的新油后,运转15 至60 分钟甚至两三天放净,再装满新油正常运行。如果油泥积碳太多,可拆开油气筒后,用专用清洗剂清洗,甚至用人工清除油泥和积碳,但是油气筒清洗完后,再加入油泥积炭清洗剂点动,让整个系统充满清洗剂,浸泡3~8 小时,放掉污染物。加入新油洗运转100 至200 小时后,放净清洗油,最后加入新油正常运行。
4、换油时应同时更换机油旁路滤清器、机油过滤器、油气分离细滤器、粗滤器过滤元件等,检查集滤器、空气滤清器、单向阀、温控报警器等是否完好。
5、推荐换油时间不是一个固定值,由于设备、环境、油温、机械杂质的影响均可加速油品的老化。为防止积碳、结焦,使用过程中(每500 小时)仍要注意观测润滑油的颜色、黏度、油性等,但不能单靠颜色判断油品好坏。最简单的办法是让油品冷却后检查其黏度,方法是:把油品到在报纸上,如果有品好象蜂蜜那样流动,就要更换有品了。如果油品还象流水一样流动,说明油品黏度还没有改变太大。
6、油温过高一定要找到原因,不能为了维持生产甩掉保护装置。
7 、空气压缩机油绝对不允许使用在氧气和氯气压缩机上,以免爆炸。
⑶ 减压蒸馏过程中,如何防止液体加热爆沸为何不能使用沸石
减压蒸馏使用沸石不起作用、只能加热缓慢,真空蒸馏是靠负压的作用、引起液体沸腾、沸石是常压沸腾时起作用、负压蒸馏只能依靠控制反应温度、加热速度来控制不出现爆沸。
液体的沸点是指它的蒸气压等于外界大气压时的温度。化合物的沸点总是随外界压力的不同而变化,某些沸点较高的的化合物在常压下蒸馏时,由于温度的升高,未达到沸点时往往发生分解、氧化或聚合等现象。
此时,不能用常压蒸馏,而应使用减压蒸馏。通过减少体系内的压力而降低液体的沸点,从而避免这些现象的发生。
许多有机化合物的沸点在压力降低到1.3-2.0kPa时,可以比其常压下沸点降低80℃-100℃。因此,减压蒸馏对于分离或提纯沸点较高或性质不太稳定的液态有机化合物具有特别重要的意义。
(3)巩义予华减压蒸馏装置扩展阅读:
完整的减压蒸馏装置系统包括蒸馏、抽气(减压)以及在它们之间的保护及测压装置三部分,如图3所示。整套仪器必须使用圆形厚壁仪器.否则由于受力不匀,易发生炸裂等事故。
保护和测压装置部分进行减压蒸馏时,为了防止易挥发、酸性有机物或水蒸气等侵入真空油泵,污染真空泵油,腐蚀泵体,降低真空度,就必须在接收瓶与真空油泵之间顺次安装安全瓶、冷却阱、测压计和吸收塔。
安全瓶应与真空接引管的支口相连,安全瓶不仅可以防止压力降低或停泵时油(或水)倒吸入接受瓶中造成产品污染,而且还可以防止蒸馏时因突然发生暴沸或冲料现象导致物料进入减压系统。
另外,装在安全瓶口上的带旋塞双通管可用于调节系统内部压力或放气。有时,由于系统内部压力的突然变化,会导致泵油倒吸,而安全瓶可以有效地避免泵油冲入气体吸收塔内。
⑷ 中石油公司财务封帐期间可以合同付款吗
肯定不可以的。封账期间,财务上付款凭证都做不了,没办法进行付款的。封账就是为了保证这期间不会在发生影响上月利润的费用等等产生,保证上个期间利润的完整性与准确性。
装置构成:中国石化炼油生产装置主要包括常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、芳烃分离、加氢精制、烷基化、气体分馏、沥青、制氢、脱硫、制硫等,部分炼厂还有溶剂脱沥青、溶剂脱蜡、石蜡成型、溶剂精制、白土精制和润滑油加氢等装置。
(4)巩义予华减压蒸馏装置扩展阅读:
油气勘探与生产:
中国石化是中国国内第二大油气生产商。本公司油气勘探开发区块位于中国东部、西部和南部地区。截至2011年12月31日,拥有297个区块勘探许可证,探矿权总面积96.68万平方千米,持有192个区块开采许可证,采矿权总面积2.03万平方千米。
本公司下属有12家油气生产企业,主要是胜利油田分公司、西北油田分公司、中原油田分公司、西南油气分公司、河南油田分公司、华北分公司、江汉油田分公司、江苏油田分公司、东北油气分公司、华东分公司、上海海洋油气分公司、勘探南方分公司。
⑸ 山东济炼石化工程有限公司怎么样
简介:公司简介
山东济炼石化工程有限公司前身为“济南炼油厂设计所”,成立于1971年。2002年4月15日,由济南炼油厂与环球润滑油股份有限公司共同出资,注册成立并更名为“济南联华石化工程设计有限公司”,注册资金200万元。 根据中石化集团公司改制分流工作的具体要求,2006年10月13日,经山东省工商行政管理局工商注册登记,正式成立由设计所改制职工持股的有限责任公司——山东济炼石化工程有限公司,注册资金1789.3万元。2008年8月,在海口注册成立海南分公司。2011年10月搬迁到济南市高新区舜华路2000号舜泰广场2号楼17层。公司具有炼油工程专业甲级、石油及化工产品储运专业甲级资质(A137003337)、化工石化医药行业乙级(证书编号:151492-sy)、市政公用行业(给水、热力、燃气)乙级资质(证书编号:151492-sy);环保(水污染防治、大气污染防治)乙级等设计资质;石化、市政公用行业(给水、热力、燃气)乙级咨询资质。具有A2、A3级压力容器设计资质(证书编号:TS1210166-2015),工业管道(GC1、GC2、GC3)、公用管道(GB1燃气、GB2热力)和动力管道(GD1、GD2)压力管道设计资质(TS1810279-2012)。2008年,通过质量管理体系GB/T19001-2000、环境管理体系GB/T24001-2004、职业健康安全管理体系GB/T28001-2001和HSE管理体系同时认证,2011年通过复审,2014年11月通过再认证。
经过近四十年来的发展,公司在石油化工、市政、建筑行业具有丰富的设计经验,在常减压蒸馏、丙烷脱沥青、润滑油及石蜡生产装置、干气液化气脱硫、气体分馏、污水汽提、硫磺回收、焦化装置、炼油装置低温热利用、油品罐区、装车台、油库、加油站、液化气站、动力站、空压站、系统管网、循环水场、污水处理场、市政燃气、市政热力设计中有独特的设计风格。近年来为满足环保要求,研究开发了污水处理场恶臭气体除臭方法和焦化装置恶臭气体治理技术,获得中国石化股份有限公司专有技术,具有环境工程(大气污染防治、水污染防治)设计资质,并在中石化济南分公司、海南炼化、燕山石化、金陵石化、齐鲁石化、高桥石化、武汉分公司等单位成功运用。污水汽提装置设计达国内先进水平。引进硫磺装置烧氨技术在中石化领先,为济南分公司创造了可观的经济效益。
公司以“发展企业 回报股东 服务业主 福利员工”为宗旨,倡导人性化管理,提供优越的工作环境,为员工的工作、生活创造便利,因公司发展壮大,现招聘石化设计类相关专业人才,真诚欢迎优秀杰出人才加盟公司。
工资福利
1、工资:提供有竞争力的薪酬(基本工资+项目奖金);
2、福利:六险二金、双休、公休假、过节费、加班费、团建等;
3、补贴:执业资格、交通、通讯、住房、误餐等多项工作补贴。
联系方式
公司地址:济南市高新区舜华路2000号舜泰广场2号楼17层
联系邮箱:[email protected]
公司网址:www.sdjlpec.com
如有意向请将个人近期生活照、成绩单及简历按“姓名-学校-专业-性别”格式发送以下邮箱:
Email:[email protected]
法定代表人:万俊国
成立日期:2006-10-13
注册资本:2608.8万元人民币
所属地区:山东省
统一社会信用代码:91370102795314221L
经营状态:在营(开业)企业
所属行业:建筑业
公司类型:有限责任公司
人员规模:100-499人
企业地址:济南市工业南路26号
经营范围:石化工程、医药工业工程、建筑工程、市政工程的设计、承包及技术、咨询服务;石化设备及配件的销售;房屋租赁;晒图;图纸打印、图纸复印(有效期限以许可证为准)、设备租赁。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动)
⑹ 蒸馏装置应该按什么顺序连接
回答如下:
蒸馏装置安装的顺序为:由下往上,从左向右的顺序。并保证蒸馏装置中的接收器部分离水池较近,即靠近水池。整个装置仪器的轴线应在一个平面上,且此平面应与实验台桌边平行。
⑺ 蒸馏分离的基本依据是什么
指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。将液体沸腾产生的蒸气导入冷凝管,使之冷却凝结成液体的一种蒸发、冷凝的过程。蒸馏是分离沸点相差较大的混合物的一种重要的操作技术,尤其是对于液体混合物的分离有重要的实用意义。即,蒸馏条件:1.液体是混合物。2.各组分沸点不同。
特点
1.通过蒸馏操作,可以直接获得所需要的产品,而吸收和萃取还需要如其它组分。
2.蒸馏分离应用较广泛,历史悠久。
3.能耗大,在生产过程中产生大量的气相或液相。
分类
1.按方式分:简单蒸馏、平衡蒸馏[1]、精馏、特殊精馏
2.按操作压强分:常压、加压、减压
3.按混合物中组分:双组分蒸馏、多组分蒸馏
4.按操作方式分:间歇蒸馏、连续蒸馏
主要仪器
蒸馏烧瓶(带支管的),温度计,冷凝管,牛角管,酒精灯,石棉网,铁架台,支口锥形瓶,橡胶塞。
分类介绍
蒸馏可以分为有塔蒸馏和无塔蒸馏。
从世界蒸馏发展史看,3000--5000年前,酒类生产中,就有了分离提纯要求。
但长期酒的含量在15--20度左右,经历了无数发明家攻关,雏型分离装置面世,42--56度含量乙醇是一个提纯高峰,也就是现在白酒的含量范围。
200多年前,法国发明家采用蒸馏竖塔,生产出了95%含量乙醇,获得了蒸馏界的公认记录,30多年后,英国发明家在蒸馏竖塔基础上,发明了精馏塔,生产出了99--99.9%乙醇,第一次产生了“酒精”一词,含义是酒的精华。甲醇或乙醇生产厂,林立的高20--120米,塔径0.3--13.5米蒸馏【精馏】塔,结构多样塔,均源于法国和英国发明家产品,蒸馏【精馏】塔最大年生产量可达5--30万吨,是有机溶剂主要提纯方法。
2005年开始,安阳市海川化工研究所(原安阳高新区当代化工研究所),开始独具特色提纯研究,国内许多用户称之为无塔蒸馏(精馏)和无塔精制。2010年12月无塔精制设备面世,获得了专利证书;2011年3-8月份,无塔蒸馏机和无塔精馏机问世,一项专利授权,一项专利通过初审。
⑻ 二氧化碳超临界流体萃取国内外发展及中药方面的应用
二氧化碳超临界流体萃取概述
二氧化碳是一种很常见的气体,但是过多的二氧化碳会造成"温室效应",因此充分利用二氧化碳具有重要意义。传统的二氧化碳利用技术主要是用于生产干冰(灭火用)或作为食品添加剂等。目前国内外正在致力于发展一种新型的二氧化碳利用技术——CO2超临界萃取技术。运用该技术可生产高附加值的产品,可提取过去用化学方法无法提取的物质,且廉价、无毒、安全、高效;适用于化工、医药、食品等工业。
二氧化碳在温度高于临界温度Tc=31.26℃、压力高于临界压力Pc=7.2MPa的状态下,性质会发生变化,其密度近于液体,粘度近于气体,扩散系数为液体的100倍,因而具有惊人的溶解能力。用它可溶解多种物质,然后提取其中的有效成分,具有广泛的应用前景。
传统的提取物质中有效成份的方法,如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等,其工艺复杂、产品纯度不高,而且易残留有害物质。超临界流体萃取是一种新型的分离技术, 它是利用流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性而成功开发的。它具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低等优点。CO2- SFE技术由于温度低, 且系统密闭, 可大量保存对热不稳定及易氧化的挥发性成分, 为中药挥发性成分的提取分离提供了目前最先进的方法。用超临界CO2萃取法可以从许多种植物中提取其有效成分,而这些成分过去用化学方法是提取不出来的。这项技术除了用在化工、医药等行业外,还可用在烟草、香料、食品等方面。如食品中,可以用来去除咖啡、茶叶中的咖啡因,可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及医药用的鸦片、阿托品、人参素及银杏叶、紫杉中的有价值成分。可见这项技术在未来具有广阔的发展前景。
一. 超临界流体萃取的基本原理
(一). 超临界流体定义
任何一种物质都存在三种相态-气相、液相、固相。三相成平衡态共存的点叫三相点。液、气两相成平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力称为临界压力。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。
超临界流体(Supercritical fluid,SCF)技术中的SCF是指温度和压力均高于临界点的流体,如二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水等。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。处于超临界状态时,气液两相性质非常相近,以至无法分别,所以称之为SCF。
目前研究较多的超临界流体是二氧化碳,因其具有无毒、不燃烧、对大部分物质不反应、价廉等优点,最为常用。在超临界状态下,CO2流体兼有气液两相的双重特点,既具有与气体相当的高扩散系数和低粘度,又具有与液体相近的密度和物质良好的溶解能力。其密度对温度和压力变化十分敏感,且与溶解能力在一定压力范围内成比例,所以可通过控制温度和压力改变物质的溶解度。
(二). 超临界流体萃取的基本原理
超临界流体萃取分离过程是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。当气体处于超临界状态时, 成为性质介于液体和气体之间的单一相态, 具有和液体相近的密度, 粘度虽高于气体但明显低于液体, 扩散系数为液体的10~100倍; 因此对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力, 能够将物料中某些成分提取出来。
在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分萃取出来。并且超临界流体的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加, 极性增大, 利用程序升压可将不同极性的成分进行分步提取。当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以通过控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则自动完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,并将萃取分离两过程合为一体,这就是超临界流体萃取分离的基本原理。
超临界CO2的溶解能力
超临界状态下,CO2对不同溶质的溶解能力差别很大,这与溶质的极性、沸点和分子量密切相关,一般来说由一下规律:
1. 亲脂性、低沸点成分可在低压萃取(104Pa), 如挥发油、烃、酯等。
2. 化合物的极性基团越多,就越难萃取。
3. 化合物的分子量越高,越难萃取。
超临界CO2的特点
超临界CO2成为目前最常用的萃取剂,它具有以下特点:
1.CO2临界温度为31.1℃,临界压力为7.2MPa,临界条件容易达到。
2.CO2化学性质不活波,无色无味无毒,安全性好。
3.价格便宜,纯度高,容易获得。
因此,CO2特别适合天然产物有效成分的提取。
二、超临界流体萃取的特点
1.萃取和分离合二为一,当饱含溶解物的二氧化碳超临界流体流经分离器时,由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开,不存在物料的相变过程,不需回收溶剂, 操作方便;不仅萃取效率高,而且能耗较少,节约成本。
2.压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。临界点附近,温度压力的微小变化,都会引起CO2密度显著变化,从而引起待萃物的溶解度发生变化,可通过控制温度或压力的方法达到萃取目的。压力固定,改变温度可将物质分离;反之温度固定,降低压力使萃取物分离;因此工艺流程短、耗时少。对环境无污染,萃取流体可循环使用,真正实现生产过程绿色化。
3.萃取温度低, CO2的临界温度为31.265℃ ,临界压力为 7.18MPa, 可以有效地防止热敏性成分的氧化和逸散,完整保留生物活性,而且能把高沸点,低挥发渡、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。
4. 临界CO2 流体常态下是气体, 无毒, 与萃取成分分离后, 完全没有溶剂的残留, 有效地避免了传统提取条件下溶剂毒性的残留。同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染, 100%的纯天然。
5.超临界流体的极性可以改变, 一定温度条件下, 只要改变压力或加入适宜的夹带剂即可提取不同极性的物质, 可选择范围广。
三、超临界流体萃取技术的应用
(一).超临界流体技术在国内天然药物研制中的应用
目前,国内外采用CO2超临界萃取技术可利用的资源有:紫杉、黄芪、人参叶、大麻、香獐、青蒿草、银杏叶、川贝草、桉叶、玫瑰花、樟树叶、茉莉花、花椒、八角、桂花、生姜、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、沙棘、小麦、玉米、米糠、鱼、烟草、茶叶、煤、废油等。
在超临界流体技术中,超临界流体萃取技术(Supercritical fluid extraction,SFE)与天然药物现代化关系密切。SFE对非极性和中等极性成分的萃取,可克服传统的萃取方法中因回收溶剂而致样品损失和对环境的污染,尤其适用于对温热不稳定的挥发性化合物提取;对于极性偏大的化合物,可采用加入极性的夹带剂如乙醇、甲醉等,改变其萃取范围提高抽提率。
(二). 超临界CO2萃取技术在中药开发方面的优点
用超临界CO2萃取技术进行中药研究开发及产业化,和中药传统方法相比,具有许多独特的优点:
1、二氧化碳的临界温度在31.2℃ ,能够比较完好地保存中药有效成分不被破坏或发生次生化, 尤其适合于那些对热敏感性强、容易氧化分解的成分的提取。
2、流体的溶解能力与其密度的大小相关, 而温度、压力的微小变化会引起流体密度的大幅度变化, 从而影响其溶解能力。 所以可以通过调节操作压力、温度, 从而可减小杂质使中药有效成分高度富集,产品外观大为改善, 萃取效率高, 且无溶剂残留。
3、根据中医辨证论治理论, 中药复方中有效成分是彼此制约、协同发挥作用的。超临界二氧化碳萃取不是简单地纯化某一组分, 而是将有效成分进行选择性的分离, 更有利于中药复方优势的发挥。
4. 超临界CO2还可直接从单方或复方中药中提取不同部位或直接提取浸膏进行药理筛选,开发新药,大大提高新药筛选速度。同时,可以提取许多传统法提不出来的物质,且较易从中药中发现新成分,从而发现新的药理药性,开发新药。
5、二氧化碳无毒、无害、不易燃易爆、粘度低 ,表面张力低、沸点低, 不易造成环境污染。
6、通过直接与GC、IR、MS、LC等联用 ,客观地反映提取物中有效成分的浓度,实现中药提取与质量分析一体化。
7. 提取时间快、生产周期短。超临界CO2提取(动态)循环一开始,分离便开始进行。一般提取10分钟便有成分分离析出,2一4小时左右便可完全提取。同时,它不需浓缩等步骤,即使加入夹带剂,也可通过分离功能除去或只是简单浓缩。
8. 超临界CO2萃取,操作参数容易控制,因此,有效成分及产品质量稳定。
9. 经药理、临床证明,超临界CO2提取中药,不仅工艺上优越,质量稳定且标准容易控制,而且其药理、临床效果能够得到保证。
10. 超临界CO2萃取工艺,流程简单,操作方便,节省劳动力和大量有机溶剂,减小三废污染,这无疑为中药现代化提供了一种高新的提取、分离、制备及浓缩新方法。
另外,超临界流体结晶技术中的RESS过程、GAS过程等可制备粒径均匀的超细颗粒,从而可制备控释小丸等剂型,可用来制备中药新剂型。
超临界萃取技术除了在中药有效成分的提取方面有着明显的优势之外,它还在食品、化工和生物工程方面有着广泛的应用。
(三).超临界流体技术在其他方面的应用
1. 在食品方面的应用
目前已经可以用超临界二氧化碳从葵花籽、红花籽、花生、小麦胚芽、可可豆中提取油脂,这种方法比传统的压榨法的回收率高,而且不存在溶剂法的溶剂分离问题。
2. 在医药保健品方面的应用
在抗生素药品生产中,传统方法常使用丙酮、甲醇等有机溶剂,但要将溶剂完全除去,又不是要变质非常困难。若采用SCFE法则完全可符合要求。
另外,用SCFE法从银杏叶中提取的银杏黄酮,从鱼的内脏,骨头等提取的多烯不饱和脂肪酸(DHA,EPA),从沙棘籽提取的沙棘油,从蛋黄中提取的卵磷脂等对心脑血管疾病具有独特的疗效
3. 天然香精香料的提取
用SCFE法萃取香料不仅可以有效地提取芳香组分,而且还可以提高产品纯度,能保持其天然香味,如从桂花、茉莉花、菊花、梅花、米兰花、玫瑰花中提取花香精,从胡椒、肉桂、薄荷提取香辛料,从芹菜籽、生姜,莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中提取精油,不仅可以用作调味香料,而且一些精油还具有较高的药用价值。 啤酒花是啤酒酿造中不可缺少的添加物,具有独特的香气、清爽度和苦味。传统方法生产的啤酒花浸膏不含或仅含少量的香精油,破坏了啤酒的风味,而且残存的有机溶剂对人体有害。超临界萃取技术为酒花浸膏的生产开辟了广阔的前景。
4. 在化工方面的应用
在美国超临界技术还用来制备液体燃料。以甲苯为萃取剂,在Pc=100atm, Tc=400-440℃条件下进行萃取,在SCF溶剂分子的扩散作用下,促进煤有机质发生深度的热分解,能使三分之一的有机质转化为液体产物。此外,从煤炭中还可以萃取硫等化工产品。
美国最近研制成功用超临界二氧化碳既作反应剂又作萃取剂的新型乙酸制造工艺。俄罗斯、德国还把SCFE法用于油料脱沥青技术。
此外,朝临界萃取还可以用于提取茶叶中的茶多酚;提取银杏黄酮、内酯;提取桂花精和米糖油。
四、超临界流体萃取技术的展望
中药为我国传统医药,用中药防病治病在我国具有悠久的历史。由于化学药品的毒副作用逐渐被人们所认识及合成一个新药又需巨大的投资,西医西药对威胁人类健康的常见病、疑难病的治疗药物还远远不能满足临床的需要,因此,全世界范围内掀起了中医中药热。
中药在我国作为天然药物不但应用历史悠久。产量又居世界第一,然而,就目前世界天药物的贸易额看.我国仅占18%左右。究其原因,主要是产业现代化工程技术水平不高,制备工艺和剂型现代化水平还很落后等因素所制约。为此,要改变现状必需从提取分离工艺、制剂工艺现代化。质量控制标准化、规范化上下手。面对科学技术,特别是医药工业的迅猛发展,国际间医药学术交流活动的日益频繁以及药品市场竞争越来越激烈,实现中药现代化,与国际接轨,已成为中医药工作者的共识。
在现代社会,中药生产中的大桶煮提、大锅蒸熬及匾、勺、缸类生产器具当家的状况大为改善,进而出现不锈钢多功能提取罐、外循环蒸发、多效蒸发器,流化干燥器等设备,中成药的剂型也有较大的发展,由丸、散、膏、丹剂为主发展成为具有颗粒剂、片剂、胶囊剂、口服液及少量粉针等剂型。然而,我国现阶段创制的中成药还难以在国外注册、合法销售与使用。从目前全世界天然药物的贸易额来看,中国仅占l%左右,与天然药物主产国的地位极不相称。其原因主要是产业现代工程技术水平不高,制备工艺和剂型现代化方面还很落后;生产过程的许多方面缺乏科学的、严格的工艺操作参数,不仅导致了消耗高、效率低,而且还出现有效成分损失、疗效不稳定、剂量大服用不方便、产品外观颜色差、内在质量不稳定;同时还出现缺少系统的量化指标,大多数产品缺乏疗效基本一致的内在质量标准;许多复方制剂还难以搞清楚其作用的物质基础。"丸、散、膏、丹,神仙难辨" 的状况尚未根本改变。要改变这种现状,让西方医药界接受中药,增强中药在国际市场上的竞争地位,主要途径是,以中药理论为指导,采用先进的技术,实现中药现代化。中药产品现代化的重点可简单地用8个字来描述,即"有效、量小、安全、可控"。实际上,它涉及范围十分广泛,要解决的问题比较复杂,但首先最关键的问题就是要提取分离工艺、制剂工艺现代化,质量控制标准化、规范化。为此,许多医药专家多次提出要采用超临界流体技术、膜分离技术、冷冻干燥技术、微波辐射诱导萃取技术、缓控释制剂技术、各种先进的色谱、光谱分析等先进技术,进行中药研究开发及产业化。
中药生产现代化和质量标准科学化是发展中药,走向世界的关键.在中药研制和开发中,必须遵循“三效“(速效、高效、长效),"三小"(剂量小、副作用小、毒性小),"五方便"(生产、运输、储藏、携带、使用方便)为目的之原则.为此,必须选用一些现代高新工艺技术.近年发展的SFE技术用于提取天然药物中的有效成分,特别适合对湿热不稳定的物质,又无残留溶剂、无回收溶剂造成环境污染的缺陷,而且提取速度快、可缩短生产周期。无疑是既可提高收率及产品纯度、又可降低成本的一种高新技术可推广使用.但是因为本法采取的萃取剂均为脂溶性,所以对极性偏大或分子量偏大(一般大于500时)的有效成分提取收率较差,今后必须在选用合适夹带剂加入方面下功夫.当然,国外已有报道应用全氟聚醚碳酸铵可使SFE法扩展到水溶性体系,使难以提取的强极性化合物如蛋白等成分由SFE法萃取.近年来SFE技术又与色谱、质谱、高压液相色谱等高新分析仪器联用,成为一种有效的分离、分析手段,能高效、快速地进行药物成分的分析。使一些中药制剂能借此制订出能指导生产操作和反映产品内在质量均一性、有效性、稳定性、重现性的可控指标,实施质量标推科学化.
目前 SFE主要用在天然药物中有效成分的萃取,而且多用于单个药物中纯天然成分提取.我们认为对我国应用历 史悠久的古方中一些中成药复方制剂,以及许多中药中具很强药理活性,参与生命功能活动的多糖成分.也应该进行采用SFE提取工艺的研究与新药开发,这也是使中药与国际接轨,实现中药现代化的必经之路。
在超临界流体技术中,研究及开发应用较多的是超临界流体萃取技术,由于其自身的特点,国内外已广泛应用于食品、香料等领域。我国有丰富的自然资源,超临界萃取技术有极大的推广价值。有些交通不发达的山区,特产资源十分丰富,尤其盛产中草药材。处理这些药材,要用相当大的装置,且运输不便,如能在这些山区建立CO2超临界萃取设备,可用以提取中药中最为有用的精华部分,这不仅减少了大量的运输成本,而且大大增强了重要的附加值。
而目前的中药领域,国外或国内大多数从事SFE技术的单位研究开发应用虽有报道,但缺乏系统性,大多只停留在中药有效成分或中间原料提取方面,这仅仅是用于中药的一个方面。中药的研究与开发具有特殊性,即必须具有药理临床效果,因此,SFE技术用于中药必须结合药理临床研究。只有工艺上优越,药理临床效果又保证或更好,SFE技术在该领域的生命力或潜力才能真正体现。