萃取精餾是一種現(xiàn)代化工技術(shù)，屬于分離混合物的一種工藝，這種工藝技術(shù)應(yīng)用廣泛。萃取精餾技術(shù)是通過在物料中加入溶劑，使物料中的不同元素互相分離出來，從而達(dá)到提取物質(zhì)或者提高純度的目的。

在基本有機(jī)化工生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)遇到組分的相對(duì)揮發(fā)度比較接近，組分之間也存在形成共沸物的可能性。

若采用普通精餾的方法進(jìn)行分離，將很困難，或者不可能。對(duì)于這類物系，可以采用特殊精餾方法，向被分離物系中加入第三種組分，改變被分離組分的活度系數(shù)，增加組分之間的相對(duì)揮發(fā)度，達(dá)到分離的目的。

如果加入的溶劑與原系統(tǒng)中的一些輕組分形成最低共沸物，溶劑與輕組分將以共沸物形式從塔頂蒸出，塔底得到重組分，這種操作稱為共沸精餾;如果加入的溶劑不與原系統(tǒng)中的任一組分形成共沸物，其沸點(diǎn)又較任一組分的沸點(diǎn)高，溶劑與重組分將隨釜液離開精餾塔，塔頂?shù)玫捷p組分，這種操作稱為萃取精餾。

由于萃取精餾混合物多為強(qiáng)非理想性的系統(tǒng)，所以工業(yè)生產(chǎn)中選擇適宜溶劑時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

1、選擇性：溶劑的加人要使待分離組分的相對(duì)揮發(fā)度提高顯著，即要求溶劑具有較高的選擇性，以提高溶劑的利用率;

2、溶解性：要求溶劑與原有組分間有較大的相互溶解度，以防止液體在塔內(nèi)產(chǎn)生分層現(xiàn)象，但具有高選擇性的溶劑往往伴有不互溶性或較低的溶解性，因此需要通過權(quán)衡選取合適的溶劑，使其既具有較好的選擇性，又具有較高的溶解性;

3、沸點(diǎn)：溶劑的沸點(diǎn)應(yīng)高于原進(jìn)料混合物的沸點(diǎn)，以防止形成溶劑與組分的共沸物。但也不能過高，以避免造成溶劑回收塔釜溫過高。

目前萃取精餾溶劑篩選的方法有實(shí)驗(yàn)法、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢法、經(jīng)驗(yàn)值方法、計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)法用實(shí)驗(yàn)法篩選溶劑是目前應(yīng)用最廣的方法，可以取得很好的結(jié)果，但是實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)較大，實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)法有直接法、沸點(diǎn)儀法、色譜法、氣提法等。實(shí)際應(yīng)用過程中往往需要幾種方法結(jié)合使用，以縮短接近目標(biāo)溶劑的時(shí)間。

溶劑篩選的一般過程為：經(jīng)驗(yàn)分析、理論指導(dǎo)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等。若文獻(xiàn)資料和數(shù)據(jù)不全，則只有采取最基本的實(shí)驗(yàn)方法，或者采取頗具應(yīng)用前景的計(jì)算機(jī)優(yōu)化方法以尋求最佳溶劑。

萃取精餾按照其操作方式可以分為兩類，即連續(xù)萃取精餾和間歇萃取精餾。

1、連續(xù)萃取精餾

連續(xù)萃取精溜過程中，進(jìn)料、溶劑的加入及回收都是連續(xù)的。連續(xù)萃取精餾一般采用雙塔操作，第一個(gè)塔是萃取精餾塔，被分離的物料由塔的中部連續(xù)進(jìn)入塔內(nèi)，而溶劑則在靠近塔頂?shù)牟课贿B續(xù)加人。

在萃取精餾塔內(nèi)易揮發(fā)組分由塔頂餾出，而難揮發(fā)組分和溶劑由塔底餾出并進(jìn)入溶劑回收塔。在溶劑回收塔內(nèi)，可使難揮發(fā)組分與溶劑得到分離，難揮發(fā)組分由塔頂餾出，而溶劑由塔底餾出并循環(huán)回送至萃取精餾塔。

2、間歇萃取精餾

間歇萃取精餾是近年來興起的新的研究方向，由于間歇萃取精餾具有間歇精餾和萃取精餾的優(yōu)點(diǎn)，近年來引起了一些學(xué)者的注意。間歇萃取精餾比連續(xù)萃取精餾復(fù)雜得多，其流程及操作方法與連續(xù)萃取精餾不同。

間歇萃取精餾的操作步驟如下：不加溶劑進(jìn)行全回流操作;加溶劑進(jìn)行全回流操作;加溶劑進(jìn)行有限回流比操作;有限回流操作，停止向萃取精餾塔加溶劑。

恒塔頂組成操作包括3種方法：①溶劑的進(jìn)料速率保持不變，改變回流比;②保持回流比恒定，改變?nèi)軇┑倪M(jìn)料速率，此方法在理論上是可行的，但在實(shí)踐中卻難以實(shí)現(xiàn);③同時(shí)改變回流比和溶劑進(jìn)料速率。

化學(xué)及石油化工等領(lǐng)域中，萃取精餾主要用于兩個(gè)方面：一是沸點(diǎn)相近的烴的分離，如最典型的丁烯與丁二烯的分離，兩者沸點(diǎn)相差只有2℃，相對(duì)揮發(fā)度為1.03;二是共沸物的分離，如甲醇-丙酮、乙醇-乙酸乙酯以及乙醇和醋酸等有機(jī)物水溶液。

萃取精餾的優(yōu)點(diǎn)是增加了被分離組分之間的相對(duì)揮發(fā)度，使難分離物系的分離能夠進(jìn)行;缺點(diǎn)是加入的萃取劑量較大，增大了分離過程的能耗。因此，對(duì)萃取精餾進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)強(qiáng)化分離過程具有重要意義。

1、芳烴分離過程

在芳烴回收方面，液液萃取技術(shù)已經(jīng)有很長(zhǎng)的使用歷史，液液萃取技術(shù)基于組分的極性，來影響組分間的分離，而對(duì)于沸點(diǎn)的影響較小。因?yàn)槭艿饺軇┻x擇的限制，對(duì)于較寬沸點(diǎn)混合料的分離，采用萃取精餾很難實(shí)現(xiàn)，早先它只能對(duì)窄沸點(diǎn)物料使用，如采用N-甲基吡咯烷酮或N-甲酰嗎啉作為溶劑進(jìn)行的C6和C7物料的分離過程。

然而，隨著萃取精餾技術(shù)的發(fā)展，采用混合溶劑進(jìn)行的萃取精餾解決了以上問題。美國(guó)GTC技術(shù)公司的GT-BTX技術(shù)具體體現(xiàn)了現(xiàn)代萃取精餾技術(shù)在混合芳烴(苯、甲苯、二甲苯)分離過程中的應(yīng)用。

與傳統(tǒng)混合芳烴分離過程相比，GT-BTX工藝具有投資成本低、所需設(shè)備單元數(shù)少、溶劑性能優(yōu)異、產(chǎn)品被污染的風(fēng)險(xiǎn)小、產(chǎn)品回收率高、純度高，同時(shí)能量消耗低、操作彈性大。經(jīng)過工業(yè)化(120萬(wàn)t/a)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的考核，苯和甲苯的純度分別達(dá)到99.995%和99.99%?？偡紵N回收率高于99.9%，溶劑中抽余液和萃取液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10-6，每千克進(jìn)料的能量消耗為798kJ。

2、催化裂化汽油的脫硫

催化裂化(FCC)汽油中所含的硫化物中50%～60%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是噻吩及其烷基衍生物，其余為硫醇及其他硫化物。在催化裂化條件下噻吩化合物穩(wěn)定性較強(qiáng)，國(guó)外公司普遍采用加氫脫硫方法，為了進(jìn)一步降低汽油中的硫含量，目前采取的措施是提高加氫處理能力。加氫有利于進(jìn)行燃料中脫硫處理，但是它存在運(yùn)行費(fèi)用高、深度加氫將降低汽油辛烷值等缺點(diǎn)。

根據(jù)油品所含硫化物的特點(diǎn)，目前普遍采用催化氧化、絡(luò)合法、催化吸附、生物法、溶劑萃取和堿洗法等進(jìn)行油品中硫化物脫除。在這些方法中，萃取精餾技術(shù)具有其自身優(yōu)勢(shì)，在處理FCC汽油時(shí)，該工藝技術(shù)采用一種可以改變進(jìn)料中非芳烴組分(含烯烴)和噻吩化合物相對(duì)揮發(fā)度的溶劑，在萃取噻吩化合物的同時(shí)，也萃取其他芳烴硫化物(由于這些化合物的強(qiáng)極性)，而不含烯烴的組分進(jìn)入加氫系統(tǒng)進(jìn)行處理。采用萃取精餾和堿洗法，具有無(wú)辛烷值損失、加氫負(fù)荷低、可處理較寬范圍硫含量的裂解料、操作彈性大的特點(diǎn)。

通過在加氫前加入萃取精餾，解決了傳統(tǒng)工藝中存在的問題，芳烴中的噻吩硫化物被高選擇性的溶劑萃取，減少了抽余液中的烯烴含量，低硫、高烯烴的抽余液可以直接與含10×10-6噻吩硫的汽油摻混。而高含量的硫醇在進(jìn)料或抽余液中可以采用傳統(tǒng)的堿洗方式進(jìn)行處理，這樣總的硫含量很容易降低到(5～110)×10-6，同時(shí)不用降低辛烷值。

3、裂解汽油回收和苯乙烯提純

裂解汽油副產(chǎn)品中含有豐富的石油化工化合物，如果對(duì)其進(jìn)行提純并加以充分利用，將產(chǎn)生相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)效益。由于這些組分沸點(diǎn)接近，形成了絡(luò)合物，采用傳統(tǒng)分離方法很難將其分離。而萃取精餾技術(shù)的發(fā)展為其提供了可能，萃取精餾技術(shù)通常用于從裂解汽油的輕組分中提純丁二烯和異戊二烯，實(shí)際上也可以用于從C8料中有效分離苯乙烯。

傳統(tǒng)的裂解過程存在一個(gè)加氫工藝步驟，該步驟中一方面存在結(jié)焦問題，同時(shí)，反應(yīng)也需要大量的氫源。近年研究表明，苯乙烯是結(jié)焦的根源之一，降低苯乙烯含量是解決結(jié)焦較好的方法。

采用混合溶劑進(jìn)行的萃取精餾技術(shù)，可以以較小的成本實(shí)現(xiàn)苯乙烯的提取，因此，萃取精餾技術(shù)應(yīng)用一方面使得苯乙烯從燃料產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為石化產(chǎn)品，價(jià)值得到提升。另外，加氫處理氫消耗減少，結(jié)焦問題得到解決。