癸二酸是合成工業塑料尼龍410、610、810、1 000 以及高級潤滑劑二辛脂和二丁酯等的重要化工原料，還可用作耐寒增塑劑、樹脂等的原料。使用蓖麻油水解裂解法生產癸二酸是當前我國普遍采用的生產工藝，該工藝需要采用甲酚作為稀釋劑，經裂解、中和、酸化而得到癸二酸。通常情況下，每生產1t 癸二酸產品將產生40～50 m3 廢水，廢水中酚的質量濃度一般達到2 000 mg/L，高的可達到5 000 mg/L，CODCr的質量濃度約為5 000 mg／L，pH 值一般為1．8～2．3。廢水中含有苯酚、鹽類及有機物，水質復雜。
工業生產上，利用溶劑萃取法處理癸二酸生產中的含酚廢水可以獲得良好的效果。該法多采用多級串聯逆流萃取工藝，選用合適的萃取劑，通過萃取工藝段能大大降低廢水中的含酚量，使之降低到200 mg/L 以下，以滿足后續生化處理工藝的要求。通過反萃工藝段可有效回收萃取劑并重復利用，降低處理廢水的成本。溶劑萃取法中的關鍵設備是離心萃取機。癸二酸生產工藝中產生的含酚廢水水量大，萃取段水相中一般含有鹽酸等強腐蝕性無機酸及各類溶劑，這些因素決定了離心萃取機必須具備高參數、大流量、耐強酸及溶劑腐蝕、價格低等特點。CTL650-S 型離心萃取機正滿足了以上特點。
1 CTL650-S 型離心萃取機設備概述
CTL650-S 型離心萃取機是為了適應環保、濕法冶金、化工、核工業等領域大流量、高效率、耐強酸性及溶劑相系腐蝕等市場需要而研制的，通過優化設計轉鼓結構、流體通道、相平衡系統，提高了轉鼓直徑和長徑比、混合通量及萃取效率等技術參數；通過改進零部件結構、優化內部流體腔道、減少焊接點及改善焊接型式，在鋼基體上熱襯氟塑料ECTFE（商品名Halar）或其它塑料，使設備能適應強酸及溶劑體系，大幅降低設備成本。
1．1 結構簡介
CTL650-S 型離心萃取機采用電機直聯傳動、上下軸承雙點支撐、環隙加輪式攪拌、向心泵抽吸混合傳質、粘阻尼主動隔振系統、彈性元件輔助隔振等結構形式。該結構在獲得大流量、高混合傳質效果及高萃取效率的同時，還可使設備結構緊湊，占地面積少，振動小。為確保設備內霧化液的有效、安全密封，上軸承位采取多道非接觸式密封加骨架靜密封組合，特殊場合下，還可在此基礎上引入微正壓氣道密封，以達到零泄漏的目的。下軸承位采用特殊靜環的機械密封。整機結構如圖1 所示。
1．2 技術參數
CTL650-S 型離心萃取機主要技術參數為：轉鼓內徑為650 mm；轉鼓有效長度為1 320 mm；轉鼓長徑比為2．03；轉鼓轉速為1 000 r/min（變頻可調）；重相堰板直徑可調節；分離因數為365；電機功率為30 kW；電機電壓為380 V；最大理論混合通量為50 m3/h（根據物料情況而不同）；進口直徑為125mm；出口直徑為125mm；外形尺寸為1 500mm ×1 500 mm ×3 000 mm（長×寬×高）。
1．3 工作原理
CTL650-S 型離心萃取機工作原理如圖2 所示。癸二酸生產工藝中產生的含酚廢水和具有高分配系數的萃取劑為互不相溶的兩液相（原料液相和萃取劑相，兩相密度差Δρ大于0．1 g/mL），它們分別自機殼中下部的2 個進料管口，通過自流或泵入的方式進入機殼和轉鼓外壁形成的外腔環形混合區，借助轉鼓高速旋轉產生的紊流效應而快速混合，達到混合傳質效果，廢水中的酚快速溶進萃取劑中，形成溶劑相。轉鼓底部和機殼底板上的葉輪，形成向心泵作用，該作用產生吸力，使混合傳質后的混合液通過轉鼓底部的通道被吸入轉鼓內腔。轉鼓內腔借助幅板葉片分為4 個豎直的腔體，吸入的混合液在該腔內快速建立相平衡，而后在轉鼓內自下而上的流動過程中逐漸分離。
分離區高度從轉鼓底部直到輕相堰板位置，確保有足夠的時間形成液/液分界面，達到良好的分離效果。分離開的液/液相分別通過輕、重相堰匯集到各自的收集腔，并分別由各自出口排出。
重相堰板可以方便拆卸和更換。根據液相的密度及密度差、流量、相比等因素，更換合適直徑的重相堰板，可以達到最佳的分離效果。
1．4 熱襯ECTFE 氟塑料
癸二酸生產工藝中產生的含酚廢水，一般含有鹽酸等強腐蝕性無機酸，還含有各類有機溶劑。普通鋼鐵、不銹鋼等常用工程材料在鹽酸中腐蝕嚴重，只有一些貴金屬和少數合金如哈氏合金對鹽酸有良好的耐腐蝕性。但哈氏合金價格昂貴，制造離心萃取機成本太高，且含酚廢水萃取段一般為3級以上串聯逆流萃取，設備臺數多，如采用哈氏合金制造，企業一次性投入太大。離心萃取機高速旋轉產生的強大離心力，決定了設備轉子材料需要足夠的強度，非金屬材料難以達到，故單純采用非金屬材料制造離心萃取機不適合。含酚廢水中含有各類有機溶劑，與之接觸的非金屬材料必須適宜，否則會被溶解。
為解決以上技術問題，CTL650-S 型離心萃取機采用了熱襯氟塑料ECTFE 技術。ECTFE 是乙烯與三氟氯乙烯的共聚物，又稱F30，商品名為Halar，是氟塑料家族中優秀成員之一。ECTFE 對絕大多數的無機、有機化學品以及有機溶劑，有非凡的抗腐蝕能力。直到目前，沒有一種溶劑能在120℃以下侵蝕ECTFE，或引起裂縫。ECTFE 還具有高機械強度、強耐蝕性和易成形加工等特點。熱襯ECTFE 是將需要防腐蝕的部件（一般為碳鋼）加熱至約260℃高溫，利用專用的靜電噴槍，向其表面噴涂一定厚度（一般小于1mm）的ECTFE。為了能夠在碳鋼表面熱襯ECTFE，CTL650-S 型離心萃取機結構須作以下改進：
（1）內部封閉式流體腔道不能狹小或改為開放式，以滿足靜電噴槍需要的空間要求以及噴槍噴射的距離。
（2）零部件厚度盡量接近一致，過渡均勻。
（3）需要公差配合處，盡量移至噴涂區外，通過密封形式，將腐蝕液隔離開，保證公差配合區域不噴涂。
（4）需噴涂零部件必須圓角過渡，圓角R 一般為5 mm。
（5）盡量減少焊接點，盡可能采用鑄、鍛件。焊縫打磨成有利于噴涂的圓弧狀。
如CTL650-S 型離心萃取機上部集液槽原先的形狀是由底圓環、錐筒、上圓環焊接成的錐斗形，改進前、后對比如圖3 所示。一般情況下采用角焊縫焊接，其形成的銳角、尖角區域對噴涂非常不利，難以符合噴涂工藝要求，容易造成漏點。改進后，其錐筒采用整體沖壓成形，大圓角過渡，焊縫打磨成圓弧，滿足了噴涂要求。
2 應用實例
CTL650-S 型離心萃取機在江蘇連云港某化工廠處理含酚廢水工藝中得到應用，該含酚廢水為癸二酸生產廢水。廢水處理工藝采用溶劑萃取法，萃取工藝段采用4 臺CTL650-S 型離心萃取機串聯，實現逆流萃取，降低廢水中含酚量，使之達到后續生化處理要求。反萃工藝段采用2 臺CTL350-N 型離心萃取機串聯逆流萃取，回收萃取劑，達到重復利用的目的，降低生產成本。
2．1 廢水水質
進入CTL650-S 型離心萃取機的廢水量為70m3/h，其水質指標如表1 所示。
2．2 工藝要求
萃取工藝段萃取劑為二氯乙烷或蓖麻油酸，反萃工藝段萃取劑為質量分數為30％的燒堿，萃取后的廢水中酚的質量濃度不高于50 mg/L。
2．3 工藝流程
根據含酚廢水流量，該廢水處理工藝采用3 條處理線，每條線采用4 臺CTL650-S 型離心萃取機（1�！�4＃機）串聯構成4 級逆流萃取、2 臺CTL350-N 型離心萃取機（5�！�6＃機）串聯構成2 級逆流反萃工藝。具體工藝流程如圖4 所示。
萃取運行時，含酚廢水與萃取劑（又稱凈油）從各自的高位槽1、2 通過流量計4、5 按比例（含酚廢水與萃取劑的流量比一般為3 ∶ 1）依次進入萃取機，廢水先由4＃機進入，凈油從另一邊的1＃機進入，交錯流動，進行逆流萃取。經4 級逆流萃取后，脫酚后的水由1＃機排出，流入緩沖罐11，排放到后續生化處理工藝段或其它方式再處理；由4＃機流出的酚油（溶有廢水中大量酚的萃取劑）進入5＃機進行反萃運行，同時一定濃度的燒堿液由高位槽3 經流量計6 按比例（酚油與燒堿液的流量比一般為4∶1）進入6＃機進行反萃運行。反萃后，除酚后獲得的干凈萃取劑由6＃機排出，進入緩沖罐8，再經油水分離后由泵9 排出，返回凈油貯罐7，循環使用；反萃后獲得的酚鈉液由5＃機排出，流入緩沖罐10，經過油水分離后，酚鈉液由緩沖罐底部排出至酚產品回收裝置，可加入硫酸酸化還原并純化回收苯酚，返回生產裂解工序使用。油水分離后得到的凈油可集中回用。
2．4 應用結果
經現場檢測，單臺CTL650-S 型離心萃取機最大混合通量實際可達31．6 m3/h；每條癸二酸生產廢水處理工藝線經4 臺CTL650-S 型離心萃取機串聯逆流萃取后，脫酚后廢水中實際酚的質量濃度約為35～40 mg/L，單級萃取效率約為90％，4 級串聯逆流萃取總效率可達99．2％以上。萃取工藝段每噸廢水處理實際消耗萃取劑量為1 kg左右，反萃工藝段每噸廢水處理實際消耗燒堿量為5 kg左右，可回收酚鈉液約4 kg，處理每噸廢水整個工藝線所用離心萃取機的總耗電量約為5 kW·h。
經檢驗，噴涂氟塑料ECTFE 后的4 臺CTL650-S 型離心萃取機主軸承平均溫度為41 ℃，平均溫升為19℃，4 臺設備中最大振動速率為2．2 mm/s，最大噪聲（聲壓級）為67．2 dB（A），符合JB／T 11095—2011《離心萃取機技術條件》的要求。具體參見http://www.bnynw.com更多相關技術文檔。
3 結論
CTL650-S 型離心萃取機在癸二酸生產廢水處理工藝中的混合通量可達30 m3/h 以上，處理能力大。噴涂氟塑料ECTFE 后，CTL650-S 型離心萃取機可耐鹽酸腐蝕以及二氯乙烷、酚等溶劑腐蝕，滿足含酚廢水處理工藝要求。通過現場應用，含酚廢水經4 臺CTL650-S 型離心萃取機串聯逆流萃取后，廢水中酚的質量濃度可降低到35～40 mg/L，滿足后續生化處理要求。
CTL650-S 型離心萃取機經檢測，溫度、溫升、噪聲、振動等各項性能指標符合JB/T 11095—2011 標準的要求。CTL650-S 型離心萃取機如果采用哈氏合金制造，成本約為180 萬人民幣，采用碳鋼襯Halar 技術后，成本約為35 萬人民幣，設備成本可節約80％，為企業投入節省大量資金。該設備適用于處理量大、強酸、有溶劑、高溫等極端場合，其可靠性高，一次性投入低，經濟效益及社會效益明顯。
