CN101690856B - 多工位物料分配阀分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多工位物料分配阀分配方法，步骤包括：1、进料：物料从第一条物料管线压入分离柱的床层中；2、进管道冲洗液：冲洗液从第二条物料管线压入分离柱的床层中；3、进二次冲洗液：第二种冲洗液从第三条物料管线压入分离柱的床层中；4、抽出液：将抽出液从分离柱的床层中抽出；5、抽出管道冲洗液：将冲洗液从分离柱的床层中抽出；6、进脱附液：脱附液从第六条物料管线压入分离柱的床层中；7、抽余液：余液从分离柱的床层中抽出。使用多工位物料分配阀和固定的分离柱，能完成对多种物料的复杂分配，有效提高工作效率，降低分离剂用量；整个分配系统只需要一个分配阀，可靠性高；分离柱固定，整个分离装置易于大型化。
Description
技术领域
本发明涉及一种物料分配方法，尤其涉及一种针对石油化工和生物化工中吸附分离和色谱分离工艺的多工位物料分配阀分配方法。
背景技术
工业上，诸如吸附分离、色谱分离等化工分离工艺，其目的是分离出高纯度的产品和副产品。其显著的共同点是采用固体分离剂、液体混合物流经后进行吸附，而后必须脱附，才能使分离操作进行下去，同时操作分成若干个工序，按规定程序和周期周而复始地循环，均需要复杂的工艺流程和物料分配程序。
目前，上述化工分离主要物料分配方式如下：
A、在分离柱各床层上都安装若干个物料进出自动切换单元阀。如：日本某大公司的吸附分离装置，分离柱分为24个床层，各床层都安装6台自动切换单元阀，此外还在抽出液和回流液管道上安装4台阀门，总计安装148台自动切换单元阀。由一台电子计算机通过编程，控制阀门的启闭，进行物料分配。显而易见，在分离柱各床层上安装众多自动切换单元阀不仅使物料分配管路系统十分庞大，而且，某一自动切换单元阀出现故障均造成工艺流程混乱，生产不出合格产品。
B、各物料进出口固定不变，定向移动分离柱进行物料分配，这是目前国内外色谱分离主要采用的物料分配方式，如某系统共有四种物料和十六个分离柱，形成4个区域，它通过分离柱从右向左移动进行物料分配。业内人士认为这种方式对于小型分离装置行之有效，对于具体分离工艺程序尚未确定的小型实验装置具有很大优越性，但不适合装置大型化。
发明内容
针对石油化工和生物化工中吸附分离和色谱分离工艺的物料分配技术难 题，本发明的目的是提供一种多工位物料分配阀分配方法来实现模拟移动床工艺，该方法使用多工位物料分配阀和固定的分离柱，能完成对多种物料的复杂分配，有效提高工作效率，降低分离剂用量，整个分配系统只需要一个多工位物料分配阀，可靠性高，分离柱固定，整个分离装置易于大型化。
为了达到上述目的，本发明提供一种多工位物料分配阀分配方法，利用多工位物料分配阀和固定分离柱共同完成物料分配，该多工位物料分配阀分配方法包括下列步骤：
步骤1：进料；
物料从第一条物料管线压入与其连接的多工位物料分配阀上的第一个沟槽，并通过此沟槽的物料传输通道和工艺管线，压入工艺管线所对应的分离柱的床层中；
步骤2：进管道冲洗液；
冲洗液从第二条物料管线压入与其连接的多工位物料分配阀上的第二个沟槽，并通过此沟槽的物料传输通道和工艺管线，压入工艺管线所对应的分离柱的床层中；
步骤3：进二次冲洗液；
第二种冲洗液从第三条物料管线压入与其连接的多工位物料分配阀上的第三个沟槽，并通过此沟槽的物料传输通道和工艺管线，压入工艺管线所对应的分离柱的床层中；
步骤4：抽出液；
将抽出液从分离柱的床层中抽出，经过依次连接的工艺管线、物料传输通道，进入多工位物料分配阀上的第四个沟槽，并通过与第四个沟槽连接的第四条物料管线抽离多工位物料分配阀；
步骤5：抽出管道冲洗液；
将冲洗液从分离柱的床层中抽出，经过依次连接的工艺管线、物料传输通道，进入多工位物料分配阀上的第五个沟槽，并通过与第五个沟槽连接的第五条物料管线抽离多工位物料分配阀；
步骤6：进脱附液；
脱附液从第六条物料管线压入与其连接的多工位物料分配阀上的第六个沟槽，并通过此沟槽的物料传输通道和工艺管线，压入工艺管线所对应的分离柱的床层中；
步骤7：抽余液；
余液从分离柱的床层中抽出，经过依次连接的工艺管线、物料传输通道，进入多工位物料分配阀上的第七个沟槽，并通过与第七个沟槽连接的第七条物料管线抽离多工位物料分配阀。
上述的一种多工位物料分配阀分配方法中，从步骤1到步骤7的各个步骤可同时进行。
本发明由于实现了上述的技术方案，与现有技术相比，其优点和积极效果是：
1.由于在定盘上设置若干个同心环形沟槽，一个多工位物料分配阀可以同时容纳多种物料，吸附剂，冲洗剂和产物；
2.在定盘上最外围设置若干阀位口与分离柱配合工作，转盘上设置物料传输通道连接沟槽和阀位口，形成吸附分离流水线，随着转盘的步进，各个物料管线同时压入、抽出相应的物料，完成分离操作，实现模拟移动床工艺；
3.由于实现模拟移动床工艺，分离剂用量为固定床工艺的10％，极大的降低了成本；
4.与本发明配合使用的分离柱由于是固定在地面上，所以与移动柱技术相比，更易于大型化。
附图说明
图1为多工位物料分配阀的剖面图；
图2为本发明提供的多工位物料分配阀分配方法的实际工作状态图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种较好的实施例，其完成7种不同物料、冲洗液、分离产物的吸附分离操作，与此多工位物料分配阀相配合的分离柱具有24个床层。
多工位物料分配阀700包括定盘100，设置在定盘100上的转盘200和 阀罩400，设置在转盘200上的驱动轴500，阀罩400与定盘100固定连接，形成容纳转盘200和驱动轴500的密闭体腔。
驱动轴500下端插入转盘200中心轮谷和定盘100中心孔，且与转盘200固定连接，驱动转盘和密封板围绕定盘中心旋转步进。
由于本实施例针对色谱分离，按工艺要求，分离柱分成24个床层，有7种不同物料进入或从各床层抽出，因而定盘上表面设有7个同心环形沟槽，定盘100的上表面开设有7个同心环形沟槽160，每一个同心环形沟槽160的底部均设置一个通道110，穿过定盘100；物料管线140与通道110底部连接，形成通路；通道110呈扇形，通道110与物料管线140的连接部位150相应的为扇形缩口管接头。为减少各沟槽间不同物料微小窜漏造成的影响，进料沟槽应远离产品沟槽，相邻沟槽的物料组分尽可能相接近。
在沟槽的外围设有24个阀位口，每个阀位口下方都设有一个相应的垂直通道120，穿过定盘100；工艺管线130一端与垂直通道120底部连接，形成通路。
转盘200上设有24个与定盘上的阀位口相对应的阀位口，和7个与定盘上的沟槽160相对应的通道250，270及物料传输通道240；每个阀位口上方都设有一个相应的转盘通道280；物料传输通道240的一端连接通道250，270，另一端连接阀位口，形成通路。
定盘100与转盘200之间设置密封板210，密封板210固定在转盘200的下表面，密封板210上设有7个与转盘通道250，270相对应的通孔260，还设有24个与转盘阀位口相对应的密封板通道290；密封板210的上表面为静密封面，下表面为动密封面；转盘200下表面的平面度与密封板210的上表面的平面度达到形位公差国家标准6级加工精度。
密封板210采用软质非金属材料，并用压板220，压圈230和螺钉固定在所述的转盘200的下表面。
分离柱600有两个，用管道把固定式的分离柱首尾连接起来，形成一个封闭的循环回路，其管道上安装循环泵使物料进行循环，固定式分离柱600内填充固体分离剂，床层610的数目等于多工位物料分配阀的定盘阀位口数，每个床层610都设置一个物料进出口，用管道把多工位物料分配阀各阀位口 的工艺管线130与固定式分离柱各床层610物料进出口一一对应连通起来，形成各物料进出固定式分离柱的通道；
多工位物料分配阀700的转盘200上的物料跨管240的数目和位置决定着固定式分离柱600内所分成的区段和各区段的床层610分布；驱动多工位物料分配阀700的转盘200按设定时间间隔逆时针方向旋转步进，便可在固定式分离柱600内形成若干个分离区段，随着多工位物料分配阀周而复返，连接不断地旋转步进，固定式分离柱内各区段循环移动，实现连续进入原料和排出产品的模拟移动床工艺操作。
分离柱内各床层610所处于的分离区域取决于转盘200上的跨管240的位置和多工位物料分配阀旋转步进所处于的阀位，即进料F与抽余液R之间为吸附区I、抽余液R与脱附液D之间为缓冲区IV，脱附液D与抽出液E之间为脱附区III，其中脱附液D与冲洗液出H0之间为脱附区IIIA段；抽出液E与进料F之间为精制区II，其中，抽出液E与二次冲洗液H2之间为精制区IIB段，冲洗液进Hi与进料F之间为精制区IIA段，按本发明实施例，吸附区I为7个床层，精制区II A段为2个床层，精制区II B段为1个床层，精制区总共9个床层，脱附区IIIA段为1个床层精制区，脱附区总共5个床层，缓冲区IV为3个床层。
如图2所示，为本实施例的实际工作状态图。
使用此多工位物料分配阀的分配方法如下：
步骤1：进料；物料F从第一条物料管线140压入第一个沟槽160，并通过此沟槽的物料传输通道240和工艺管线130，压入分离柱的床层中；
步骤2：进管道冲洗液；管道冲洗液Hi从第二条物料管线140压入第二个沟槽160，并通过此沟槽的物料传输通道240和工艺管线130，压入分离柱的床层中；
步骤3：进二次冲洗液；二次冲洗液H2从第三条物料管线140压入第三个沟槽160，并通过此沟槽的物料传输通道240和工艺管线130，压入分离柱的床层中；
步骤4：抽出液；将抽出液E从分离柱的床层中抽出，经过依次连接的工艺管线130、物料传输通道240，进入第四个沟槽160，并通过与第四个沟槽160连接的第四条物料管线140抽离多工位物料分配阀；
步骤5：抽出管道冲洗液；管道冲洗液H0从分离柱的床层中抽出，经过工艺管线130、物料传输通道240，进入第五个沟槽160，并通过第五条物料管线140抽离多工位物料分配阀；
步骤6：进脱附液；脱附液D从第六条物料管线140压入第六个沟槽160，并通过此沟槽的物料传输通道240和工艺管线130，压入分离柱的床层中；
步骤7：抽余液；余液R从分离柱的床层中抽出，经过工艺管线130、物料传输通道240，进入第七个沟槽160，并通过第七条物料管线140抽离多工位物料分配阀；
其中，各个物料管线140与所对应的定盘100的沟槽160固定连接；各个物料传输通道240的一端与定盘100的沟槽160保持固定的对应关系，在转盘200旋转过程中，各个物料传输通道240另一端通过转盘阀位口、密封板阀位口290和定盘阀位口及连接物料管线140连接分离柱的床层；步骤1至步骤7为分配流水线的建立过程，实际工作中，多工位物料分配阀支持各个步骤同时工作。在工作过程中，随着转盘200的步进继续，周期性的完成所需的工艺步骤，不间断的进行入料、出料，形成分离操作流水线。
本发明配合分离柱，实现模拟移动床工艺，特别适合应用在石油化工和生物化工领域中。对于多种物料分配，即多种物料按照设定的工艺流程依次进入分离柱各个床层的周期性分离任务，而且易于大型化。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (2)
1.一种多工位物料分配阀分配方法，利用一个多工位物料分配阀和若干个固定分离柱共同完成物料分配，其特征在于，该分配方法包括下列步骤：
步骤1：进料；
物料从第一条物料管线压入与其连接的多工位物料分配阀上的第一个沟槽，并通过此沟槽的物料传输通道和工艺管线，压入工艺管线所对应的分离柱的床层中；
步骤2：进管道冲洗液；
冲洗液从第二条物料管线压入与其连接的多工位物料分配阀上的第二个沟槽，并通过此沟槽的物料传输通道和工艺管线，压入工艺管线所对应的分离柱的床层中；
步骤3：进二次冲洗液；
第二种冲洗液从第三条物料管线压入与其连接的多工位物料分配阀上的第三个沟槽，并通过此沟槽的物料传输通道和工艺管线，压入工艺管线所对应的分离柱的床层中；
步骤4：抽出液；
将抽出液从分离柱的床层中抽出，经过依次连接的工艺管线、物料传输通道，进入多工位物料分配阀上的第四个沟槽，并通过与第四个沟槽连接的第四条物料管线抽离多工位物料分配阀；
步骤5：抽出管道冲洗液；
将冲洗液从分离柱的床层中抽出，经过依次连接的工艺管线、物料传输通道，进入多工位物料分配阀上的第五个沟槽，并通过与第五个沟槽连接的第五条物料管线抽离多工位物料分配阀；
步骤6：进脱附液；
脱附液从第六条物料管线压入与其连接的多工位物料分配阀上的第六个沟槽，并通过此沟槽的物料传输通道和工艺管线，压入工艺管线所对应的分离柱的床层中；
步骤7：抽余液；
余液从分离柱的床层中抽出，经过依次连接的工艺管线、物料传输通道，进入多工位物料分配阀上的第七个沟槽，并通过与第七个沟槽连接的第七条物料管线抽离多工位物料分配阀。
2.如权利要求1所述的一种多工位物料分配阀分配方法，其特征在于：步骤1到步骤7的各个步骤同时进行。
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