CN106552444B - 一种t型双液相分离装置及其使用方法 - Google Patents
一种t型双液相分离装置及其使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种T型双液相分离装置，其特征在于：该装置包括横向分离管(1)和纵向分离管(2)，横向分离管(1)和纵向分离管(2)垂直连接并相通，整个装置横置的T型设计。本发明的装置高效、自动分离两相的分离装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体分离装置及使用方法，属于两相分离技术。
背景技术
制备或生产有机物的反应，产物往往包含油相和水相两种互不混溶的液体，制备或生产得到的生成物后，需要将这两类液体分离开来，尤其对于工业生产，生成物的量很大，有需要快速将油相和水相分离开来。
现有技术中，小体积的两相分离多采用分液漏斗，分液是把两种互不混溶的液体分离开的操作方法。分液使用的仪器是分液漏斗.分液漏斗有球形、梨形(或锥形)、筒形3种。梨形及筒形分液漏斗多用于分液操作使用。球形分液漏斗既作加液使用，也常用于分液时使用。实验室常见分液漏斗分液漏斗的规格以容积大小表示，常用为60mL、125mL等多种刻度。此类分离装置只是用溶液体积较小的两相分离，无法适用于工业生产。
在工业生产中，有的采用液体分离膜分离两相。液体分离膜指能分离物质处于液-液，液-固状态的膜。分离悬浊液主要用微滤膜，或超滤膜，分离乳浊液主要用超滤膜或反渗透膜；水溶液中，分子量在1000以上的溶质主要用超滤膜；而分离水的真溶液，如盐类等则必须用反渗透膜。对沸点有差异的有机溶液，特别是对共沸混合物的分离，是液体分离膜的主要应用方面，如从水-乙醇体系分离乙醇。其原理是利用物质在液体膜中溶解、扩散的差异而使之分离。此类方法对分离膜的要求很高，不同物质的分离，需要不同孔径的分离膜；分离膜容易被堵塞，使用前一般需要先过滤；同时，分离膜的成本较高，使用周期较短。因此，此类方法不太适合工业化生产有机物的分离。
工业生产有机物的分离装置，现基本上都是采用桶状分离装置，类似与分液漏斗，只是装置更大。桶状分离装置是一个大型的桶状装置，在桶状装置的中段部分有一个混合溶液的入口，混合溶液从入口处进入分离装置，在分离装置中分离成油相和水相。此类方法的缺点：1)混合溶液入口处进入的溶液量大，容易搅动分离装置内已经分离的两相，形成湍流或紊流，分离效果受到影响；2)此类分离器不能实现连续分离，只能间歇式分离两相，分离需要一定的时间，限制了工业生产的规模和连续性；3)采用此类分离装置分离混合液，每次分离完后，都需要人工将两相取出，操作麻烦，增加人工成本和设备投入。
发明内容
针对现有技术中，工业化生产的两相(双液相)分离问题，本发明提供一种高效、自动分离两相(双液相)的分离装置及其分离方法。尤其提供用于微通道反应器的分离装置。
根据本发明的第一个实施方案，提供一种T型双液相(如油相和水相)分离装置，其特征在于：该装置包括横向分离管和纵向分离管，横向分离管和纵向分离管垂直连接并相通，整个装置成横置的T型设计。
优选，所述纵向分离管下端设置有出料控制阀。
优选，所述纵向分离管上端与抽吸设备连接，优选的是抽吸设备为泵。
优选，所述T型双液相分离装置是透明的。更优选，所述T型双液相分离装置由无机玻璃、有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚酯树脂或聚碳酸酯树脂制成。
优选，所述纵向分离管的上端设有第一液相导出管，纵向分离管的下端设置有第二液相导出管。
优选，所述第一液相导出管水平设置或弯曲设置，第二液相导出管弯曲设置；优选的是，所述第一液相导出管弯曲设置并呈现倒U形以及第二液相导出管弯曲设置并且呈现U形连接倒U形(或S形)，更优选，第一液相导出管的最高处设有第一排空管、第二液相导出管的最高处设有第二排空管，第一排空管和第二排空管分别与大气相连。
优选，第一液相导出管与第二液相导出管的位置满足以下关系：
(h1+h2)×ρ1＝h2×ρ2；
其中：ρ1为第一液相导出管中液体的比重，ρ2为第二液相导出管中液体的比重，h1为第一液相导出管与第二液相导出管的绝对高度最高处的高度差，h2为第二液相导出管绝对高度最高处与横向分离管的轴中心线的高度差。
优选，第一液相导出管上设有第一控制阀，和/或，第二液相导出管上设有第二控制阀。
优选，所述横向分离管的长度0.5-45m，优选为1-40m，更优选为2-30m，进一步优选为3-25m，例如8m，10m，15m。
优选，所述横向分离管的内径为10-250mm，优选为15-200mm，进一步优选为20-100mm，更优选为40-80mm，例如50mm，60mm。
优选，所述横向分离管中液体的流速为0.01-3m/s，优选为0.05-2m/s，进一步优选为0.1-1.5m/s，更优选为0.2-1.2m/s；例如0.4m/s，0.6m/s，0.8m/s。
优选，所述纵向分离管的高度0.25-25m，优选0.35-23m，优选为0.5-20m，进一步优选为1-15m，更优选为2.5-13m；例如4m，5m，6m，7.5m。
优选，所述纵向分离管的内径20-500mm，优选为30-400mm，进一步优选为40-200mm，更优选为80-150mm，例如100mm，120mm。
优选，纵向分离管的内径与横向分离管的内径之比是5-1.4:1，优选4-1.6:1，更优选3-1.8:1，更优选2.5-1.9:1。
根据本发明的第二个实施方案，提供一种T型双液相分离装置的使用方法或使用上述T型双液相分离装置来分离双液相的方法，该方法包括以下步骤：
(1)包含彼此不混溶或彼此混溶性较差的不同比重或不同密度的两种液相(例如包含水相和油相)的一种液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管，流向纵向分离管；
(2)液相混合物在横向分离管中流动，自动分层为(比重较低或密度较低的)第一液相(如油相)和(比重较高或密度较高的)第二液相(如水相)；
(3)到达纵向分离管，第一液相往纵向分离管的上端流动，第二液相往纵向分离管的下端流动，实现两相分离。
根据本发明的第三个实施方案，提供一种T型双液相分离装置的使用方法或使用上述T型双液相分离装置来分离双液相的方法，该方法包括以下步骤：
(1)包含彼此不混溶或彼此混溶性较差的不同比重或不同密度的两种液相(例如包含水相和油相)的一种液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管，流向纵向分离管；
(2)液相混合物在横向分离管中流动，自动分层为(比重较低或密度较低的)第一液相(如油相)和(比重较高或密度较高的)第二液相(如水相)；
(3)到达纵向分离管，第一液相往纵向分离管的上端流动，第二液相往纵向分离管的下端流动，实现两相分离；
(4)当第一液相达到纵向分离管上界面时，停止进料，打开出料控制阀，排放第二液相(如水相)；第一液相(如油相)在重力作用下，跟随往下流动；观察第二液相(如水相)排放情况，当刚好排放完第二液相(如水相)时，关闭出料控制阀；
(5)继续进料，产物进入纵向分离管，由于第一液相(如油相)的密度小于第二液相(如水相)，第一液相(如油相)会在上层，重复此操作，分离第一液相(如油相)和第二液相(如水相)。
根据本发明的第四个实施方案，提供一种T型双液相分离装置的使用方法或使用上述T型双液相分离装置来分离双液相的方法，该方法包括以下步骤：
(1)包含彼此不混溶或彼此混溶性较差的不同比重或不同密度的两种液相(例如包含水相和油相)的一种液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管，流向纵向分离管；
(2)液相混合物在横向分离管中流动，自动分层为第一液相(如油相)和第二液相(如水相)；
(3)到达纵向分离管，第一液相(如油相)往纵向分离管的上端流动，第二液相(如水相)往纵向分离管的下端流动，实现两相分离；
(4)当第一液相(如油相)达到纵向分离管上界面时，停止进料，打开出料控制阀，排放第二液相(如水相)；第一液相(如油相)在重力作用下，跟随往下流动，观察第二液相(如水相)排放情况，当刚好排放完第二液相(如水相)时，关闭出料控制阀；
(5)启动纵向分离管上端的泵，抽取出纵向分离管中的第一液相(如油相)。
根据本发明的第五个实施方案，提供一种T型双液相分离装置的使用方法或使用上述T型双液相分离装置来分离双液相的方法，该方法包括以下步骤：
(1)包含彼此不混溶或彼此混溶性较差的不同比重或不同密度的两种液相(例如包含水相和油相)的一种液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管，流向纵向分离管；
(2)液相混合物在横向分离管中流动，自动分层为第一液相(如油相)和第二液相(如水相)；
(3)到达纵向分离管，第一液相往纵向分离管的上端流动，第二液相往纵向分离管的下端流动，实现两相分离；
(4)由于高度差的存在，第二液相(如水相)自动从纵向分离管下端的第二导出管流出，第一液相(如油相)自动从纵向分离管上端的第一导出管流出。
在本申请中，优选的是，液相混合物是生产硝酸异辛酯的反应中的产物混合物(它包含硝酸异辛酯、混酸(即硝酸和硫酸)和水)。优选，液相混合物是由微通道反应器生产硝酸异辛酯的反应中的产物混合物(它包含硝酸异辛酯、混酸(即硝酸和硫酸)和水)。
另外，本发明还提供一种微通道反应器的分离装置，采用上述T型双液相分离装置。
根据本发明提供的再一个实施方案，提供一种使用T型双液相分离装置的用途：将本发明的T型双液相分离装置用于由微通道反应器生产硝酸异辛酯的反应中的产物混合物的分离。
优选，将本发明的T型双液相分离装置用于生产硝酸异辛酯的产物混合物的分离。
生产硝酸异辛酯的产物混合物为硝酸异辛酯、混酸(硝酸和硫酸)和水，使用本发明的装置分离硝酸异辛酯、混酸(硝酸和硫酸)和水。
在本发明中，横向分离管和纵向分离管垂直连接并相通是指横向分离管和纵向分离管垂直的连接，横向分离管水平放置，纵向分离管竖直方向放置，两者相交，并且在相交的地方内部是连通的。横向分离管与纵向分离管相交的位置可以是纵向分离管的中点，也可以偏向纵向分离管的任何一端，根据生产产物的特点，混合溶液中两相的比例，调节横向分离管和纵向分离管的连接位置。
在本发明中，纵向分离管的上端设有第一液相导出管，第一液相导出管的初始段是与纵向分离管平行的，也就是说第一液相导出管的初始段是竖直的，第一液相导出管的出料端是水平放置，然后第一液相导出管连接第一产物输送管道。纵向分离管的下端设有第二液相导出管，第二液相导出管的初始段是与纵向分离管平行的，也就是说第二液相导出管的初始段是竖直的，然后第二液相导出管的出料端是弯曲设置，弯曲的方向是向上的，靠近第一液相导出管的方向。弯曲可以设计成“几”字型或S型，然后第二液相导出管连接第二液相输送管道。此设计，第一液相导出管与第二液相导出管存在一个高度差。设置高度差，在工业生产过程中，混合溶液进入横向分离管，开始分离，流入纵向分离管后，在纵向分离管中囤积，纵向分离管屯满后，当继续注入混合溶液时，较轻的液相(油相)自动从第一液相导出管流出，较重的液相(水相)自动从第二液相导出管流出，由于绝对高度差的存在，较轻的液相(油相)不会从第二液相导出管流出，较重的液相(水相)不会从第一液相导出管流出。第一液相导出管与第二液相导出管的位置满足以下关系：(h1+h2)×ρ1＝h2×ρ2；其中：ρ1为第一液相导出管重液体的比重，ρ2为第二液相导出管中液体的比重，h1为第一液相导出管与第二液相导出管的绝对高度最高处的高度差，h2为第二液相导出管绝对高度最高处与横向分离管中心的高度差。这一巧妙设计使得混合物在T型分离装置中自动分离，而且能够连续分离。
在本发明中，设置第一排空管和第二排空管的目的是：排出第一液相导出管和第二液相导出管中的空气，使得第一液相导出管和第二液相导出管中的液体能够自留流动。
在本发明中，第一液相导出管上设有第一控制阀、第二液相导出管上设有第二控制阀的目的是：1)刚开始进行分离时，混合溶液刚进入本发明的分离装置，关闭第二控制阀，以屯满整个纵向分离管；2)如果反应装置需要停止运行，没有混合溶液进入本发明的分离装置，可以关闭第一控制阀和第二控制阀，防止较轻的液相(油相)进入第二液相导出管、较重的液相(水相)进入第一液相导出管；3)根据其他任何需要，可以随时控制分离装置。
本发明未进行说明的装置和操作均为本领域技术人员熟知的常规装置和操作。
与现有技术相比较，本发明具有以下有益技术效果：
1、本发明的装置可以根据需要，设置不同大小的尺寸和规格，适合工业化大量产物的分离。
2、本发明的装置含有横向分离管，混合溶液进入装置时，有一个缓冲阶段，不会搅动纵向分离管中已经分离成两相的液体，避免了湍流或紊流，分离效果明显得到改善。
3、本发明的装置由于横向分离管和纵向分离管的设计，可以将混合溶液导入和分离过程同时进行，能够实现连续分离，不需要间断，适合工业的连续生产。
4、本发明第一液相导出管和第二液相导出管绝对高度差的设计，可以实现两相分别自动从不同的导出管到处，不需要其他人工或步骤将两相导出。
5、本发明的装置简便、节约成本；本发明装置的使用方法操作简单，分离效果优越。
附图标记
图1为本发明T型分离装置第一种设计结构图；
图2为本发明T型分离装置第二种设计结构图；
图3为本发明T型分离装置第三种设计结构图；
图4为本发明T型分离装置第四种设计结构图；
图5为本发明T型分离装置第五种设计结构图。
附图标记：1：横向分离管；2：纵向分离管；201：出料控制阀；202：抽吸设备(如泵)；3：第一液相导出管；301：第一液相导出管出料端；302：第一控制阀；303：第一排空管；4：第二液相导出管；401：第二液相导出管出料端；402：第二控制阀；403：第二排空管；h1：第一液相导出管与第二液相导出管的绝对高度最高处的高度差；h2：第二液相导出管绝对高度最高处与横向分离管中心的高度差。
具体实施方式
根据本发明的第一个实施方案，提供一种T型双液相分离装置，其特征在于：该装置包括横向分离管1和纵向分离管2，横向分离管1和纵向分离管2垂直连接并相通，整个装置成横置的T型设计。
优选，所述纵向分离管2下端设置有出料控制阀201。
优选，所述纵向分离管2上端与抽吸设备202连接，优选的是抽吸设备202为泵。
优选，所述T型双液相分离装置是透明的。更优选，所述T型双液相分离装置由无机玻璃、有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚酯树脂或聚碳酸酯树脂制成。
优选，所述纵向分离管2的上端设有第一液相导出管3，纵向分离管2的下端设置有第二液相导出管4。
优选，所述第一液相导出管3水平设置或弯曲设置，第二液相导出管4弯曲设置；优选的是，所述第一液相导出管3弯曲设置并呈现倒U形以及第二液相导出管4弯曲设置并且呈现U形连接倒U形(或S形)，更优选，第一液相导出管3的最高处设有第一排空管303、第二液相导出管4的最高处设有第二排空管403，第一排空管303和第二排空管403分别与大气相连。
优选，第一液相导出管3与第二液相导出管4的位置满足以下关系：
(h1+h2)×ρ1＝h2×ρ2；
其中：ρ1为第一液相导出管中液体的比重，ρ2为第二液相导出管中液体的比重，h1为第一液相导出管3与第二液相导出管4的绝对高度最高处的高度差，h2为第二液相导出管绝对高度最高处与横向分离管的轴中心线的高度差。
优选，第一液相导出管3上设有第一控制阀302，和/或，第二液相导出管4上设有第二控制阀402。
优选，所述横向分离管1的长度0.5-45m，优选为1-40m，更优选为2-30m，进一步优选为3-25m，例如5m，8m，10m，15m。
优选，所述横向分离管1的内径为10-250mm，优选为15-200mm，进一步优选为20-100mm，更优选为40-80mm，例如50mm，60mm。
优选，所述横向分离管1中液体的流速为0.01-3m/s，优选为0.05-2m/s，进一步优选为0.1-1.5m/s，更优选为0.2-1.2m/s；例如0.4m/s，0.6m/s，0.8m/s。
优选，所述纵向分离管2的高度0.25-25m，优选0.35-23m，优选为0.5-20m，进一步优选为1-15m，更优选为2.5-13m；例如4m，5m，6m，7.5m。
优选，所述纵向分离管2的内径20-500mm，优选为30-400mm，进一步优选为40-200mm，更优选为80-150mm，例如100mm，120mm。
优选，纵向分离管2的内径与横向分离管1的内径之比是5-1.4:1，优选4-1.6:1，更优选3-1.8:1，更优选2.5-1.9:1。
根据本发明的第二个实施方案，提供一种T型双液相分离装置的使用方法或使用上述T型双液相分离装置来分离双液相的方法，该方法包括以下步骤：
(1)包含彼此不混溶或彼此混溶性较差的不同比重或不同密度的两种液相(例如包含水相和油相)的一种液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管1，流向纵向分离管2；
(2)液相混合物在横向分离管1中流动，自动分层为(比重较低或密度较低的)第一液相(如油相)和(比重较高或密度较高的)第二液相(如水相)；
(3)到达纵向分离管2，第一液相往纵向分离管的上端流动，第二液相往纵向分离管的下端流动，实现两相分离。
根据本发明的第三个实施方案，提供一种T型双液相分离装置的使用方法或使用上述T型双液相分离装置来分离双液相的方法，该方法包括以下步骤：
(1)包含彼此不混溶或彼此混溶性较差的不同比重或不同密度的两种液相(例如包含水相和油相)的一种液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管1，流向纵向分离管2；
(2)液相混合物在横向分离管1中流动，自动分层为(比重较低或密度较低的)第一液相(如油相)和(比重较高或密度较高的)第二液相(如水相)；
(3)到达纵向分离管2，第一液相往纵向分离管的上端流动，第二液相往纵向分离管的下端流动，实现两相分离；
(4)当第一液相达到纵向分离管2上界面时，停止进料，打开出料控制阀201，排放第二液相(如水相)；第一液相(如油相)在重力作用下，跟随往下流动；观察第二液相(如水相)排放情况，当刚好排放完第二液相(如水相)时，关闭出料控制阀201；
(5)继续进料，产物进入纵向分离管2，由于第一液相(如油相)的密度小于第二液相(如水相)，第一液相(如油相)会在上层，重复此操作，分离第一液相(如油相)和第二液相(如水相)。
根据本发明的第四个实施方案，提供一种T型双液相分离装置的使用方法或使用上述T型双液相分离装置来分离双液相的方法，该方法包括以下步骤：
(1)包含彼此不混溶或彼此混溶性较差的不同比重或不同密度的两种液相(例如包含水相和油相)的一种液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管1，流向纵向分离管2；
(2)液相混合物在横向分离管1中流动，自动分层为第一液相(如油相)和第二液相(如水相)；
(3)到达纵向分离管2，第一液相(如油相)往纵向分离管的上端流动，第二液相(如水相)往纵向分离管的下端流动，实现两相分离；
(4)当第一液相(如油相)达到纵向分离管2上界面时，停止进料，打开出料控制阀201，排放第二液相(如水相)；第一液相(如油相)在重力作用下，跟随往下流动，观察第二液相(如水相)排放情况，当刚好排放完第二液相(如水相)时，关闭出料控制阀201；
(5)启动纵向分离管2上端的泵202，抽取出纵向分离管2中的第一液相(如油相)。
根据本发明的第五个实施方案，提供一种T型双液相分离装置的使用方法或使用上述T型双液相分离装置来分离双液相的方法，该方法包括以下步骤：
(1)包含彼此不混溶或彼此混溶性较差的不同比重或不同密度的两种液相(例如包含水相和油相)的一种液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管1，流向纵向分离管2；
(2)液相混合物在横向分离管1中流动，自动分层为第一液相(如油相)和第二液相(如水相)；
(3)到达纵向分离管2，第一液相往纵向分离管2的上端流动，第二液相往纵向分离管2的下端流动，实现两相分离；
(4)由于高度差的存在，第二液相(如水相)自动从纵向分离管2下端的第二导出管4流出，第一液相(如油相)自动从纵向分离管2上端的第一导出管3流出。
在本申请中，优选的是，液相混合物是生产硝酸异辛酯的反应中的产物混合物(它包含硝酸异辛酯、混酸(即硝酸和硫酸)和水)。优选，液相混合物是由微通道反应器生产硝酸异辛酯的反应中的产物混合物(它包含硝酸异辛酯、混酸(即硝酸和硫酸)和水)。
另外，本发明还提供一种微通道反应器的分离装置，采用上述T型双液相分离装置。
根据本发明提供的再一个实施方案，提供一种使用T型双液相分离装置的用途：
将本发明的T型双液相分离装置用于由微通道反应器生产硝酸异辛酯的反应中的产物混合物的分离。
根据本发明提供的另一个实施方案，提供一种使用T型分离装置的用途：
将本发明的T型分离装置用于生产硝酸异辛酯的产物混合物的分离。
生产硝酸异辛酯的产物混合物为硝酸异辛酯、混酸(硝酸和硫酸)和水，使用本发明的装置分离硝酸异辛酯、混酸(硝酸和硫酸)和水。
实施例1
一种T型双液相分离装置，该装置包括横向分离管1和纵向分离管2。横向分离管1和纵向分离管2垂直连接并相通。整个装置横置的T型设计。横向分离管1的长度为6m。横向分离管1的内径为DN80，纵向分离管2的高度为1m，纵向分离管2的内径为DN100。
实施例2
重复实施例1，只是纵向分离管2下端设置有出料控制阀201。纵向分离管2上端与泵202连接。
实施例3
重复实施例2，只是横向分离管1的长度为8m。横向分离管1的内径为DN60纵向分离管2的高度为2m纵向分离管2的内径为DN80
实施例4
重复实施例1，只是纵向分离管2的上端设有第一液相导出管3。纵向分离管2的下端设置有第二液相导出管4。第一液相导出管3的最高处设有第一排空管303、第二液相导出管4的最高处设有第二排空管403，第一排空管303和第二排空管403分别与大气相连。第一液相导出管3出料端301水平设置。第二液相导出管4弯曲设置成“几”字型或U形连接倒U形(或S形)。
其中，第一液相导出管3与第二液相导出管4的位置满足以下关系：
(h1+h2)×ρ1＝h2×ρ2；
其中：ρ1为第一液相导出管重液体的比重，ρ2为第二液相导出管中液体的比重，h1为第一液相导出管与第二液相导出管的绝对高度最高处的高度差，h2为第二液相导出管绝对高度最高处与横向分离管中心的高度差。
实施例5
重复实施例4，只是第一液相导出管3上设有第一控制阀302。第二液相导出管4上设有第二控制阀402。
实施例6
使用实施例1的装置分离液相混合物，液相混合物的在横向分离管中的流速为0.2m/s
(1)液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管1，流向纵向分离管2；
(2)液相在横向分离管1中流动，自动分层为第一液相和第二液相；
(3)到达纵向分离管2，第一液相往纵向分离管的上端流动，第二液相往纵向分离管的下端流动，实现两相分离。
实施例7
使用实施例3的装置分离液相混合物，液相混合物的在横向分离管中的流速为0.6m/s
(1)液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管1，流向纵向分离管2；
(2)液相在横向分离管1中流动，自动分层为第一液相和第二液相；
(3)到达纵向分离管2，第一液相往纵向分离管的上端流动，第二液相往纵向分离管的下端流动，实现两相分离；
(4)当液相达到纵向分离管2上界面时，停止进料，打开出料控制阀201，排放水相；油相在重力作用下，跟随往下流动。观察水相排放情况，当刚好排放完水相时，关闭出料控制阀201；
(5)启动纵向分离管2上端的泵202，取出纵向分离管2中的油相。
实施例8
使用实施例3的装置分离液相混合物，液相混合物的在横向分离管中的流速为0.45m/s。
(1)液相混合物进入T型双液相分离装置的横向分离管1，流向纵向分离管2；
(2)液相在横向分离管1中流动，自动分层为第一液相和第二液相；
(3)到达纵向分离管2，第一液相往纵向分离管2的上端流动，第二液相往纵向分离管2的下端流动，实现两相分离；
(4)由于高度差的存在，水相自动从纵向分离管2下端的水相导出管3流出，油相自动从纵向分离管2上端的油相导出管4流出。
实施例9
采用微通道反应器生产硝酸异辛酯的反应，使用实施例8的方法分离微通道反应器生产硝酸异辛酯的产物，分离硝酸异辛酯、混酸(硝酸和硫酸)和水。在横向分离管中的流速高达0.45m/s。所分离的有机相中水含量低于0.5％。结果表明，不仅分离的速度快，而且分离效果好。
Claims (29)
1.一种T型双液相分离装置，其特征在于：该装置包括横向分离管(1)和纵向分离管(2)，横向分离管(1)和纵向分离管(2)垂直连接并相通，整个装置成横置的T型设计；
其中：所述纵向分离管(2)的上端设有第一液相导出管(3)，纵向分离管(2)的下端设置有第二液相导出管(4)；第一液相导出管(3)与第二液相导出管(4)的位置满足以下关系：(h1+h2)×ρ1＝h2×ρ2；
其中：ρ1为第一液相导出管中液体的比重，ρ2为第二液相导出管中液体的比重，h1为第一液相导出管(3)与第二液相导出管(4)的绝对高度最高处的高度差，h2为第二液相导出管绝对高度最高处与横向分离管的轴中心线的高度差；
所述横向分离管(1)的长度3-45m，纵向分离管(2)的内径与横向分离管(1)的内径之比是5-1.4:1。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一液相导出管(3)水平设置或弯曲设置，第二液相导出管(4)弯曲设置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述第一液相导出管(3)弯曲设置并呈现倒U形以及第二液相导出管(4)弯曲设置并且呈现U形连接倒U形。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于：第一液相导出管(3)的最高处设有第一排空管(303)、第二液相导出管(4)的最高处设有第二排空管(403)，第一排空管(303)和第二排空管(403)分别与大气相连。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于：第一液相导出管(3)上设有第一控制阀(302)，和/或
第二液相导出管(4)上设有第二控制阀(402)。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：第一液相导出管(3)上设有第一控制阀(302)，和/或
第二液相导出管(4)上设有第二控制阀(402)。
7.根据权利要求1-3、6中任一项所述的装置，其特征在于：所述T型双液相分离装置是透明的。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述T型双液相分离装置是透明的。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述T型双液相分离装置由无机玻璃、有机玻璃、聚酯树脂或聚碳酸酯树脂制成。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述T型双液相分离装置由无机玻璃、有机玻璃、聚酯树脂或聚碳酸酯树脂制成。
11.根据权利要求1-3、6、8-10中任一项所述的装置，其特征在于：所述横向分离管(1)的长度5-40m；和/或
所述横向分离管(1)的内径为10-250mm；
所述横向分离管(1)中液体的流速为0.01-3m/s。
12.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述横向分离管(1)的长度5-40m；和/或
所述横向分离管(1)的内径为10-250mm；
所述横向分离管(1)中液体的流速为0.01-3m/s。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于：所述横向分离管(1)的长度5-30m；和/或
所述横向分离管(1)的内径为15-200mm；
所述横向分离管(1)中液体的流速为0.05-2m/s。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：所述横向分离管(1)的长度5-30m；和/或
所述横向分离管(1)的内径为15-200mm；
所述横向分离管(1)中液体的流速为0.05-2m/s。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于：所述横向分离管(1)的长度8-25m；和/或
所述横向分离管(1)的内径为20-100mm；
所述横向分离管(1)中液体的流速为0.1-1.5m/s。
16.根据权利要求1-3、6、8-10、12-14中任一项所述的装置，其特征在于：所述纵向分离管(2)的高度0.35-23m；和/或
所述纵向分离管(2)的内径20-500mm。
17.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述纵向分离管(2)的高度0.35-23m；和/或
所述纵向分离管(2)的内径20-500mm。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：所述纵向分离管(2)的高度为0.5-20m；和/或
所述纵向分离管(2)的内径为30-400mm。
19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于：所述纵向分离管(2)的高度为0.5-20m；和/或
所述纵向分离管(2)的内径为30-400mm。
20.根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于：所述纵向分离管(2)的高度为1-15m；和/或
所述纵向分离管(2)的内径为40-200mm。
21.根据权利要求16所述的装置，其中纵向分离管(2)的内径与横向分离管(1)的内径之比是4-1.6:1。
22.根据权利要求17-19中任一项所述的装置，其中纵向分离管(2)的内径与横向分离管(1)的内径之比是4-1.6:1。
23.根据权利要求21所述的装置，其中纵向分离管(2)的内径与横向分离管(1)的内径之比是3-1.8:1。
24.根据权利要求22所述的装置，其中纵向分离管(2)的内径与横向分离管(1)的内径之比是3-1.8:1。
25.根据权利要求23或24所述的装置，其中纵向分离管(2)的内径与横向分离管(1)的内径之比是2.5-1.9:1。
26.使用如权利要求1-25中任一项所述的T型双液相分离装置来分离双液相的方法，该方法包括以下步骤：
(1)包含彼此不混溶或彼此混溶性较差的不同比重或不同密度的两种液相的一种液相混合物进入T型分离装置的横向分离管(1)，流向纵向分离管(2)；
(2)液相混合物在横向分离管(1)中流动，自动分层为第一液相和第二液相；
(3)到达纵向分离管(2)，第一液相往纵向分离管(2)的上端流动，第二液相往纵向分离管(2)的下端流动，实现两相分离；
(4)由于高度差的存在，第二液相自动从纵向分离管(2)下端的第二导出管(4)流出，第一液相自动从纵向分离管(2)上端的第一导出管(3)流出。
27.根据权利要求26所述的方法，其中液相混合物是生产硝酸异辛酯的反应中的产物混合物。
28.根据权利要求27所述的方法，其中液相混合物是由微通道反应器生产硝酸异辛酯的反应中的产物混合物。
29.一种微通道反应器的双液相分离装置，采用如权利要求1-25中任一项所述的T型双液相分离装置。
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