CN108211400A - 一种短程分子蒸馏设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种短程分子蒸馏设备，包括柜体、短程分子蒸馏器、进料桶，短程分子蒸馏器以及进料桶通过夹持件与柜体固定；短程分子蒸馏器包括带有加热夹套的筒体、电机、以及转子，筒体的上方设置有进料口，进料口与进料桶的出料口连接，筒体的下方设置有重组分收集口以及真空口，真空口与外部的真空泵连接，筒体内部设置有冷凝器和轻组分收集管，轻组分收集管设置于冷凝器的外部，轻组分收集管上设置有轻组分收集口；转子与电机轴连接，且转子套设与冷凝器的外部；筒体、冷凝器、轻组分收集管、以及进料桶的材质为高硼硅玻璃。本发明提供一种短程分子蒸馏设备，其结构装置简单，且蒸馏效率高。

Description

一种短程分子蒸馏设备

技术领域

本发明属于蒸馏设备的制造技术领域，具体涉及一种短程分子蒸馏设备。

背景技术

蒸馏是一种简单而高效的物理液液提纯分离或固液提纯分离的方法，它是在一定气压并伴有一定热量的条件下所发生的液体气化现象，而气化后的液体在低温遇冷的条件下又发生还原成液体的现象，本述两种现象之和即为蒸馏。

在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力，对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离，基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。短程蒸馏器是一个工作在1～0.001mbar压力下热分离技术过程，它较低的沸腾温度，非常适合热敏性、高沸点物。

短程分子蒸馏器与普通的蒸馏设备具备以下优点：1短程分子蒸馏器的分离操作在物料沸点温度下实现，只要系统的压力低于物料轻组份的饱和蒸汽压及加热面和冷凝面间的距离小于或等于轻组份的分子平均自由程，就能达到分离目的；2：普通蒸馏是在物料沸点温度以上操作的，因此蒸发与冷凝是一个可逆过程，短程分子蒸馏器的分离操作在沸点温度以下实现，因此短程分子蒸馏器的蒸发与冷凝是一个不可逆过程；3：普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象，短程分子蒸馏器的分离操作是在沸点温度以下实现的，因此没有鼓泡、沸腾现象，有利于整个系统保持较高的真空度。

现有技术中也公开了一些短程分子蒸馏器，由于短程分子蒸馏器均采用金属材料制备，其不但影响实验现象及过程的观察，同时金属易被物料腐蚀，影响其使用寿命；其次由于短程分子蒸馏器设计构造上的缺陷，现有短程分子蒸馏设备装置相对复杂，且蒸馏效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种短程分子蒸馏设备，解决了现有技术中短程分子蒸馏设备在实验过程中不易观察、且易被腐蚀以及短程分子蒸馏设备的结构相对复杂、蒸馏效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种短程分子蒸馏设备，其特征在于：包括柜体、短程分子蒸馏器、进料桶，所述短程分子蒸馏器以及进料桶通过夹持件与柜体固定；

所述短程分子蒸馏器包括带有加热夹套的筒体、电机、以及转子，所述加热夹套的上端设置有加热介质出口，加热夹套的下端设置有加热介质进口，所述筒体的上方设置有进料口，所述进料口与进料桶的出料口连接，所述筒体的下方设置有重组分收集口以及真空口，所述真空口与外部的真空泵连接，所述筒体内部设置有冷凝器和轻组分收集管，所述轻组分收集管设置于冷凝器的外部，轻组分收集管上设置有轻组分收集口；所述转子与电机轴连接，且转子套设在冷凝器的外部；

所述筒体、冷凝器、轻组分收集管、以及进料桶的材质为高硼硅玻璃。

优选的，所述转子包括带有若干滑槽的转子固定座、刮膜器、以及料液分布器，所述料液分布器与电机中的电机轴固定连接，所述刮膜器的底部固定设置于转子固定座的滑槽内，刮膜器的顶部抵靠在料液分布器上。

进一步优选的，所述刮膜器包括刮膜柱以及若干刮膜齿，所述刮膜齿倾斜设置于刮膜柱上。

更进一步优选的，所述料液分布器包含有均流板，所述均流板的位置与转子固定座中滑槽的位置对应。

优选的，所述冷凝器包括冷凝液进液管以及冷凝液外管，冷凝液进液管设置于冷凝液外管的内部，冷凝液进液管的下端为冷凝液进口，所述冷凝液外管的下端设置有冷凝液出口，所述冷凝液外管为倒U型结构。

优选的，所述电机与筒体的上端通过磁力密封。

优选的，所述进料桶的顶部设置有恒压阀，所述进料桶的出料口处设置有计量阀。

优选的，所述短程分子蒸馏设备还包括冷阱，所述冷阱通过夹持件与柜体固定，所述冷阱的进气口端与筒体的真空口连接，冷阱的出气口端与外部的真空泵连接。

优选的，所述冷阱的材质为高硼硅玻璃。

优选的，所述重组分收集口与真空口设置于筒体的两侧。

本发明的有益效果：本发明提供一种短程分子蒸馏设备，其结构装置简单，且蒸馏效率高；此外，本发明中筒体、冷凝器、轻组分收集管、以及进料桶均采用高硼硅玻璃制备，在蒸馏过程中操作人员可以观察实现现象和实验过程，对于摸索实验工艺来说尤为重要，尤其在筒体内部发生故障后能够第一时间排查，避免内部物料被损坏；且高硼硅玻璃制备的筒体、冷凝器、轻组分收集管、进料桶的耐腐蚀性高，且反应过后易于清洗。

附图说明

图1为短程分子蒸馏设备的结构示意图；

图2为短程分子蒸馏器的结构示意图；

图3为图2中A-A向短程分子蒸馏器的剖视图；

图4为转子与电机连接结构示意图；

图5为转子固定座的俯视图；

图6为刮膜器的结构示意图；

图7为料液分布器的俯视图。

图中附图标记，1-柜体；2-短程分子蒸馏器，2.1-筒体，2.1.1-进料口，2.1.2-重组分收集口，2.1.3-真空口，2.2-电机，2.2.1-电机轴，2.3-转子，2.3.1-转子固定座，2.3.1.1-滑槽，2.3.2-刮膜器，2.3.2.1-刮膜柱，2.3.2.2-刮膜齿，2.3.3-料液分布器，2.3.3.1-均流板，2.4-加热夹套，2.4.1-加热介质出口，2.4.2-加热介质进口，2.5-冷凝器，2.5.1-冷凝液进液管，2.5.1.1-冷凝液进口，2.5.2-冷凝液外管，2.5.2.1-冷凝液出口，2.6-轻组分收集管，2.6.1-轻组分收集口；3-进料桶，3.1-出料口；4-夹持件，4.1-支架轴，4.2-夹套；5-冷阱，5.1-进气口端，5.2-出气口端；6-恒压阀；7-计量阀。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种短程分子蒸馏设备，如图1所示，包括柜体1、用于进行蒸馏的短程分子蒸馏器2、以及放置物料的进料桶3。其中，柜体1上安装有夹持件4，短程分子蒸馏器2以及进料桶3通过夹持件4与柜体1固定。本实施例中，夹持件4包括支架轴4.1以及设置于支架轴且高度可调节的夹套4.2，支架轴4.1的一端与柜体1的顶部固定，支架轴4.1的另一端通过夹套4.2与短程分子蒸馏器2或者进料桶3固定。

如图2-3所示，短程分子蒸馏器2包括带有加热夹套2.4的筒体2.1、电机2.2、以及转子2.3。为了提高电机2.2与筒体2.1连接处的密封性能，电机2.2与筒体2.1的上端通过磁力密封。加热夹套2.4用于对筒体2.1加热，使筒体2.1形成加热面。加热夹套2.4的上端设置有加热介质出口2.4.1，加热夹套2.4的下端设置有加热介质进口2.4.2。本实施例中，加热介质为热油，热油从加热介质进口2.4.2进入加热夹套2.4并从加热介质出口2.4.1流出，进而对筒体2.4进行充分加热。筒体2.1的上方倾斜设置有进料口2.1.1，进料口2.1.1与进料桶3的出料口3.1连接，筒体2.1的下方设置有重组分收集口2.1.2以及真空口2.1.3。为了避免筒体2.1内部抽真空时，重组分从真空口2.1.3进入真空泵，本实施例中，重组分收集口2.1.2与真空口2.1.3设置于筒体2.1的两侧。此外，为了进一步避免筒体内的重组分进入真空泵，进而影响真空泵的使用寿命，在筒体的真空口2.1.3处连接一冷阱5。冷阱5通过夹持件4与柜体1固定。冷阱5的进气口端5.1与筒体2.1的真空口2.1.3连接，冷阱5的出气口端5.2与外部的真空泵连接。筒体2.1内部设置有冷凝器2.5和轻组分收集管2.6。为了形成一个冷凝面且保证筒体与冷凝面之间的温差，本实施例中，冷凝器2.5包括冷凝液进液管2.5.1以及冷凝液外管2.5.2，冷凝液外管2.5.2为倒U型结构，冷凝液进液管2.5.1延伸至倒U型结构冷凝液外管2.5.2的底部，冷凝液进液管2.5.1的下端为冷凝液进口2.5.1.1，冷凝液外管2.5.2的下端设置有冷凝液出口2.5.2.1。冷凝液从冷凝液进口2.5.1.1进入，从冷凝液进液管2.5.1的顶端溢出并流入冷凝液外管2.5.2，最后从冷凝液外管的冷凝液出口2.5.2.1流出。由于冷凝液进液管与冷凝液外管之间存在热交换，因此，筒体内部形成一个恒定的冷凝面，从而保证加热面与冷凝面之间有足够的温度差，从而提高蒸馏的效率。轻组分收集管2.6设置于冷凝器2.5的外部，轻组分收集管2.6上设置有轻组分收集口2.6.1。当料液进入筒体内壁，刮膜器沿着筒体内壁旋转并将料液刮成薄膜，薄膜在受热面上蒸发，蒸气分子飞射到冷凝面后冷凝，然后沿着冷凝管流下，进入轻组分收集管2.6，最后从轻组分收集管2.6的轻组分收集口2.6.1流出。需要说明的是，本实施例中的筒体2.1、冷凝器2.5、轻组分收集管2.6、进料桶3以及冷阱5均由高硼硅玻璃制备而得。和由金属材料制备的筒体、进料桶、以及冷阱相比，本实施例中的短程分子蒸馏设备在蒸馏实验过程中可以观察实验现象和实验过程，这对于摸索实验工艺来说尤为重要；且筒体内部一但发生故障后还能够第一时间排查，避免内部物料被损坏，因此操作效率较高；此外，高硼硅玻璃的耐腐蚀性高，筒体、进料桶在反应后易于清洗。

如图4-7所示，筒体2.1内的转子2.3套设在冷凝器2.5的外部。本实施例中，转子2.3包括转子固定座2.3.1、刮膜器2.3.2以及料液分布器2.3.3。其中，转子固定座2.3.1包含3个滑槽2.3.1.1，料液分布器2.3.3包含有3块均流板2.3.3.1，均流板2.3.3.1的位置与转子固定座中滑槽2.3.1.1的位置对应。刮膜器2.3.2包括刮膜柱2.3.2.1以及若干刮膜齿2.3.2.2，刮膜齿2.3.2.2倾斜设置于刮膜柱2.3.2.1上，且刮膜齿2.3.2.2与筒体2.1内壁相切。刮膜柱2.3.2.1的底部固定在转子固定座的滑槽2.3.1.1内，刮膜柱2.3.2.1的顶部抵靠在均流板2.3.3.1上。电机2.2中的电机轴2.2.1与料液分布器2.3.3通过键、锁紧螺母固定连接。转子旋转后，料液通过料液分布器中的均流板分散至筒体内壁，并沿着刮膜柱流下，刮膜齿将筒体内壁上的料液刮成一层极薄、呈湍流状的液膜，并以螺旋状向下推进。

本实施例中，为了便于进料顺畅，进料桶3的顶部设置有恒压阀6。为了便于调节进料桶3中出料的速率，进料桶3的出料口3.1处还设置有计量阀7。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种短程分子蒸馏设备，其特征在于：包括柜体、短程分子蒸馏器、进料桶，所述短程分子蒸馏器以及进料桶通过夹持件与柜体固定；

所述短程分子蒸馏器包括带有加热夹套的筒体、电机、以及转子，所述加热夹套的上端设置有加热介质出口，加热夹套的下端设置有加热介质进口，所述筒体的上方设置有进料口，所述进料口与进料桶的出料口连接，所述筒体的下方设置有重组分收集口以及真空口，所述真空口与外部的真空泵连接，所述筒体内部设置有冷凝器和轻组分收集管，所述轻组分收集管设置于冷凝器的外部，轻组分收集管上设置有轻组分收集口；所述转子与电机轴连接，且转子套设于冷凝器的外部；

所述筒体、冷凝器、轻组分收集管、以及进料桶的材质为高硼硅玻璃。

2.根据权利要求1所述短程分子蒸馏设备，其特征在于：所述转子包括带有若干滑槽的转子固定座、刮膜器、以及料液分布器，所述料液分布器与电机中的电机轴固定连接，所述刮膜器的底部固定设置于转子固定座的滑槽内，刮膜器的顶部抵靠在料液分布器上。

3.根据权利要求2所述短程分子蒸馏设备，其特征在于：所述刮膜器包括刮膜柱以及若干刮膜齿，所述刮膜齿倾斜设置于刮膜柱上。

4.根据权利要求2所述短程分子蒸馏设备，其特征在于：所述料液分布器包含有均流板，所述均流板的位置与转子固定座中滑槽的位置对应。

5.根据权利要求1所述短程分子蒸馏设备，其特征在于：所述冷凝器包括冷凝液进液管以及冷凝液外管，冷凝液进液管设置于冷凝液外管的内部，冷凝液进液管的下端为冷凝液进口，所述冷凝液外管的下端设置有冷凝液出口，所述冷凝液外管为倒U型结构。

6.根据权利要求1所述短程分子蒸馏设备，其特征在于：所述电机与筒体的上端通过磁力密封。

7.根据权利要求1所述短程分子蒸馏设备，其特征在于：所述进料桶的顶部设置有恒压阀，所述进料桶的出料口处设置有计量阀。

8.根据权利要求1所述短程分子蒸馏设备，其特征在于：所述短程分子蒸馏设备还包括冷阱，所述冷阱通过夹持件与柜体固定，所述冷阱的进气口端与筒体的真空口连接，冷阱的出气口端与外部的真空泵连接。

9.根据权利要求1所述短程分子蒸馏设备，其特征在于：所述重组分收集口与真空口设置于筒体的两侧。