CN110694302A - 有机溶剂连续式脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机溶剂连续式脱水装置，包括：安装座、反应器、离心泵、有机溶剂储槽和成品储槽；其特征是：所述反应器由管道反应器组成，管道反应器内腔填充分子筛，若干个管道反应器串联组成一个管道反应器组，若干个管道反应器组并联组成反应器。利用分子筛吸附水份和杂质，对有机溶剂进行规模化提纯、精炼以达到聚氨酯级别的溶剂，并通过高温蒸汽和高温热干燥空气或氮气先后对管道反应器进行吹扫，以达到分子筛再生的目的，排除了有机溶剂在再生过程中接触高温环境带来火灾或爆炸的安全隐患。具有安全性能好、处理速度快、再生效果好、设备成本和维护费用低等优点。

Description

有机溶剂连续式脱水装置

技术领域

本发明涉及一种反应器，尤其涉及一种有机溶剂连续式管道反应器。本发明适用于水性聚氨酯树脂制造领域常温下与水混溶的极性溶剂的回收与精炼。

背景技术

树脂制造的水性化需要用到大量的有机溶剂，这些有机溶剂不能直接排放，需要重新回收再利用。如水性聚氨酯分散体树脂等的制造过程，需要用到丙酮、丁酮等溶剂，尤其是以磺酸盐作为扩链剂的高固含的水性聚氨酯分散体，其工艺过程需要用到预聚体的1.5倍至1.8倍的丙酮作为稀释剂，在树脂乳化后，真空状态下通过加热脱除丙酮，以获得完全不含有机溶剂的乳液。真空脱除后的丙酮等有机溶剂含有大量的水份，因极性溶剂与水混溶，通过初级蒸馏的薄膜蒸发器处理后，极性有机溶剂仍然含有大约2%的水份难以去除。这种程度含水率的有机溶剂不能继续用于树脂合成，尤其是聚氨酯树脂的合成，因此造成了大量极性有机溶剂的积压，造成工业成本上升和浪费。

如何使树脂水性化工业制造中使用的有机溶剂获得规模化的处理后，达到聚氨酯级别的标准，重新用于水性树脂的制造，是工业应用中的重要内容。现有技术使用分子筛填充的填料塔进行间歇式处理，以使有机溶剂去除水份，分子筛通过烘箱高温干燥以获得再生。

但这种间歇式的含水有机溶剂提纯方式，在分子筛再生过程中，存留的有机溶剂接触空气及高温环境，极容易引发火灾或爆炸等安全事故，处理后分子筛内部水份脱除不充分，再生效果较差，处理时间较长等问题，使其难以获得广泛的应用。同时，现有技术的脱水装置造价较高，维护费用较高，也是这种处理方式难以在大部分树脂制造厂普及的重要原因。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种安全性能好、处理速度快、再生效果好、设备成本和维护费用低的有机溶剂连续式脱水装置。

本发明的技术方案包括：安装座、反应器、离心泵、有机溶剂储槽和成品储槽，反应器安装在安装座上，离心泵的出口与反应器进口连通，进口与有机溶剂储槽连通，反应器出口与成品储槽连通；其特征是：所述反应器由管道反应器组成，管道反应器内腔填充分子筛，若干个管道反应器串联组成一个管道反应器组，若干个管道反应器组并联组成反应器；一个管道反应器组中的管道反应器立式排列，下端管道反应器的一个端口为反应器进口，上端管道反应器的一个端口为反应器出口；反应器进口连通高温吹扫装置，该高温吹扫装置由蒸汽锅炉和箱式电阻炉并联组成；反应器出口连通冷凝器气液分离装置，在反应器出口与冷凝器气液分离装置和成品储槽之间设置出口分配阀，该出口分配阀进口与反应器出口连通，两个出口分别与冷凝器气液分离装置和成品储槽的进口连通；在反应器进口与离心泵和高温吹扫装置之间设置进口分配阀，该进口分配阀的出口与反应器进口连通，两个进口分别与离心泵出口和高温吹扫装置连通。

在以上技术方案中，管道反应器两端设有法兰，在法兰内腔设置筛板。

在以上技术方案中，分子筛的直径为9-10Å，填充率为500g/L。

在以上技术方案中，在高温吹扫装置与进口分配阀之间设置空压阀。

本发明与现有技术相比的有益效果是：采用填充分子筛的管道反应器串联组成连续式脱水装置，利用分子筛吸附水份和杂质，对有机溶剂进行规模化提纯、精炼以达到聚氨酯级别的溶剂，并通过高温蒸汽和高温热干燥空气或氮气先后对管道反应器进行吹扫，以达到分子筛再生的目的，同时实现了有机溶剂的精炼和分子筛的再生两项重要功能，排除了有机溶剂在再生过程中接触高温环境带来火灾或爆炸的安全隐患。具有安全性能好、处理速度快、再生效果好、设备成本和维护费用低等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、安装座，2、管道反应器，3、分子筛，4、法兰，5、阀门，6、出口分配阀，7、冷凝器气液分离装置，8、排放管，9、成品储槽，10、有机溶剂储槽，11、箱式电阻炉，12、蒸汽锅炉，13、进口分配阀，14-、离心泵，15、空压阀。

具体实施方式

如图1所示的机溶剂连续式脱水装置，包括：安装座1、反应器、离心泵14、有机溶剂储槽10和成品储槽9，反应器安装在安装座1上，离心泵14的出口与反应器进口连通，进口与有机溶剂储槽10连通，离心泵14将机溶剂储槽10的含水有机溶剂输入到反应器内，反应器出口与成品储槽9连通；其特征是：所述反应器由管道反应器2组成，管道反应器2内腔填充分子筛3，若干个管道反应器2串联组成一个管道反应器组，若干个管道反应器组并联组成一个反应器；一个管道反应器组中的管道反应器2立式排列，下端管道反应器2的一个端口为反应器进口，上端管道反应器2的一个端口为反应器出口，管道反应器组内的流体由低至高进行流动，流体速度取决于离心泵14的工作压力和管道反应器组的高度，以及分子筛3的填充率；反应器进口连通高温吹扫装置，该高温吹扫装置由蒸汽锅炉12和箱式电阻炉11并联组成，蒸汽锅炉12提供高温蒸汽，高温蒸汽将管道反应器2内留存的有机溶剂充分地吹扫出来，以防止发生火灾或爆炸的危险，箱式电阻炉11提供230-260⁰C的干燥热空气或氮气，用于去除有机溶剂后的分子筛3的吹扫与再生；反应器出口连通冷凝器气液分离装置7，在反应器出口与冷凝器气液分离装置7和成品储槽9之间设置出口分配阀6，该出口分配阀6进口与反应器出口连通，两个出口分别与冷凝器气液分离装置7和成品储槽9的进口连通，出口分配阀6将精制后的有机溶剂溢流至成品储槽9内，将用于分子筛3再生处理的高温蒸汽和高温干燥空气或氮气流入冷凝器气液分离装置7内，经过冷凝器气液分离装置7进行气液分离和冷却，液体中含有少量有机溶剂，经排放管8至废水收集池集中处理，废气则经排放管8至废气处理塔，处理过程中的有机溶剂完全与外界隔离，避免火灾或爆炸等安全隐患；在反应器进口与离心泵14和高温吹扫装置之间设置进口分配阀13，该进口分配阀13的出口与反应器进口连通，两个进口分别与离心泵14出口和高温吹扫装置连通，控制反应器进口分别接通离心泵14或高温吹扫装置。

管道反应器2两端设有法兰4，在法兰4内腔设置筛板，筛板可以防止分子筛3在液态流体、蒸汽或空气等流动状态下发生大范围堆积或位移。

分子筛3直径为9-10Å，填充率为500g/L。分子筛3的直径远大于水分子直径，其静态吸附率达到25%，处理斜度快，满足快速连续式处理的规模化要求，同时将有机溶剂中可能含有的少量高沸点溶剂也一并吸附、脱除，以达到获得聚氨酯级别溶剂的目的。

在高温吹扫装置与进口分配阀13之间设置空压阀15，该空压阀15的出口与进口分配阀13的一个进口连通，两个出口分别连通蒸汽锅炉12和箱式电阻炉11，控制开通蒸汽锅炉12和箱式电阻炉11与管道反应器2连通，先输送高温蒸汽吹扫管道反应器2，然后输送高温干燥空气或氮气将吸水后的分子筛进行再生处理。

管道反应器2由不锈钢制圆管或方管组成，管道管径为5cm-15cm，单根管道长度为5m，通过法兰4相互连接。

Claims (4)

1.一种机溶剂连续式脱水装置，包括安装座（1）、反应器、离心泵（14）、有机溶剂储槽（10）和成品储槽（9），反应器安装在安装座（1）上，离心泵（14）的出口与反应器进口连通，进口与有机溶剂储槽（10）连通，反应器出口与成品储槽（9）连通；其特征是：所述反应器由管道反应器（2）组成，管道反应器（2）内腔填充分子筛（3），若干个管道反应器（2）串联组成一个管道反应器组，若干个管道反应器组并联组成一个反应器；一个管道反应器组中的管道反应器（2）立式排列，下端管道反应器（2）的一个端口为反应器进口，上端管道反应器（2）的一个端口为反应器出口；反应器进口连通高温吹扫装置，该高温吹扫装置由蒸汽锅炉（12）和箱式电阻炉（11）并联组成；反应器出口连通冷凝器气液分离装置（7），在反应器出口与冷凝器气液分离装置（7）和成品储槽（9）之间设置出口分配阀（6），该出口分配阀（6）进口与反应器出口连通，两个出口分别与冷凝器气液分离装置（7）和成品储槽（9）的进口连通；在反应器进口与离心泵（14）和高温吹扫装置之间设置进口分配阀（13），该进口分配阀（13）的出口与反应器进口连通，两个进口分别与离心泵（14）出口和高温吹扫装置连通。

2.根据权利要求1所述的机溶剂连续式脱水装置，其特征是：管道反应器（2）两端设有法兰（4），在法兰（4）内腔设置筛板。

3.根据权利要求1或2所述的机溶剂连续式脱水装置，其特征是：分子筛（3）直径为9-10Å，填充率为500g/L。

4.根据权利要求1或2所述的机溶剂连续式脱水装置，其特征是：在高温吹扫装置与进口分配阀（13）之间设置空压阀（15），该空压阀（15）的出口与进口分配阀（13）的一个进口连通，两个出口分别连通蒸汽锅炉（12）和箱式电阻炉（11）连通。

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