一种用于合成防老剂6PPD的气液分离器
技术领域
本发明属于化工设备领域,具体为用于合成防老剂6PPD的气液分离器。
背景技术
防老剂6PPD是目前常用的主要橡胶防老剂之一。
目前防老剂6PPD合成工艺,都是采用RT培司、甲基异丁基酮(MIBK)与氢气合成防老剂6PPD。最新的贵金属催化剂制备6PPD工艺,该技术具备一定的先进性。
因此,配套的装置设施应有所调整,以适应新工艺的变化。其中的气液分离工段中,已有的技术采用单一的重力沉降法进行分离,气体与液相分离的效果有限,且不能将水分离出来。
发明内容
本发明的目的是为了克服防老剂6PPD制备工艺中的二次气液分离问题,提供一种用于合成防老剂6PPD的气液分离器,通过内件整合,提高气液分离效率,使一套装置即可完成气液分离操作。
本发明的主要技术方案:用于合成防老剂6PPD的气液分离器,主要包括立式筒体,原料进料口(2),闪蒸装置(3),弧形挡板(4),瓷球柱(5),分水器(6),折流板(7),液位计(8),排水口(9),油相排口(10),气相排口(11),冷却液/导热油进口(12),冷却液/导热油出口(13)等构件。
进一步地,该设备可应用于流体中含有水、难溶于水且密度小于水的有机溶剂和惰性气体的三相分离。
进一步地,该设备的筒体(1)采用Q345R钢材质,高径比为1.4~1.6。
进一步地,该设备的原料进口(2)与筒体(1)相切,排水口(9)与油相排口(10)位于筒体底部,气相排口(11)位于筒体(1)顶部。
进一步地,该设备的闪蒸装置(3)的开口倾角为45°~60°。
进一步地,该设备的弧形挡板(4)的球面度为π。
进一步地,该设备的瓷球柱(5)采用Φ = 3~5 mm的瓷球,以乱堆的形式填充,材质为亲水性的氧化铝、二氧化硅或硅铝酸盐。
进一步地,该设备的分水器(6)的高度占气液分离器筒体(1)高度的20%~35%,支管连接折流板(7)区域。
进一步地,该设备的折流板(7)采用“人”字形排列方式,且具有两个折流板区,两个折流板区中间有通道相连。
进一步地,该设备的液位计(8)的上口高于第二段折流板的上部,液位计(8)的下口位于油相排口(10)的侧口,低于第二段折流板的下部。
本发明提供的气液分离器,通过一步闪蒸,降低体系压力,经弧形挡板改变流体流向,流经瓷球柱,以吸附的方式脱去生成水,若生成水过量可由下方分水器流出。氢气和MIBK走支流进入折流板区,通过二次折流分离氢气和MIBK,MIBK经下口流出,氢气走上口排出。气液分离器中的液位由外侧的液位计观察得到。
本发明的有益效果为:
原料进口与罐体相切,同时附带闪蒸效果,该设计可强化由重力作用引起的气液分离效果;瓷球柱和分水器的设计,可脱除体系中的水及水蒸气;折流板的设计,可强化氢气与MIBK的分离效果;液位计的设计,当流体经过二次折流后仍有少量的MIBK时,液位计上口可充当溢流口使用,回收残余的MIBK。
本发明通过一套装置,可成功实现油、水、气三相分离。该装置可适用于大多数需脱水缩合、加氢反应的防老剂的合成,同时,对于高温、高压混合流体的分离亦可使用。一般地,流体中含有水、难溶于水且密度小于水的有机溶剂和惰性气体,均可采用本发明完成三相分离。
附图说明
图1为本发明实施例气液分离器的结构示意图。
图2为水在实施例中的流向图,筒体及部分内件作了简化处理。
图3为MIBK在实施例中的流向图,筒体及部分内件作了简化处理。
图4为氢气在实施例中的流向图,筒体及部分内件作了简化处理。
图5为实施例中的分水器局部放大图。
图6为实施例中的折流板局部放大图。
其中:1-筒体;2-原料进口;3-闪蒸装置;4-弧形挡板;5-瓷球柱;6-分水器;7-折流板;8-液位计;9-排水口;10-油相排口;11-气相排口;12-冷却液/导热油进口;13-冷却液/导热油出口;701-氢气在折流板中的流向;702-MIBK在折流板中的流向。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例和附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
以下实施例应用于防老剂6PPD的气液分离工段,主要包括立式筒体(1),原料进料口(2),闪蒸装置(3),弧形挡板(4),瓷球柱(5),分水器(6),折流板(7),液位计(8),排水口(9),油相排口(10),气相排口(11),冷却液/导热油进口(12),冷却液/导热油出口(13)等构件。
实施例1
参见附图1,筒体(1)由Q345R钢压制焊接而成,为立式容器。筒体(1)两端为凸面,整体外壳可用铝皮包覆,原料进口(2)在筒体(1)的切向方向,通过焊接方式固定,原料进口(2)离筒体顶部的距离约占筒体高度的20%。原料进口(2)与闪蒸装置(3)以焊接方式固定,闪蒸装置(3)位于筒体内部,在不低于45°开口倾角的条件下可具备一定的闪蒸效果。闪蒸装置(3)通过球面度为π的弧形挡板(4)与立式瓷球柱(5)对接,接口以焊接方式固定。在安装过程中,确保瓷球柱(5)与地面垂直,柱内以乱堆的形式填充Φ = 3~5 mm的氧化铝瓷球,压实,两端以丝网进行固定。瓷球柱(5)下端逐渐收口,与分水器(6)的上部相接。分水器(6)下端为排水口(9),排水口(9)安装双阀门调节排水流速。分水器(6)的支管经弧形挡板(4)连接至折流板(7)。折流板(7)采用“人”字形排列方式,且具有两个折流板区,保证气液分离的效率。两个折流板区中间有通道相连,同时通道与油相排口(10)的上部相连。油相排口(10)安装双阀门调节排液流速。液位计(8)次主体部分安装于筒体外侧,而液位口在筒体内部,上口高于第二段折流板的上部,下口位于油相排口(10)的侧口,低于第二段折流板的下部。液位计(8)上口的上部为气相排口(11),安装双阀门调节排气流速,同时配备压力表以监测设备压力。冷却液/导热油走设备的壳程,由下口(12)进入,上口(13)排出。冷却液/导热油的温度控制和输送由其他外设提供,这里不作详述。
实施例2
参见附图1,2,5,原料流体中的水由原料进口(2)进入,经闪蒸装置(3)闪蒸后有部分水转化为水蒸气,再经弧形挡板(4)改变流向进入瓷球柱(5)。由于瓷球为亲水性的,因此水及水蒸气在瓷球上会有吸附作用,通过瓷球柱(5)的流速会变慢,最终流向分水器(6)。水的密度大于MIBK,在分水器中水位于下层,经排水口(9)将水排出。分水器(9)应当设有一定的高度,以避免水进入支管带进下游。
实施例3
参见附图1,3,5,6,原料流体中的氢气由原料进口(2)进入,经闪蒸装置(3)、弧形挡板(4)后流向瓷球柱(5)。瓷球对氢气的吸附能力较弱,加上氢气分子较小,因此氢气能快速通过瓷球柱,走分水器(6)的支管进入折流板(7)。氢气遇到折流板(7)阻挡时能沿着板壁迅速折流前进(701),经两段折流后可以很好地与MIBK分离,最终从气相排口(11)排出。
实施例4
参见附图1,4,5,6,原料流体中的MIBK由原料进口(2)进入,经闪蒸装置(3)、弧形挡板(4)后流向瓷球柱(5)。瓷球对MIBK的吸附能力较弱,但是MIBK分子较大,因此MIBK以中等的速度通过瓷球柱后进入分水器(6)。MIBK的密度小于水,分水器(6)的下端被水充满,MIBK走支管进入折流板(7)。MIBK遇到折流板(7)阻挡时会向下汇集(702),从而强化其与氢气的分离。经两段折流后若仍有少量的MIBK,则由液位计(8)上端溢流回收,最终从油相排口(10)排出。
实施例5
参见附图1,在防老剂6PPD制备过程中,气液分离器需要降温,冷却液由冷却液进口(12)进入,依次包覆两个排口(9,10)上部,分水器(6),折流板(7),瓷球柱(5),闪蒸装置(3),弧形挡板(4)和气相排口(11)下部,由冷却液出口(13)排出。冷却液可经外设冷却泵循环套用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,等所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。