CN113975835B - 一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，主要涉及表面活性剂溶剂蒸发提纯领域。一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，包括蒸发釜、汽提塔、凝液罐以及产品罐，所述蒸发釜顶部通过管道连接冷凝器，所述冷凝器另一端连接凝液罐，所述蒸发釜底部与汽提塔通过管道连接，所述汽提塔底部与产品罐通过管道连接；所述蒸发釜外壁上设置蒸汽加热装置，所述蒸发釜内具有搅拌器，所述搅拌器的搅拌轴顶部设置发电装置，所述搅拌器中部设置消泡架，所述消泡架上设置由导体制作的消泡网，所述消泡网与发电装置电连接。本发明的有益效果在于：本发明能够对蒸发罐内的气泡进行有效的去除，保障溶剂内乙醇、异丙醇、丁醇等有机溶剂的蒸发效率。

Description

一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统

技术领域

本发明主要涉及表面活性剂溶剂蒸发提纯领域，具体是一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统。

背景技术

高泡表面活性剂是一种广泛应用于日化、工业清洗、油田化学驱的一类表面活性剂。在油田化学驱领域，高泡表面活性剂被广泛应用于二氧化碳驱、氮气驱、蒸汽驱，特别在“碳达峰、碳中和”的大形势下，二氧化碳驱油技术的应用会逐步提高，相应的二氧化碳起泡剂需求量也会逐步增加。

高泡表面活性剂在生产过程中需要加入乙醇、异丙醇、丁醇等有机溶剂，以提高反应转化率。有机溶剂在反应结束后需要从产品体系中去除，否则会影响产品的起泡性能，但是在蒸发过程中产生的大量泡沫会导致蒸发无法顺利进行。

我公司在之前曾设计一款反应釜内消泡装置，其专利号为：CN202110926396.2；该装置能够将反应过程的泡沫进行有效的去除，从而保证反应的效率。该装置可以直接应用于蒸发罐内，但是我们在研究之后发现，由于该装置需要具有较大的浮子才能保证其在罐体内的浮动，在将其应用于蒸发罐内后会导致浮子覆盖较大范围的液面，变相的降低了蒸发效率。因而开发一种针对蒸发罐的消泡装置是极为有必要的。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，它能够对蒸发罐内的气泡进行有效的去除，保障溶剂内乙醇、异丙醇、丁醇等有机溶剂的蒸发效率。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，包括蒸发釜、汽提塔、凝液罐以及产品罐，所述蒸发釜顶部通过管道连接冷凝器，所述冷凝器另一端连接凝液罐，所述蒸发釜底部与汽提塔通过管道连接，所述述蒸发釜底部与汽提塔的管道上串接泵体，所述汽提塔底部与产品罐通过管道连接，所述汽提塔底部与产品罐的管道上串接泵体；所述蒸发釜外壁上设置蒸汽加热装置，所述蒸发釜内具有搅拌器，所述搅拌器的搅拌轴顶部设置发电装置，所述搅拌器中部设置消泡架，所述消泡架上设置由导体制作的消泡网，所述消泡网与发电装置电连接。

所述发电装置包括顶置固定架、外壳以及内壳，所述顶置固定架与蒸发釜顶部固定连接，所述内壳与搅拌轴同心连接，所述内壳外壁上均匀设置若干绕线位，所述绕线位上缠绕铜丝，所述外壳与固定架固定连接，所述外壳将内壳包覆，所述外壳内壁上相对设置磁子。

所述消泡架为在搅拌轴上对称设置的一对支架，所述消泡网呈网状结构穿插在消泡架上。

所述消泡网上均匀设置若干凸刺，所述凸刺为导体，每个所述凸刺上均具有若干尖刺。

所述凸刺采用金属丝弯折成型。

所述蒸发釜内的液位控制在40%-50%。

所述消泡网与消泡架绝缘连接。

所述消泡网由呈竖向蛇形布设的金属丝组成，所述消泡架顶部与底部均开设绕孔，所述消泡架顶面、底面以及绕孔内均覆盖绝缘层。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明针对高泡表面活性剂在乙醇、异丙醇、丁醇等有机溶剂蒸发过程中会产生大量气泡影响蒸发效率的问题，设计了专用于蒸发罐内的消泡装置，将其应用于高泡表面活性剂的蒸发系统内，可以有效的去除蒸发罐内的气泡，保障有机溶剂的蒸发效率。

本消泡装置采用消泡网以及凸刺对泡沫进行戳破，可以在一定程度上减少泡沫量。通过蒸发釜内搅拌器的转动带动发电装置发电，对消泡网进行通电，可以对消泡网进行加热，同时还可使消泡网带有变化的电流，通过热效应与电效应可以对泡沫进行有效的戳破，随着搅拌器的转动可以实现蒸发釜内泡沫的有效去除，从而保障蒸发釜内有机溶剂的蒸发效率。

附图说明

附图1是本发明系统结构示意图；

附图2是本发明蒸发釜剖视状态结构示意图；

附图3是本发明蒸发釜剖视状态主视结构示意图；

附图4是本发明消泡装置立体视角结构示意图；

附图5是本发明消泡装置俯视结构示意图；

附图6是本发明A部局部放大结构示意图。

附图中所示标号：1、蒸发釜；2、汽提塔；3、凝液罐；4、产品罐；5、冷凝器；6、蒸汽加热装置；11、搅拌器；12、发电装置；13、消泡架；14、消泡网；15、凸刺；121、固定架；122、外壳；123、内壳；124、绕线位；125、磁子。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-6所示，本发明所述一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，包括蒸发釜1、汽提塔2、凝液罐3以及产品罐4，所述蒸发釜1顶部通过管道连接冷凝器5，所述冷凝器5另一端连接凝液罐3，冷凝器5的冷却管路接冷却水，用于对自蒸发釜1内蒸发出的醇类有机溶剂蒸汽冷却，使其冷凝后汇集在凝液罐3内。所述蒸发釜1底部与汽提塔2通过管道连接，所述述蒸发釜1底部与汽提塔2的管道上串接泵体，所述汽提塔2底部与产品罐4通过管道连接，所述汽提塔2底部与产品罐4的管道上串接泵体。当蒸发釜1内物料中溶剂含量降至2-5%时，蒸发效率下降，此时将物料输送至汽提塔继续去除残余溶剂。汽提塔内采用高效填料，物料在塔顶通过分布器均匀的分布在填料表面，汽提塔2塔底通过蒸汽将物料内剩余的有机溶剂彻底去除。汽提塔2顶部具有蒸汽出口，蒸汽出口通过管道连接在冷凝器5前端，通过冷凝器5将带有有机溶剂的蒸汽冷凝收集到凝液罐3内。最终产品中的有机溶剂被彻底去除后，产品自汽提塔2底部被泵体送入产品罐4内。

所述蒸发釜1外壁上设置蒸汽加热装置6，通过蒸汽加热将蒸发釜1内产品温度提高到95度左右，对产品内的有机溶剂进行加热蒸发。所述蒸发釜1内具有搅拌器11，随着蒸汽加热装置6的加热，搅拌器11同时搅拌，使产品内的有机溶剂能够更高效的挥发而出。

所述搅拌器11的搅拌轴顶部安装发电装置12，所述发电装置12以搅拌器11的搅拌轴转动为动力源进行发电，为后续的消泡结构提供电热能与电刺激，对泡沫进行有效的去除。所述搅拌器11中部安装消泡架13，所述消泡架13上安装由导体制作的消泡网14，所述消泡网14与发电装置12电连接。具体的，所述消泡架13为在搅拌轴上对称设置的一对支架，所述消泡网14呈网状结构穿插在消泡架13上。为了保证消泡网14在消泡架13上能够有效的通过电流，本实施方式中所述消泡网14与消泡架13绝缘连接，其具体结构为：所述消泡网14由呈竖向蛇形布设的金属丝组成，所述消泡架13顶部与底部均开设绕孔，所述消泡架13顶面、底面以及绕孔内均覆盖绝缘层，金属丝即与消泡架13之间间隔有绝缘层，从而减少金属丝之间的短路，保障电流在消泡网14内的流通，使消泡网14因为电流而具有热效应与电刺激，将泡沫进行有效消除。

具体的，所述发电装置12的具体结构包括：顶置固定架121、外壳122以及内壳123，所述顶置固定架121与蒸发釜1顶部固定连接，所述内壳123与搅拌轴同心安装，所述内壳123外壁上均匀设置若干绕线位124，所述绕线位124上缠绕铜丝作为转子。所述外壳122与固定架121通过螺栓固定连接，所述外壳122将内壳123包覆，外壳122固定不转动，内壳123随着转轴转动。所述外壳122内壁上相对镶嵌磁子125作为定子，通过缠绕在内壳123上的线圈切割磁感线，可以产生交变电流，从而为消泡网14提供热效应与电刺激，随着搅拌器11的转动可以对蒸发罐1内的泡沫进行大范围的消除。相对应的，所述消泡架13顶部需开设补线槽，使发电装置12能够与消泡网14形成回路。

具体的，所述消泡网14上均匀安装若干凸刺15，所述凸刺15为导体，每个所述凸刺15上均具有若干尖刺。尖刺可以起到对泡沫的刺破效果，且尖刺的尖端带有电压，可以对泡沫进行有效的刺破消除。更为具体的，所述凸刺15采用金属丝弯折成型，折弯后的凸刺15缠绕安装在消泡网14上。

具体的，所述蒸发釜1内的液位控制在40%-50%，相应的所述消泡架13安装在蒸发釜1内顶部三分之二的高度处，其底部超过蒸发釜1的二分之一处。一般情况下蒸发釜1内的泡沫经过一段时间的搅拌加热后，会逐渐弥漫到整个蒸发釜1，将消泡架13安装到该高度能够更好的覆盖泡沫的位置，避免泡沫在蒸发釜1内的弥漫，从而保障有机溶剂的挥发效率。

以含有乙醇20%的甜菜碱溶液为例，本系统的工作流程如下：

S1：将含有乙醇20%的甜菜碱溶液经泵体输送至蒸发釜1，液位控制在40-50%。

S2：开启蒸发釜1的搅拌器，开启蒸发釜1加热蒸汽，冷凝器5通入冷却水，随着加热与搅拌，蒸发釜1内逐渐产生泡沫。随着搅拌轴的转动，发电装置12进行发电产生交变电流，交变电流通过消泡网14，通过消泡网14以及凸刺15的热效应、电刺激以及尖刺三重作用于泡沫，可以起到有效的泡沫消除效果。

S3：蒸发釜1运行2h后，开始取样检测物料中乙醇含量，当乙醇含量降低至2-5%时，停止蒸发釜1的蒸发操作；

S4：汽提塔2塔顶温度计调整温度105-110℃，开启汽提塔2底部蒸汽阀通入蒸汽进行预加热，当汽提塔2塔顶温度升至105-110℃时，甜菜碱溶液从蒸发釜1经泵体输送至汽提塔2顶部，控制流量2m³/h；甜菜碱溶液在汽提塔2内与塔底蒸汽逆流传质，维持塔顶温度105-110℃；

S5：甜菜碱溶液经汽提塔2底部汇集，被泵体输送至产品罐4，此时甜菜碱中乙醇含量降低至200-400ppm。

经检测，含有20%乙醇的甜菜碱溶液，经本系统蒸发后，乙醇含量降低至210ppm，有效物34.1%，氯化钠5.7%，未反应胺0.1%，达到行业标准。

Claims (7)

1.一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，包括蒸发釜(1)、汽提塔(2)、凝液罐(3)以及产品罐(4)，其特征在于：所述蒸发釜(1)顶部通过管道连接冷凝器(5)，所述冷凝器(5)另一端连接凝液罐(3)，所述蒸发釜(1)底部与汽提塔(2)通过管道连接，所述蒸发釜(1)底部与汽提塔(2)的管道上串接泵体，所述汽提塔(2)底部与产品罐(4)通过管道连接，所述汽提塔(2)底部与产品罐(4)的管道上串接泵体；所述蒸发釜(1)外壁上设置蒸汽加热装置(6)，所述蒸发釜(1)内具有搅拌器(11)，所述搅拌器(11)的搅拌轴顶部设置发电装置(12)，所述发电装置(12)包括顶置固定架(121)、外壳(122)以及内壳(123)，所述顶置固定架(121)与蒸发釜(1)顶部固定连接，所述内壳(123)与搅拌轴同心连接，所述内壳(123)外壁上均匀设置若干绕线位(124)，所述绕线位(124)上缠绕铜丝，所述外壳(122)与固定架(121)固定连接，所述外壳(122)将内壳(123)包覆，所述外壳(122)内壁上相对设置磁子(125)；所述搅拌器(11)中部设置消泡架(13)，所述消泡架(13)上设置由导体制作的消泡网(14)，所述消泡网(14)与发电装置(12)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，其特征在于：所述消泡架(13)为在搅拌轴上对称设置的一对支架，所述消泡网(14)呈网状结构穿插在消泡架(13)上。

3.根据权利要求1所述的一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，其特征在于：所述消泡网(14)上均匀设置若干凸刺(15)，所述凸刺(15)为导体，每个所述凸刺(15)上均具有若干尖刺。

4.根据权利要求3所述的一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，其特征在于：所述凸刺(15)采用金属丝弯折成型。

5.根据权利要求1所述的一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，其特征在于：所述蒸发釜(1)内的液位控制在40％-50％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，其特征在于：所述消泡网(14)与消泡架(13)绝缘连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于表面活性剂去除溶剂的蒸发系统，其特征在于：所述消泡网(14)由呈竖向蛇形布设的金属丝组成，所述消泡架(13)顶部与底部均开设绕孔，所述消泡架(13)顶面、底面以及绕孔内均覆盖绝缘层。

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