CN1986506A - 一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法及专用设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法及专用设备，其特征在于它由以下步骤完成：白矿油与二甲苯混合溶液直接导入薄膜蒸发器；对白矿油与二甲苯混合溶液进行加热；将液态白矿油导入白矿油储存罐内进行回收；将汽态二甲苯通过冷凝器冷却；液化的二甲苯导入到二甲苯回收罐内；分离后的白矿油和液态二甲苯再进入生产工序中的溶解箱和萃取槽内。其专用设备由薄膜蒸发器(1)、白矿油回收罐(2)、白矿油与二甲苯混合溶液输入管(3)、汽化二甲苯输出管(4)、冷凝器(5)、抽气泵(6)、液化二甲苯回收罐(7)、油炉(8)构成。该一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法及专用设备，无污染，自动化程度高，可降低超高分子量聚乙烯纤维的生产成本。

Description

一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法及专用设备

技术领域

本发明涉及在超高分子量聚乙烯纤维生产中所使用的溶解液与萃取剂混合溶液的分离方法及专用的分离设备，特别是一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法及专用设备。

背景技术

目前国际上将超高分子量聚乙烯纤维、碳纤维和纺纶纤维并称为三大高性能纤维材料，其中超高分子量聚乙烯纤维具有高强度、高模量、低密度的特点，在高韧轻质复合材料中显示出极大的优势，在现代化战争与防御装备、宇航与航空方面发挥了极其重要的作用，在民用领域也得到了越来越广泛的应用，因此，开发和应用这种纤维具有重要意义。在生产超高分子量聚乙烯纤维的工序中，采用白矿油作为溶解液来溶解超高分子量聚乙烯纺丝溶液，在挤出纺丝束后，由于丝束含有白矿油，故通过萃取工序，脱去白矿油，所使用的萃取剂为二甲苯，这样，在生产过程中，萃取槽中的二甲苯便将湿态原丝中的白矿油进行溶解，从而产生了白矿油与二甲苯混合溶液。目前对于白矿油与二甲苯混合溶液的处理方法，大多作为废物处理，也有的进行了分离，其分离方法为大锅加热使其分离，无专用设备。这些处理方法存在的不足在于：一是将白矿油与二甲苯的混合溶液作为废物处理，可造成原材料的重大浪费和环境污染；二是由于白矿油和二甲苯的价格较高，如得不到回收利用，可导致生产成本的提高；三是用大锅加热分离，虽能进行分离回收，但与生产工序不连续，回收不方便、不充分，而且操作复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可克服以上现有技术的不足，利于降低超高分子量聚乙烯纤维生产成本，使白矿油与二甲苯的混合溶液能在连续生产工序中充分分离、回收、并利用的一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法。

本发明的另一目的在于提供一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法的专用设备。

为达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法，其特征在于它由以下步骤完成：(1)将在超高分子量聚乙烯纤维生产工艺流程中萃取槽中产生的白矿油与二甲苯混合溶液直接导入薄膜蒸发器内；(2)对白矿油与二甲苯混合溶液进行加热，由于二甲苯的沸点为138.4℃，白矿油的沸点为342.7℃，加热温度超过二甲苯沸点，低于白矿油沸点，达到沸点的二甲苯汽化，得到汽态二甲苯，并分离出液态白矿油，从而使白矿油内不再含有二甲苯；(3)将分离出的液态白矿油导入白矿油回收罐内进行回收；(4)将汽态二甲苯通过冷凝器冷却，冷却到二甲苯沸点以下，使二甲苯液化，此冷却温度，可完全用常温的自来水作为循环冷却水即可达到目的；(5)将液化的二甲苯导入到液化二甲苯回收罐内；(6)分离后的白矿油再进入生产工序中的溶解箱内，分离后的液态二甲苯再进入生产工序中的萃取槽内。

一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法的专用设备，其特征在于它由薄膜蒸发器、白矿油回收罐、白矿油与二甲苯混合溶液输入管、汽化二甲苯输出管、冷凝器、抽气泵、液化二甲苯回收罐、油炉构成，在薄膜蒸发器的底部连接上白矿油回收罐，在薄膜蒸发器的左侧上部连接上白矿油与二甲苯混合溶液输入管，白矿油与二甲苯混合溶液输入管插入薄膜蒸发器的腔内，在薄膜蒸发器的右侧上部连接上汽化二甲苯输出管，汽化二甲苯输出管的外端与冷凝器的上部的汽化二甲苯输入口连接，在冷凝器的外端上部通过导管连接上抽气泵，在冷凝器的外端下部通过输出导管连接上液化二甲苯回收罐，白矿油与二甲苯混合溶液从薄膜蒸发器的上部输入到薄膜蒸发器的内腔，通过加热，使其温度高于二甲苯沸点，二甲苯汽化，与白矿油分离，液态的白矿油向下流入白矿油回收罐内，汽化的二甲苯通过汽化二甲苯输出管进入冷凝器内，冷却到低于二甲苯的沸点，汽化二甲苯液化，液化后的二甲苯向下流入液化二甲苯回收罐内，油炉通过进油管和回油管与薄膜蒸发器连接。本发明还通过如下措施实施：所述的薄膜蒸发器，由薄膜蒸发器壳体、转动轴、伞形离心板、刮板、减速电机构成，薄膜蒸发器壳体的壁内为夹层加热腔，在夹层加热腔的下部连接上进油管，在夹层加热腔的上部连接上回油管，进油管和回油管再与油炉相连通，通过油炉对循环油加热，使薄膜蒸发器的内腔加热，在薄膜蒸发器的腔内设有转动轴，转动轴的上端与固定在薄膜蒸发器壳体上面的减速电机的主动轴连接，在薄膜蒸发器壳体内的转动轴的上部固定上伞形离心板，在伞形离心板的上板面上设有径向条板，在伞形离心板的中部设有通气管，通过伞形离心板的转动，可将流向伞形离心板上面的白矿油与二甲苯的混合溶液甩在薄膜蒸发器的内壁上，在转动轴的中下部设有刮板，刮板可对称的设四个，由于白矿油与二甲苯混合溶液有一定粘度，这样，当转动轴转动时，可通过刮板将甩在薄膜蒸发器内壁上的白矿油与二甲苯混合溶液均匀地刮涂在薄膜蒸发器的内壁上，使其加快分离，分离出的汽化二甲苯可从通气管上升，在薄膜蒸发器壳体的上部还设透明的油量观察管，并与夹层加热腔相连通，通过透明的油量观察管可随时观察夹层加热腔内的油液量，以便及时补充；所述的冷凝器，由冷凝器壳体、冷凝管、汽化二甲苯进入室、负压室、进水管、出水管构成，冷凝管的输入端与汽化二甲苯进入室密封连接，冷凝管的输出端与负压室密封连接，在负压室的上部接抽气泵，下部连接上液化二甲苯回收罐，通过抽气泵使负压室维持负压，可有利于汽化二甲苯在冷凝管内的流动；在油炉输入薄膜蒸发器的进油管上还设循环泵，循环泵通过导线与控温器连接，控温器的测温探头插入薄膜蒸发器内，通过控温器调整循环泵的转速，进而调整加热油液的循回流动速度，从而控制薄膜蒸发器内的温度。

本发明的有益效果在于：与目前超高分子量聚乙烯纤维生产中所使用的白矿油与二甲苯混合溶液的处理方法相比，能将混合溶液连续的、并及时分离，且回收利用，避免了原材料的浪费；与目前分离器具相比，不仅结构简单、使用方便，而且在密封状态下进行，无污染，自动化程度高，可直接接入生产工序中，不仅能分离，而且自动流入工序中，可降低超高分子量聚乙烯纤维的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型结构主视示意图。

图2为本实用新型沿薄膜蒸发器轴线剖视放大示意图。

图3为本实用新型沿冷凝器轴线剖视放大示意图。

具体实施方式

参照附图1、2、3制作本发明的专用设备。该白矿油与二甲苯混合溶液分离方法的专用设备，其特征在于它由薄膜蒸发器1、白矿油回收罐2、白矿油与二甲苯混合溶液输入管3、汽化二甲苯输出管4、冷凝器5、抽气泵6、液化二甲苯回收罐7、油炉8构成，在薄膜蒸发器1的底部连接上白矿油回收罐2，在薄膜蒸发器1的左侧上部连接上白矿油与二甲苯混合溶液输入管3，白矿油与二甲苯混合溶液输入管3插入薄膜蒸发器1的腔内，在薄膜蒸发器1的右侧上部连接上汽化二甲苯输出管4，汽化二甲苯输出管4的外端与冷凝器5上部的汽化二甲苯输入口连接，在冷凝器5的外端上部通过导管连接上抽气泵6，在冷凝器5的外端下部通过输出导管连接上液化二甲苯回收罐7，油炉8通过进油管9和回油管10与薄膜蒸发器1连接。所述的薄膜蒸发器1，由薄膜蒸发器壳体1a、转动轴1b、伞形离心板1c、刮板1d、减速电机1f构成，薄膜蒸发器壳体1a的壁内为夹层加热腔1k，在夹层加热腔1k的下部连接上进油管9，在夹层加热腔1k的上部连接上回油管10，进油管9和回油管10再与油炉8相连通，在薄膜蒸发器1的腔内设有转动轴1b，转动轴1b的上端与固定在薄膜蒸发器壳体1a上面的减速电机1f的主动轴连接，在薄膜蒸发器壳体1a内的转动轴1b的上部固定上伞形离心板1c，在伞形离心板1c的上板面上设有径向条板1m，在伞形离心板1c的中部设有通气管1n，在转动轴1b的中下部设有刮板1d，刮板1d可对称的设四个，在薄膜蒸发器壳体1a的上部还设透明的油量观察管11；所述的冷凝器5，由冷凝器壳体5a、冷凝管5b、汽化二甲苯进入室5c、负压室5d、进水管12、出水管13构成，冷凝管5b的输入端与汽化二甲苯进入室5c密封连接，冷凝管5b的输出端与负压室5d密封连接，在负压室5d的上部接抽气泵6，下部连接上液化二甲苯回收罐7，通过抽气泵6使负压室5d维持负压，可有利于汽化二甲苯在冷凝管5b内的流动；在油炉8输入薄膜蒸发器1的进油管9上还设循环泵14，循环泵14通过导线与控温器连接，控温器的测温探头插入薄膜蒸发器1内。

实施例

在山东爱地高分子材料有限公司使用，将该专用设备接入超高分子量聚乙烯纤维生产流程中的萃取工序后，在萃取箱上设白矿油与二甲苯混合溶液流出管，此流出管与薄膜蒸发器1上的白矿油与二甲苯混合溶液输入管3相连接，调节控温器使薄膜蒸发器1的腔内温度高于二甲苯沸点，在薄膜蒸发器1内的二甲苯汽化，与白矿油分离，分离出的白矿油向下流入白矿油回收罐2内，回收的白矿油再送入溶解箱内，开启抽气泵6，在负压室5d的作用下，汽化的二甲苯流入冷凝器5内，冷凝器5内的温度通过控制进入冷水的流速，使冷凝器5内的温度控制为二甲苯沸点以下，此时，汽化二甲苯在冷凝器5内液化，液化的二甲苯流入液化二甲苯回收罐7内，再用于萃取工序中。

Claims (4)

1、一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法，其特征在于它由以下步骤完成：

(1)将在超高分子聚乙烯纤维生产工艺流程中萃取槽中产生的白矿油与二甲苯混合溶液直接导入薄膜蒸发器内；

(2)对白矿油与二甲苯混合溶液进行加热，加热温度超过二甲苯沸点，低于白矿油沸点，得到汽态二甲苯，并分离出液态白矿油；

(3)将分离出的液态白矿油导入白矿油回收罐内进行回收；

(4)将汽态二甲苯通过冷凝器冷却，冷却到二甲苯沸点以下，使二甲苯液化；

(5)将液化的二甲苯导入到汽化二甲苯回收罐内；

(6)分离后的白矿油再进入生产工序中的溶解箱内，分离后的液态二甲苯再进入生产工序中的萃取槽内。

2、如权利要求1所述的一种白矿油与二甲苯混合溶液分离方法的专用设备，其特征在于它由薄膜蒸发器(1)、白矿油回收罐(2)、白矿油与二甲苯混合溶液输入管(3)、汽化二甲苯输出管(4)、冷凝器(5)、抽气泵(6)、液化二甲苯回收罐(7)、油炉(8)构成，在薄膜蒸发器(1)的底部连接上白矿油回收罐(2)，在薄膜蒸发器(1)的左侧上部连接上白矿油与二甲苯混合溶液输入管(3)，白矿油与二甲苯混合溶液输入管(3)插入薄膜蒸发器(1)的腔内，在薄膜蒸发器(1)的右侧上部连接上汽化二甲苯输出管(4)，汽化二甲苯输出管(4)的外端与冷凝器(5)上部的汽化二甲苯输入口连接，在冷凝器(5)的外端上部通过导管连接上抽气泵(6)，在冷凝器(5)的外端下部通过输出导管连接上液化二甲苯回收罐(7)，油炉(8)通过进油管(9)和回油管(10)与薄膜蒸发器(1)连接。

3、根据权利要求2所述的白矿油与二甲苯混合液分离方法的专用设备，其特征在于所述的薄膜蒸发器(1)，由薄膜蒸发器壳体(1a)、转动轴(1b)、伞形离心板(1c)、刮板(1d)、减速电机(1f)构成，薄膜蒸发器壳体(1a)的壁内为夹层加热腔(1k)，在夹层加热腔(1k)的下部连接上进油管(9)，在夹层加热腔(1k)的上部连接上回油管(10)，进油管(9)和回油管(10)再与油炉(8)相连通，在薄膜蒸发器(1)的腔内设有转动轴(1b)，转动轴(1b)的上端与固定在薄膜蒸发器壳体(1a)上面的减速电机(1f)的主动轴连接，在薄膜蒸发器壳体(1a)内的转动轴(1b)的上部固定上伞形离心板(1c)，在伞形离心板(1c)的上板面上设有径向条板(1m)，在伞形离心板(1c)的中部设有通气管(1n)，在转动轴(1b)的中下部设有刮板(1d)，刮板(1d)可对称的设四个，在薄膜蒸发器壳体(1a)的上部还设透明的油量观察管(11)。

4、根据权利要求2所述的白矿油与二甲苯混合液分离方法的专用设备，其特征在于所述的冷凝器(5)，由冷凝器壳体(5a)、冷凝管(5b)、汽化二甲苯进入室(5c)、负压室(5d)、进水管(12)、出水管(13)构成，冷凝管(5b)的输入端与汽化二甲苯进入室(5c)密封连接，冷凝管(5b)的输出端与负压室(5d)密封连接，在负压室(5d)的上部接抽气泵(6)，下部连接上液化二甲苯回收罐(7)。