CN204767596U - 一种利用电导实现液-液萃取分离自控的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用电导实现液-液萃取分离自控的装置，包括分液罐、电导仪、计算机自控系统和双法兰液位计等，采用计算机自控系统，通过双法兰液位计和电导仪对分液罐内液位的高度及分离状态进行监控，并依据监控结果控制分液罐上开设的氮气进气口、料液进液口、排气口、小密度液体出液口和大密度液体出液口的打开或关闭，从而实现自控液-液分离。本实用新型的自控液-液萃取分离装置制造简便，可实现自控分离操作，无需人工投入，且分离精确、快速。

Description

一种利用电导实现液-液萃取分离自控的装置

技术领域

本实用新型涉及自控分液技术，具体涉及一种利用电导实现液液萃取分离自控的装置。

背景技术

萃取（Extraction）是指利用溶质（例如一种化合物）在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使溶质从一种溶剂中转移到另外一种溶剂中，经过反复多次萃取，将绝大部分的溶质提取出来的分离方法。萃取是化工生产中广泛应用的单元操作，一般是用液态的萃取剂处理与之不互溶的双组分或多组分溶液，实现组分分离的传质分离过程。

现有技术中，中国专利CN87202063U公开了一种低压电场增进油包水乳液分相装置，属于溶剂萃取的相分离技术，对于“油包水”型乳浊液体系，使用低电导率的有机相为连续相，高电导率的水相为分散相。主要采用低压电场，使水相分散相液滴诱发荷电，加速液滴间的集聚。

再如中国专利CN203329410U，公开了一种萃取分层辅助装置，包括探头、控制系统、显示屏，有机相指示灯、水相指示灯、阀门手动／自动切换装置、阀门手动开关按钮，探头三通、视镜、手动／自动阀门、信号线、声光报警器、报警器开关；所述探头安装在探头三通内；所述控制系统通过信号线分别与电导率探头和自动阀门连接，控制系统上装有有机相指示灯、水相指示灯、阀门手动／自动切换按钮、阀门手动开关按钮、声光报警器、报警器开关；所述探头三通与设备底阀连接；所述手动／自动阀门安装在视镜的下方。

但以上液液分离装置都存在操作复杂、安全性低、难以实现自动控制等缺陷。

此外，萃取在化工等生产时也具有较明显的局限性：一方面，一般萃取操作通常只是通过管路上某处一个小视镜或视筒来观察分层的位置，极易造成误操作；另一方面，对于两相均为无色透明液体的萃取而言，在工业上分液效率并不高，而且需要操作人员在接近分层液位时，非常缓慢和仔细地进行操作，不仅耗时耗力，而且还不能保证分液的完整和彻底性，对于分液后单相溶剂纯度要求较高的产品来说，操作难度较高，不能良好分离的风险也较大。

因此，本领域亟需对现有的液-液分离设备进行研究和改进，以期研制出能够自动精确控制分离操作的萃取分离自控装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种利用电导实现液液萃取分离自控的装置，该装置包括萃取分液罐、电导仪和自控系统，所述自控系统包括多个自动阀、双法兰液位计及对应的计算机控制系统。对于液液萃取体系，由于密度不同，因重力作用形成上下两层，而不同层之间的电导率是不同的，因此，通过电导仪上电导率的变化可以判断是否到达分层液位，进而控制自控阀门的开关，实现了液液萃取后自控分离的目的。

具体而言，本实用新型目的在于提供一种利用电导实现自控液-液萃取分离的装置，该分离装置包括：分液罐1、电导仪9和自控系统，所述自控系统包括多个自动阀4、5、6、7和8、双法兰液位计2和3和与之相连接的计算机自控系统10，其中，双法兰液位计2和3位于分液罐1侧壁的上部和下部，分别为分液罐1设定高限液位和低限液位。

自动阀4、5、6位于分液罐1顶部，分别用来控制气体进气口、料液进液口和排气口，自动阀7位于分液罐1侧壁，用来控制小密度液体出液口，自动阀8位于分液罐1底部，用来控制大密度液体出液口，电导仪9的电导传感器设置在分液罐1内部，用来测量电导率。

根据本实用新型，分液罐1可以是任何用于液液萃取分离的罐体，包括顶部、侧壁和底部。在分液罐1内部一般设置搅拌装置，该搅拌装置包括转动轴和其上装配的搅拌旋浆，其中，转动轴穿透分液罐的顶壁，与设置于分液罐顶端外部的电动机相连。当料液进入分液罐后，开动搅拌有利于充分混合并萃取，当搅拌停止，可以进行有效分层。

根据本实用新型，在分液罐1的顶部开设气体进气口、料液进液口、排气口，在管道上分别连接自动阀4、5、6，而自动阀4、5、6与计算机自控系统10电连接，计算机控制系统10通过控制这些自动阀来实现气体进气口、料液进液口、排气口的打开或闭合。

根据本实用新型，在分液罐1的侧壁开设小密度液体出液口，在管道上连接自动阀7，底部开设大密度液体出液口，在管道上连接自动阀8，而自动阀7和8也与计算机自控系统10电连接，计算机控制系统10通过控制这些自动阀打开或闭合使得小密度液体或大密度液体必要时可以从分液罐1中输送出去。

本实用新型设置电导仪9来监测分液罐1内萃取体系电导率的变化：液液萃取体系经充分分层后，由于重力原因，密度大的相位于下层，密度小的相位于上层。起初，当电导仪9的电导传感器接触大密度液体，随着大密度液体的输送出去，液位不断下降，接近分层液位时，电导传感器由接触大密度液体变为接触小密度液体，电导率发生较大变化，并将信号反馈给与之连接的计算机控制系统10，则控制关闭大密度液体的输送阀门，打开控制小密度液体的输送阀门。

根据本实用新型，电导仪9可以设置在分液罐外部或内部，与其相连的电导传感器设置在分液罐1内部适当位置。一般而言，为了合理控制大密度液体和小密度液体的输送排放，电导仪9上的电导传感器在竖直方向上的位置高度优选与小密度液体出液口的位置高度相同，或者略低于小密度液体出液口的位置高度。

根据本实用新型，在分液罐1外部设置双法兰液位计，包括设置于分液罐侧壁上部的高限液位法兰2和设置于分液罐侧壁下部的低限液位法兰3，它们均与计算机控制系统10电连接。

本实用新型提供的自控液-液萃取分离装置，具有如下有益效果：

1、该装置的操作简单，安全可靠，可以有效的保证萃取分液的分离效果；

2、无需专人负责监控分离操作，免去分离操作的人工成本；

3、分离操作全部自动化进行，分离操作精确、快速，工作效率高；

4、该装置制造简单，无需特殊工艺，具有工业实用性。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的液液萃取分离自控装置的结构示意图。

图1中的附图标号说明如下：

1-分液罐

2-高限液位法兰

3-低限液位法兰

4-自动阀，控制气体进气口

5-自动阀，控制料液进液口

6-自动阀，控制排气口

7-自动阀，控制小密度液体出液口

8-自动阀，控制大密度液体出液口

9-电导仪

10-计算机自控系统

11-搅拌叶片

具体实施方式

下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

本实用新型公开的是一种无需人工时时监控，可以实现计算机自控的液-液萃取分离装置。

在根据本实用新型的一个优选实施方式中，如图1中所示，提供一种自控液-液萃取分离装置，其中：

分液罐1为密闭罐体，对其外形不做特别限定，顶部可为平面，或球面的一部分；其侧壁形成的罐身可以为圆柱体、棱柱体或其它任意形状，优选为圆柱体；其罐底为圆锥体、棱锥体、平面或其它任意形状，优选为圆锥体。内部带有搅拌器，用于对注入分液罐的待分离液体充分搅拌，使萃取更为充分完全。

在分液罐体顶部开设气体进气口、料液进液口、排气口，分别由自动阀门4、5、6控制，在侧壁开设小密度液体出液口，由自动阀门7控制，在底部开设大密度液体出液口，由自动阀门8控制。

上述这些自动阀均分别与计算机控制系统10电连接，其打开或关闭受计算机自控系统10的控制，其中，

所述气体进气口用于向分液罐中充入气体，增大分液罐内的压强，使分液罐内的液体排出分液罐；

所述排气口用于在分液完成后，将分液罐内的气体排出分液罐，减小分液罐内的压强，从而使新一批待分离液体进入分液罐；

所述料液进液口用于将待分离的液体引入分液罐中。

所述大密度液体出液口在自动阀8打开时，可以将大密度液体排放出去，使罐内液液分层后的液面下降。虽然本实用新型对大密度液体出液口在罐底部的具体位置不做特别限定，但优选为罐底部在竖直方向上位置高度最低处。

当液位下降到分层液位时，电导传感器由接触大密度液体变为接触小密度液体，电导率发生较大变化，并将信号反馈给计算机控制系统10，后者控制关闭自动阀8，打开自动阀7，则小密度液体被输送出去。

在本实用新型的一个优选的实施方式中，如图1所示，分液罐外部设置双法兰液位计，包括高限液位法兰2和低限液位法兰3，其中，高限液位法兰2设置于分液罐侧壁上部，低限液位法兰3设置于分液罐侧壁下部，用于测定分液罐罐内的液位的高度，当分液罐内液位的高度高于高限液位法兰2限定的高度时，信号传送至计算机自控系统10，控制特定管路自动阀的打开或关闭；当分液罐内液位的高度低于低限液位法兰3限定的高度时，信号传送至计算机自控系统10，控制特定管路自动阀的打开或关闭。

原则上，本实用新型可以不对高限液位法兰2的高度进行特别限定，只要其高于小密度液体出液口的高度即可，而低限液位法兰3的位置则应低于小密度液体出液口的位置高度。

本实用新型对电导仪9无特别限定，可采用普通市售产品，如上海科蓝仪表科技有限公司生产的型号为CC602的电导仪，其与计算机控制系统10电连接，一般而言，电导仪9上的电导传感器的位置高度应与小密度液体出液口的位置高度相同，或略低于小密度液体出液口的位置高度。

在分离萃取两相液体时，随着大密度液体分液罐内的液体首先被不断排出分液罐，小密度液体及其与大密度液体的形成界面不断下降，当小密度液体下降至电导仪9的传感器位置时，电导仪可识别出液体的电导率发生明显变化，此时，电导仪9可产生电信号，并将该电信号反馈给计算机控制系统10，计算机控制系统10根据此电信号控制特定管路自动阀的打开或关闭，即关闭大密度液体出液口，同时打开小密度液体出液口，并以恒定压力向分液罐外输出小密度液体。

本实用新型提供的自控液-液萃取分离装置通过以下方式实现液-液分离：

1、启动时，气体进气口的自动阀4、小密度液体出液口的自动阀7和大密度液体出液口的自动阀8关闭，同时，料液进料口的自动阀5和排气口的自动阀6打开，由料液进料口向分液罐1内注入待分离混合液体，同时由排气口向分液罐1外排放气体，此时，可以打开搅拌装置对注入的液体进行搅拌；

2、当分液罐1内的液位高于高限液位法兰2设定的高限液位时，压力信号传送给计算机控制系统10，计算机控制系统10自动控制气体进气口的自动阀4打开，排气口的自动阀6自动关闭，大密度液体出液口的自动阀8自动打开，以恒定压力向分液罐外输出大密度液体，在此过程中须关闭搅拌装置；

3、当电导仪9显示的电导率数值发生较大变化时，说明接近分层液位，其信号输送至计算机控制系统10，控制大密度液体出液口的自动阀8自动关闭，同时控制小密度液体出液口的自动阀7自动打开，并以恒定压力向分液罐外输出小密度液体；

4、当分液罐内的液位低于低限液位法兰3设定的低限液位时，气体进气口的自动阀4自动关闭，排气口的自动阀6自动打开，大密度液体出液口的自动阀8和小密度液体出液口的自动阀7自动关闭，同时，料液进液口的自动阀5自动打开，向分液罐1内注入待分离液体，此时可以打开搅拌装置对注入的液体进行搅拌。

本实用新型提供的装置可以按照上述1~4的步骤往复进行，通过电导仪9及计算机控制系统10对各管路自动阀的自动控制实现自控液-液分离。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种利用电导实现自控液-液萃取分离的装置，其特征在于，该装置包括分液罐(1)、电导仪(9)和计算机自控系统，所述自控系统包括双法兰液位计(2、3)、多个自动阀(4、5、6、7、8)和与之相连接的计算机自控系统(10)，其中，控制小密度液体出液口的自动阀（7）位于分液罐（1）侧壁，控制大密度液体出液口的自动阀（8）位于分液罐（1）的底部，电导仪(9)的电导传感器设置在分液罐(1)内部，用来测量电导率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，双法兰液位计(2、3)位于分液罐(1)侧壁的上部和下部，分别为分液罐(1)设定高限液位和低限液位。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，控制气体进气口、料液进液口和排气口的自动阀(4、5、6)位于分液罐(1)顶部，控制小密度液体出液口的自动阀(7)位于分液罐(1)侧壁，控制大密度液体出液口的自动阀(8)位于分液罐(1)底部。

4.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，双法兰液位计(2、3)和自动阀(4、5、6、7、8)与计算机自控系统(10)电连接。

5.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，低限液位法兰(3)的位置略低于小密度液体出液口的位置。

6.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，电导仪(9)用来监测分液罐(1)内萃取体系电导率的变化，接近分层液位时，电导传感器由接触大密度液体变为接触小密度液体，电导率发生较大变化，并将信号反馈给计算机控制系统(10)，则控制关闭输送大密度液体的自动阀(8)，并控制打开输送小密度液体的自动阀(7)。

7.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，电导仪(9)设置在分液罐(1)的外部或内部，与其相连的电导传感器设置在分液罐(1)内部，在竖直方向上的位置高度等于或低于小密度液体出液口的位置高度。