CN218507594U - 氯丁烷污水萃取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种氯丁烷污水萃取装置，包括粗氯丁烷缓冲罐、涡轮萃取塔和精馏存储组件；粗氯丁烷缓冲罐的内部存储有待萃取的粗氯丁烷污水；涡轮萃取塔包括塔体以及从上到下依次布置于塔体内的第一缓冲段、有效萃取段和第二缓冲段，有效萃取段包括沿轴向设置的涡轮搅拌桨以及将涡轮搅拌桨沿轴向分割成多个萃取隔离层的塔板，第二缓冲段与粗氯丁烷缓冲罐通过第一连接管连通，以将粗氯丁烷污水经由第二缓冲段泵送至有效萃取段内进行萃取，第一缓冲段与外部工业水连通；精馏存储组件与涡轮萃取塔的顶部连通，以将萃取后的氯丁烷进行精馏并存储纯净的氯丁烷。本申请通过采用涡轮搅拌桨及塔板的共同作用，促进两相的混合及液滴的凝并，提高传质效率。

Description

氯丁烷污水萃取装置

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，尤其涉及一种氯丁烷污水萃取装置。

背景技术

丁醇与盐酸反应生成氯丁烷粗产品后，包含6-10％的丁醇，需进一步分离提存，目前常用萃取的方式，以工业水作为萃取剂，萃取粗氯丁烷中的丁醇，以达到分离目的。原有的萃取工序选用设备为填料萃取塔，其实现了粗氯丁烷萃取工艺的连续化。具体地，在填料塔内置填料，使工业水从顶部加入，含未反应丁醇的粗氯丁烷从底部加入，由于水的比重比氯丁烷比重大，水向下流动，氯丁烷向上流动，通过填料交互，两相进行传质，使正丁醇转入水中。但是，氯丁烷合成工序反应过程中会产生少量杂质，该杂质在萃取过程中会从溶液中析出形成絮状物，极易吸附在填料上，对填料萃取塔的萃取效率产生较大影响，需要周期性清理，且难以清理彻底。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种氯丁烷污水萃取装置，旨在解决现有技术中的氯丁烷污水萃取装置在萃取粗氯丁烷时，因杂质易吸附于填料上而降低萃取效率的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种氯丁烷污水萃取装置，包括：

粗氯丁烷缓冲罐，内部存储有待萃取的粗氯丁烷污水；

涡轮萃取塔，包括塔体以及从上到下依次布置于塔体内的第一缓冲段、有效萃取段和第二缓冲段，有效萃取段包括沿轴向设置的涡轮搅拌桨以及将涡轮搅拌桨沿轴向分割成多个萃取隔离层的塔板，第二缓冲段与粗氯丁烷缓冲罐通过第一连接管连通，以将粗氯丁烷污水经由第二缓冲段泵送至有效萃取段内进行萃取，第一缓冲段与外部工业水连通；和

精馏存储组件，与涡轮萃取塔的顶部连通，以将涡轮萃取塔内萃取后的氯丁烷进行精馏并存储纯净的氯丁烷。

在本实用新型的实施例中，每个塔板的表面沿周向间隔开设有多个通孔，每个塔板上的多个通孔均位于以涡轮搅拌桨为中心轴线的分布平面。

在本实用新型的实施例中，粗氯丁烷缓冲罐的顶部分别与多条粗氯丁烷来料产线连通，且顶部设有多个流量计，每个流量计位于每条粗氯丁烷来料产线上并用于计量粗氯丁烷的进料量。

在本实用新型的实施例中，氯丁烷污水萃取装置还包括与涡轮萃取塔连通的供水组件，供水组件包括工业水过滤器和与工业水过滤器通过第一连通管道连通的工业水存储罐，工业水过滤器与外部工业水连接并过滤外部工业水，工业水存储罐的底部通过第二连通管道与第一缓冲段连通，并将过滤后的工业水存储罐内的工业水泵送至第一缓冲段，第一连通管道和第二连通管道上均设置有阀门。

在本实用新型的实施例中，涡轮搅拌桨的搅拌转速范围为10～20rpm。

在本实用新型的实施例中，涡轮萃取塔的顶部的工业水进料量与涡轮萃取塔的底部的粗氯丁烷污水的进料量的比例为2：1。

在本实用新型的实施例中，涡轮萃取塔的底部开设有污物排放口。

在本实用新型的实施例中，第一缓冲段上开设有水相进料口，第二缓冲段上开设有重相出口，重相出口处设置有开度调节阀。

在本实用新型的实施例中，有效萃取段内设有计量有效萃取段内工业水和粗氯丁烷接触界面位置的液位计。

在本实用新型的实施例中，液位计为磁致伸缩液位计，氯丁烷污水萃取装置还包括与磁致伸缩液位计通讯连接的显示屏。

通过上述技术方案，本实用新型实施例所提供的氯丁烷污水萃取装置具有如下的有益效果：

本申请将现有技术中填料萃取的方式更换成涡轮萃取塔萃取的方式，具体地，将待萃取的粗氯丁烷污水存储至粗氯丁烷缓冲罐内，在进行萃取时，从涡轮萃取塔萃取上部的第一缓冲段内通入水相，从涡轮萃取塔下部的第二缓冲段通入粗氯丁烷，从而在中间的有效萃取段内进行萃取反应，萃取完成后的氯丁烷在精馏存储组件内进行精馏并存储。本申请的涡轮萃取塔的有效萃取段是由一些列涡轮搅拌桨及分隔涡轮搅拌桨的塔板所组成，这样有机相与水相在密度差的驱动下，以逆流形式连续通过有效萃取段，由涡轮搅拌桨提供必要的径向混合和相分散，产生均匀的有机相液滴。由塔板彼此隔开形成单一的隔室，可减少流体的轴向返混，保持最佳的有机相滞留率。因此，本申请通过涡轮搅拌桨及塔板的共同作用，促进两相的混合及液滴的凝并，提高传质效率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型一实施例中氯丁烷污水萃取装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型一实施例中氯丁烷污水萃取装置中涡轮萃取塔的结构示意图。

附图标记说明

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

下面参考附图描述根据本实用新型的氯丁烷污水萃取装置。

如图1和图2所示，在本实用新型的实施例中，提供一种氯丁烷污水萃取装置，包括：

粗氯丁烷缓冲罐1，内部存储有待萃取的粗氯丁烷污水；

涡轮萃取塔2，包括塔体21以及从上到下依次布置于塔体21内的第一缓冲段22、有效萃取段23和第二缓冲段24，有效萃取段23包括沿轴向设置的涡轮搅拌桨231以及将涡轮搅拌桨231沿轴向分割成多个萃取隔离层的塔板232，第二缓冲段24与粗氯丁烷缓冲罐1通过第一连接管连通，以将粗氯丁烷污水经由第二缓冲段24泵送至有效萃取段23内进行萃取，第一缓冲段22与外部工业水连通；和

精馏存储组件3，与涡轮萃取塔2的顶部连通，以将涡轮萃取塔2内萃取后的氯丁烷进行精馏并存储纯净的氯丁烷。

本申请的氯丁烷污水萃取装置在进行粗氯丁烷萃取时采用涡轮萃取塔2，涡轮萃取塔2的上部的第一缓冲段22用于通入外部工业水，也就是说从第一缓冲段22内通入水相，从涡轮萃取塔2的下部的第二缓冲段24通入粗氯丁烷(有机相)。

由于氯代正丁烷与水接触形成的液膜强度较大，液滴不易凝并，因此在现有技术的填料萃取塔中会发生液膜包覆填料的现象，导致两相间的传质速率降低，无法达到预期萃取效率。本申请的涡轮萃取塔2的有效萃取段23是由一些列涡轮搅拌桨231及分隔涡轮搅拌桨231的塔板232所组成，这样有机相与水相在密度差的驱动下，以逆流形式连续通过有效萃取段23，由涡轮搅拌桨231提供必要的径向混合和相分散，产生均匀的有机相液滴。由塔板232彼此隔开形成单一的隔室，可减少流体的轴向返混，保持最佳的有机相滞留率。通过涡轮搅拌桨231及塔板232的共同作用，促进两相的混合及液滴的凝并，提高传质效率，以实现在低水量消耗的情况下达到预期分离要求的目的。

如图2所示，多个塔板232均呈水平布置的圆环形板状结构，每个塔板232的表面沿周向间隔开设有多个通孔233，每个塔板232上的多个通孔233均位于以涡轮搅拌桨231为中心轴线的分布平面上，每个塔板232上的通孔233能够供水相或氯丁烷相进行上下通过，使得工业水由上向下进入和氯丁烷由下到上进入时更加均匀，以提高整个萃取的稳定性。

现有技术中，每条粗氯丁烷来料产线12对应与一个粗氯丁烷缓冲罐1连接，这样每条粗氯丁烷来料产线12所产出的粗氯丁烷分别进入到对应的粗氯丁烷缓冲罐1进行存储和等待下一步处理，这种布置不仅成本增加，而且占地面积增大。为了解决这种问题，本申请将多个粗氯丁烷缓冲罐1替换成一个大型的粗氯丁烷缓冲罐1，粗氯丁烷缓冲罐1的顶部分别与多条粗氯丁烷来料产线12连通，这样多条粗氯丁烷来料产线12所产出的粗氯丁烷均进入到该粗氯丁烷缓冲罐1中，减少了粗氯丁烷缓冲罐1的数量，节约了成本。并且，在粗氯丁烷缓冲罐1的顶部设有多个流量计13，每个流量计13位于每条粗氯丁烷来料产线12上并用于计量粗氯丁烷的进料量，这样可以监控到每条粗氯丁烷来料产线12的粗氯丁烷的进料，便于对粗氯丁烷进料的把控。

进一步地，氯丁烷污水萃取装置还包括与涡轮萃取塔2连通的供水组件4，供水组件4包括工业水过滤器41和与工业水过滤器41通过第一连通管道连通的工业水存储罐42，工业水过滤器41与外部工业水连接并过滤外部工业水，由于外部的工业水存在一定的杂质，若直接作为萃取溶剂可能会影响萃取效果，因此在外部工业水通入到涡轮萃取塔2之前，需要采用工业水过滤器41对外部工业水进行过滤；过滤后的干净的工业水通过第一连通管道进入到工业水存储罐42内进行存储。并且，工业水存储罐42的底部通过第二连通管道与第一缓冲段22连通，在第二连通管道上设置加水泵，当萃取过程开始时，第二连通管道打开，加水泵将工业水存储罐42内的干净的水泵送至第一缓冲段22。为了更好的控制第一连通管道和第二连通管道的通断，第一连通管道和第二连通管道上均设置有阀门，当需要通断第一连通管道或第二连通管道，只需要操作相应管道上的阀门即可。

为了最大限度的提高萃取效率，通过多次实验验证和操作条件优化，涡轮搅拌桨231的搅拌转速范围为10～20rpm时，能够达到最优的萃取效果。在萃取过程中，应避免分散相液滴在固球模型下操作，所谓固球模型，实际上是描述当液滴过小，使液滴表面的液膜失去了循环，此时不发生质量的传递或降低了质量传递速率，而变成一个固态的球形。因此，在调整涡轮搅拌桨231的搅拌转速时，应避免转速过高，使得分散相液滴过小，一般分散相液滴的主液滴群不要小于1mm。萃取效率在流量不变时，随转速的变化而增加，因此在操作时应注意观察界面附近的分散相液滴的大小，以决定是否增加或降低转速。在总通量不变条件下，分散相滞留量随转速的增加而增加；在连续相一定时，分散相流量增加，则涡轮萃取塔2内的分散相滞留量也相应增加；在总通量增加时，一般先调低转速，然后根据塔内液滴特征再逐步增加转速，以提高萃取效率。

通过多次实验验证和正常生产统计，使用本申请的氯丁烷污水萃取装置进行粗氯丁烷污水处理后，涡轮萃取塔2的顶部的工业水进料量与涡轮萃取塔2的底部的粗氯丁烷污水的进料量的比例能够从原来的4.2:1降低至2:1，使工业水消耗量以及废水产生量可减少约12500吨/年，进而减少了处理废水所需的蒸汽能源。同时，有效解决了萃取效率周期性降低以及设备维护频次高、维护难度大的问题，消除了装置生产瓶颈，为装置满产优产奠定技术基础。

在用工业水萃取粗氯丁烷时，工业水比氯丁烷重，因此工业水为重相，氯丁烷为轻相，工业水由第一缓冲段22从上往下进入有效萃取段23，氯丁烷由第二缓冲段24从下往上进入有效萃取段23，第一缓冲段22上开设有水相进料口221，该水相进料口221处设置有水相进料阀，第二缓冲段24上开设有重相出口241，重相出口241处设置有开度调节阀，有效萃取段23内设有计量有效萃取段23内的工业水和氯丁烷接触界面位置的液位计。涡轮萃取塔2操作时应避免重相出口241阀的突然开大或关小，液位计与重相出口241调节阀联锁，应保持重相出口241阀处于常开状态。萃取过程中，水相和氯丁烷的接触界面位置需要调整，接触界面最好设定在水相进料口221上方，界面位置的稳定是依靠调节重相出口241阀的阀门的开度来控制的，当水相和氯丁烷相的接触界面上升，开度调节阀适度开大；当界面位置下降，开度调节阀适度关小。因此开度调节阀的最小开度应在正常开度范围内。突然开大或关闭有时会引起塔内流体力学特征发生变化，使塔板232上的滞留量发生相转换而发生液泛。

在涡轮萃取塔2的顶部还设置有轻相溢出口211。粗氯丁烷萃取时是以水作为萃取剂，萃取氯丁烷中的杂质。且水相作为连续相。因此，首先将水进入涡轮萃取塔2，当塔内的水超过水相进料口221时，可开启搅拌，转速先设置在20Hz。此时可关闭水相进料阀，缓慢开启氯丁烷的进料阀，并将氯丁烷进料量设定在所需要的数值上。待氯丁烷进料1h后，再开启水相进料阀，并设定在所需要的数值上。氯丁烷溶液是分散相，进入涡轮萃取塔2时，缓慢进料是让分散相在塔板232上沿塔由下而上造成一个滞留率的平衡，因此，分散相要逐步增加到设定值。氯丁烷溶液进入萃取塔后轻相界面会不断上升，并逐步从塔顶的轻相溢出口211溢出。

在本实用新型的实施例中，液位计为磁致伸缩液位计，氯丁烷污水萃取装置还包括与磁致伸缩液位计通讯连接的显示屏。该磁致伸缩液位计选择带有磁翻板的结构形式，磁致伸缩液位计将检测到的界面信息传递至显示屏上并现场显示界面位置，也可远传通讯，与重相出口241的开度调节阀联锁，实现界面自控。

进一步地，涡轮萃取塔2的底部开设有污物排放口212，由于萃取界面位置有界面污物，这些污物进入液位计的浮子管道，造成浮子不能自由悬浮，造成界面假象；因此在萃取过程中需从污物排放口212，将塔内的界面污物排放掉，同时清洗液位计浮子管道内的污物。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种氯丁烷污水萃取装置，其特征在于，包括：

粗氯丁烷缓冲罐(1)，内部存储有待萃取的粗氯丁烷污水；

涡轮萃取塔(2)，包括塔体(21)以及从上到下依次布置于所述塔体(21)内的第一缓冲段(22)、有效萃取段(23)和第二缓冲段(24)，所述有效萃取段(23)包括沿轴向设置的涡轮搅拌桨(231)以及将所述涡轮搅拌桨(231)沿轴向分割成多个萃取隔离层的塔板(232)，所述第二缓冲段(24)与所述粗氯丁烷缓冲罐(1)通过第一连接管连通，以将所述粗氯丁烷污水经由所述第二缓冲段(24)泵送至所述有效萃取段(23)内进行萃取，所述第一缓冲段(22)与外部工业水连通；和

精馏存储组件(3)，与所述涡轮萃取塔(2)的顶部连通，以将所述涡轮萃取塔(2)内萃取后的氯丁烷进行精馏并存储纯净的氯丁烷。

2.根据权利要求1所述的氯丁烷污水萃取装置，其特征在于，每个所述塔板(232)的表面沿周向间隔开设有多个通孔(233)，每个所述塔板(232)上的多个所述通孔(233)均位于以所述涡轮搅拌桨(231)为中心轴线的分布平面上。

3.根据权利要求1所述的氯丁烷污水萃取装置，其特征在于，所述粗氯丁烷缓冲罐(1)的顶部分别与多条粗氯丁烷来料产线(12)连通，且顶部设有多个流量计(13)，每个流量计(13)位于每条粗氯丁烷来料产线(12)上并用于计量所述粗氯丁烷的进料量。

4.根据权利要求1所述的氯丁烷污水萃取装置，其特征在于，所述氯丁烷污水萃取装置还包括与所述涡轮萃取塔(2)连通的供水组件(4)，所述供水组件(4)包括工业水过滤器(41)和与所述工业水过滤器(41)通过第一连通管道连通的工业水存储罐(42)，所述工业水过滤器(41)与外部工业水连接并过滤外部工业水，所述工业水存储罐(42)的底部通过第二连通管道与所述第一缓冲段(22)连通，并将过滤后的所述工业水存储罐(42)内的工业水泵送至所述第一缓冲段(22)，所述第一连通管道和所述第二连通管道上均设置有阀门。

5.根据权利要求1所述的氯丁烷污水萃取装置，其特征在于，所述涡轮搅拌桨(231)的搅拌转速范围为10～20rpm。

6.根据权利要求1所述的氯丁烷污水萃取装置，其特征在于，所述涡轮萃取塔(2)的顶部的工业水进料量与所述涡轮萃取塔(2)的底部的粗氯丁烷污水的进料量的比例为2：1。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的氯丁烷污水萃取装置，其特征在于，所述涡轮萃取塔(2)的底部开设有污物排放口(212)。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的氯丁烷污水萃取装置，其特征在于，所述第一缓冲段(22)上开设有水相进料口(221)，所述第二缓冲段(24)上开设有重相出口(241)，所述重相出口(241)处设置有开度调节阀。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的氯丁烷污水萃取装置，其特征在于，所述有效萃取段(23)内设有计量所述有效萃取段(23)内工业水和粗氯丁烷接触界面位置的液位计。

10.根据权利要求9所述的氯丁烷污水萃取装置，其特征在于，所述液位计为磁致伸缩液位计，所述氯丁烷污水萃取装置还包括与所述磁致伸缩液位计通讯连接的显示屏。

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