CN219481596U - 一种共沸混合物的分离提纯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种共沸混合物的分离提纯装置，包括共沸汽体发生装置、分离提纯装置、产品冷凝及能量回收装置，共沸汽体发生装置包括进料泵、再沸器、超重力床、残液输送泵；产品冷凝及能量回收装置包括预热器、第一冷凝器、第二冷凝器、成品罐、副产物罐；进料泵的出口分为两路，一路：进料泵的出口与预热器的壳程入口通过管路连接，预热器的顶部的壳程出口与第一冷凝器的底部的壳程入口通过管路连接，第一冷凝器的顶部的壳程出口与超重力床的侧部共沸物入口通过管路连接，超重力床的顶部气相出口与分离提纯装置通过管路连接，本实用新型以超重力床耦合选择性分离膜，简化了共沸体系溶剂的分离纯化工艺，以新鲜共沸物作为冷媒降低了能源消耗。

Description

一种共沸混合物的分离提纯装置

技术领域

本实用新型涉及溶剂分离提纯装置技术领域，具体涉及一种共沸混合物的分离提纯装置。

背景技术

离心、洗涤、干燥作为精细化工和合成原料药行业中普遍的生产流程，在洗涤过程中常常需要使用大量溶剂，传统的溶剂回收手段有蒸馏、过滤、吸附、萃取，常见的蒸馏手段能耗巨大且无法分离共沸体系，吸附技术中吸附材料的脱附成本较高，大多还是作为三废委外处理，萃取技术不适用于杂质含量少的体系。

一般而言，洗涤之后的溶剂只含有少量杂质，但容易形成共沸体系。常见的蒸馏手段能耗巨大且无法分离共沸体系，吸附技术中吸附材料的脱附成本较高，大多还是作为三废委外处理，萃取技术不适用于杂质含量少的体系。中国专利CN20723513U，介绍了超重力床结合分子筛膜的有机溶剂脱水设备，其使用的膜仅为分子筛膜，且仅以脱水为目的。中国专利 CN114057541A，将超重力床与膜耦合，实现了废弃二氯甲烷的脱水回收，主要用于分离提纯含水二氯甲烷。中国专利 CN106587475A，使用超重力床结合膜分离技术实现了废液中乙酸乙酯的回收，其主要用于乙酸乙酯的回收。

实用新型内容

鉴于现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种占地面积小、能量利用率高、设备流程简单、分离纯度高的共沸混合物的分离提纯装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种共沸混合物的分离提纯装置，包括共沸汽体发生装置、分离提纯装置及产品冷凝及能量回收装置，所述共沸汽体发生装置包括进料泵、再沸器、超重力床及残液输送泵；所述产品冷凝及能量回收装置包括预热器、第一冷凝器、第二冷凝器、成品罐、副产物罐；用于输送共沸混合物的进料泵的出口分为两路，一路为：进料泵的出口与预热器的壳程入口通过管路连接，所述预热器的顶部的壳程出口与第一冷凝器的底部的壳程入口通过管路连接，所述第一冷凝器的顶部的壳程出口与超重力床的侧部共沸物入口通过管路连接，所述超重力床的顶部气相出口与分离提纯装置通过管路连接，所述超重力床的右侧预留有成品回流入口。

进一步地，所述进料泵的出口另一路为：进料泵的出口与再沸器的顶部液体入口通过管路连接，所述再沸器的顶部气相出口与超重力床的侧部气相入口通过管路连接，所述超重力床的底部液相回流口与再沸器的顶部回流入口通过管路连接，所述再沸器的底部液相出口与残液输送泵的入口通过管路连接。

进一步地，所述分离提纯装置为选择分离膜。

进一步地，所述选择分离膜的底部气相入口与超重力床的顶部气相出口通过管路连接；所述选择分离膜的顶部的蒸汽出口与第一冷凝器的管程通道及第二冷凝器的管程入口通过管道连接；所述第二冷凝器的管程出口分为两路，一路为：第二冷凝器的管程出口与成品罐的入口通过管路连接。

进一步地，所述第二冷凝器的管程出口的另一路为：第二冷凝器的管程出口与超重力床的成品回流入口通过管路连接。

进一步地，所述选择分离膜的侧部蒸汽出口与预热器的管程通道及副产物罐的入口通过管路连接。

进一步地，所述再沸器内的高沸点杂质通过残液输送泵打出作为三废处理。

进一步地，所述选择分离膜为选择型分离的膜或膜组件。

本实用新型的有益效果如下：

1）本实用新型的装置以超重力床耦合选择性分离膜，简化了共沸体系溶剂的分离纯化工艺，以新鲜共沸物作为冷媒降低了能源消耗；

2）与现有溶剂回收技术相比，本实用新型将超重力床和分离膜相结合，具有占地面积小、能量利用率高、设备流程简单、分离纯度高的优点。

附图说明

图1为本实用新型的装置的整体结构示意图。

图中：1、进料泵；2、再沸器；3、预热器；4、第一冷凝器；5、超重力床；6、选择分离膜；7、第二冷凝器；8、成品罐；9、副产物罐；10、残液输送泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步地说明，但本实用新型所保护的范围不限于所述范围。

如图1所示，一种共沸混合物的分离提纯装置，其特征在于包括共沸汽体发生装置、分离提纯装置及产品冷凝及能量回收装置，共沸汽体发生装置包括进料泵1、再沸器2、超重力床5及残液输送泵10，用于产生共沸组成的高浓度蒸汽；分离提纯装置为选择分离膜6，用于溶剂的进一步的提纯；产品冷凝及能量回收装置包括预热器3、第一冷凝器4、第二冷凝器7、成品罐8、副产物罐9，用于冷凝产品和回收热量，得到高浓度产品，减少能耗。

本实用新型的一种共沸混合为的分离提纯装置，用于输送共沸混合物的进料泵1的出口分为两路，一路为：进料泵1的出口与预热器3的壳程入口通过管路连接，预热器3的顶部的壳程出口与第一冷凝器4的底部的壳程入口通过管路连接，第一冷凝器4的顶部的壳程出口与超重力床5的侧部共沸物入口通过管路连接，超重力床5的顶部气相出口与分离提纯装置通过管路连接，超重力床5的右侧预留有成品回流入口。

进料泵1的出口另一路为：进料泵1的出口与再沸器2的顶部液体入口通过管路连接，再沸器2的顶部气相出口与超重力床5的侧部气相入口通过管路连接，超重力床5的底部液相回流口与再沸器2的顶部回流入口通过管路连接，再沸器2的底部液相出口与残液输送泵10的入口通过管路连接。

本实用新型的一种共沸混合为的分离提纯装置，选择分离膜6的底部气相入口与超重力床5的顶部气相出口通过管路连接；选择分离膜6的顶部的蒸汽出口与第一冷凝器4的管程通道及第二冷凝器7的管程入口通过管道连接，选择分离膜6的顶部的蒸汽为所需提纯溶剂；第二冷凝器7的管程出口分为两路，一路为：第二冷凝器7的管程出口与成品罐8的入口通过管路连接；第二冷凝器7的管程出口的另一路为：第二冷凝器7的管程出口与超重力床5的成品回流入口通过管路连接。

选择分离膜6的侧部蒸汽出口与预热器3的管程通道及副产物罐9的入口通过管路连接。

进一步地，选择分离膜6指具有选择性分离（根据分子尺寸、膜与物质的相似相容、膜与待分离物质的电荷排斥吸引等原理实现物质分离）的膜、膜组件。

实施例1

乙醇水溶液由进料泵1泵入本装置，进料泵1的出口分为两路，一路依次经过预热器3、第一冷凝器4壳程进行热交换，加热后进入超重力床5，另一路直接进入再沸器2，再沸器2产生的乙醇水蒸汽进入超重力床5，在超重力床5中进行传质传热，提纯后高浓度乙醇蒸汽进入选择分离膜6得到进一步提纯，透过侧水蒸汽在预热器3中冷却为液体进入副产物罐9收集，具体地，水相对乙醇、分子尺寸较小，在膜孔径控制在0.3nm的聚乙烯膜中空纤维膜组件中更容易透过，所以是膜组件的透过侧，冷凝的水作为副产物，收集到副产物收集罐9中。截留侧乙醇蒸汽经过第一冷凝器4和第二冷凝器7冷却分为两路，一部分进入成品罐8收集，一部分作为回流进入超重力床5。在再沸器2和超重力床5之间设置回流管，将重组分回流到再沸器2中。

所述乙醇水溶液中乙醇质量分数为80wt.%。

所述再沸器温度控制为80~85℃。

所述的乙醇回流量与采出量之比控制在1:1左右。

所述选择分离膜6为聚乙烯膜中空纤维膜组件，膜孔径控制在0.3nm左右。

依次经过预热器3、第一冷凝器4壳程管路流量为总流量的1/3。

所得乙醇浓度为99.5wt%。

实施例2

乙醇甲苯混合溶液由进料泵1泵入本装置，出口分为两路，一路依次经过预热器3、第一冷凝器4壳程进行热交换，加热后进入超重力床5，另一路直接进入再沸器2，再沸器2产生的甲苯、乙醇蒸汽进入超重力床5，在超重力床5中进行传质传热，甲苯乙醇蒸汽进入选择分离膜6得到进一步提纯，透过侧甲苯蒸汽在预热器3中冷却为液体进入副产物罐9收集，具体地，下述膜孔径控制在0.35nm的PVDF疏水膜，PVDF具有疏水性，甲苯微溶于水，根据相似相容原理更容易透过，所以透过侧为甲苯蒸汽，甲苯作为副产物被冷凝收集于副产物收集罐9中。截留侧乙醇蒸汽经过第一冷凝器4和第二冷凝器7冷却分为两路，一部分进入成品罐8收集，一部分作为回流进入超重力床5，在再沸器2和超重力床5之间设置回流管，将重组分回流到再沸器2中。

所述乙醇甲苯混合溶液中乙醇质量分数为90wt.%。

所述再沸器2温度控制为80~85℃。

所述的乙醇回流量与采出量之比控制在1:1.5左右。

所述选择分离膜6为PVDF疏水膜，膜孔径控制在0.35nm左右。

依次经过预热器3、第一冷凝器4壳程管路的流量为总流量的2/5。

所得乙醇浓度为99.7wt%。

本实用新型装置结合超重力床、膜分离技术的特点及优势，将其有机整合至共沸混合物的分离提纯装置内，根据混合物组成，设置不同条件，选择不同类型、材料的膜组件，将洗涤溶剂中的杂质分离，达到溶剂提纯回收的目的。

Claims (8)

1.一种共沸混合物的分离提纯装置，其特征在于包括共沸汽体发生装置、分离提纯装置及产品冷凝及能量回收装置，所述共沸汽体发生装置包括进料泵（1）、再沸器（2）、超重力床（5）及残液输送泵（10）；所述产品冷凝及能量回收装置包括预热器（3）、第一冷凝器（4）、第二冷凝器（7）、成品罐（8）、副产物罐（9）；用于输送共沸混合物的进料泵（1）的出口分为两路，一路为：进料泵（1）的出口与预热器（3）的壳程入口通过管路连接，所述预热器（3）的顶部的壳程出口与第一冷凝器（4）的底部的壳程入口通过管路连接，所述第一冷凝器（4）的顶部的壳程出口与超重力床（5）的侧部共沸物入口通过管路连接，所述超重力床（5）的顶部气相出口与分离提纯装置通过管路连接，所述超重力床（5）的右侧预留有成品回流入口。

2.根据权利要求1所述的一种共沸混合物的分离提纯装置，其特征在于所述进料泵（1）的出口另一路为：进料泵（1）的出口与再沸器（2）的顶部液体入口通过管路连接，所述再沸器（2）的顶部气相出口与超重力床（5）的侧部气相入口通过管路连接，所述超重力床（5）的底部液相回流口与再沸器（2）的顶部回流入口通过管路连接，所述再沸器（2）的底部液相出口与残液输送泵（10）的入口通过管路连接。

3.根据权利要求2所述的一种共沸混合物的分离提纯装置，其特征在于所述分离提纯装置为选择分离膜（6）。

4.根据权利要求3所述的一种共沸混合物的分离提纯装置，其特征在于所述选择分离膜（6）的底部气相入口与超重力床（5）的顶部气相出口通过管路连接；所述选择分离膜（6）的顶部的蒸汽出口与第一冷凝器（4）的管程通道及第二冷凝器（7）的管程入口通过管道连接；所述第二冷凝器（7）的管程出口分为两路，一路为：第二冷凝器（7）的管程出口与成品罐（8）的入口通过管路连接。

5.根据权利要求4所述的一种共沸混合物的分离提纯装置，其特征在于所述第二冷凝器（7）的管程出口的另一路为：第二冷凝器（7）的管程出口与超重力床（5）的成品回流入口通过管路连接。

6.根据权利要求5所述的一种共沸混合物的分离提纯装置，其特征在于所述选择分离膜（6）的侧部蒸汽出口与预热器（3）的管程通道及副产物罐（9）的入口通过管路连接。

7.根据权利要求6所述的一种共沸混合物的分离提纯装置，其特征在于所述再沸器（2）内的高沸点杂质通过残液输送泵（10）打出作为三废处理。

8.根据权利要求7所述的一种共沸混合物的分离提纯装置，其特征在于所述选择分离膜（6）为选择型分离的膜或膜组件。