CN220714853U - 一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统，包括一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统，包括原料罐、进料罐、膜分离器、精馏器和出料罐，所述原料罐通过管路与进料罐连通，且管路中连接有泵和压力表，所述进料罐与膜分离器通过管路连通，所述膜分离器与精馏器通过管路连通，所述精馏器和出料罐也通过管路连通，本案提供的精馏器，通过螺旋管输送精馏气体，进一步的提升气体与冷却水的接触面积，从而可以更加均匀的对气体进行冷却，提高提纯率，在螺旋管内中空区域设置转杆，转杆转动通过搅动板使精馏外管内部的冷却水转动，更加均匀充分接触螺旋管外壁，再次提升对气体冷却效果的均匀度，且不需要将冷却水进行循环，减少能源消耗降低使用成本。

Description

一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统

技术领域

本实用新型涉及异丙醇提纯领域，具体而言，涉及一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统。

背景技术

异丙醇，又名2-丙醇，是一种有机化合物，化学式是C3H8O，是正丙醇的同分异构体，为无色透明液体，有似乙醇和丙酮混合物的气味，可溶于水，也可溶于醇、醚、苯、氯仿等多数有机溶剂，异丙醇是重要的化工产品和原料，主要用于制药、化妆品、塑料、香料、涂料等，现有的异丙醇提纯方法中，通常采用精馏器对异丙醇溶液进行蒸馏法提纯，将气体冷却液化的传统精馏器中，为了提高精馏效率，常在精馏器内设有冷却管。现有的精馏器在精馏时，粗气体从精馏管底部一侧的进汽口进入，与精馏器中的冷却管接触或离冷却管较近的粗气体温度降低到待提取物的凝结点以下，这部分待提取物气体能凝结成液体从蒸馏管底部排出。但利用冷却管降温的方式存在降温速度慢、温度调整不便的缺点，这样从精馏器上方排出的粗气体还夹带有一部分待提取物，直接影响了待提取物的提取率，为此申请号：CN201620436602.6，公开了一种高效精馏器，包括有精馏管、设在精馏管上部的出气口和设在精馏管下部的进气口，精馏管下端部设有排液口，精馏管包括精馏内管和精馏外管两层，精馏内管上设有若干个冰糖葫芦状的凸起，凸起的外壁固定在精馏外管的内壁上，且仅仅将凸起的外壁最左端或凸起的外壁最右端固定在精馏外管的内壁上；精馏外管上部设有冷却水出口，精馏外管下部设有冷却水入口。该高效精馏器能提高待提取物的提取率。

但是上述方案仍然具有一定的缺陷，发明人经研究发现，上述的精馏器在对待精馏气体降温时通过冷却水入口和冷却水出口将精馏外管接入水路中，通过冷却水循环对精馏内管中的气体进行降温，会导致靠近精馏内管内壁的气体受冷却效率高，远离精馏内管内壁的气体冷却效率较低，导致冷却效果不均匀，且使冷却水一直循环进入精馏外管内相对会消耗更多能源，提升使用成本。

如何发明一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统来改善这些问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统，旨在改善精馏器在对待精馏气体降温时通过冷却水入口和冷却水出口将精馏外管接入水路中，通过冷却水循环对精馏内管中的气体进行降温，会导致靠近精馏内管内壁的气体受冷却效率高，远离精馏内管内壁的气体冷却效率较低，导致冷却效果不均匀，且使冷却水一直循环进入精馏外管内相对会消耗更多能源，提升使用成本的问题。

本实用新型是这样实现的：一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统，包括原料罐、进料罐、膜分离器、精馏器和出料罐，所述原料罐通过管路与进料罐连通，且管路中连接有泵和压力表，所述进料罐与膜分离器通过管路连通，所述膜分离器与精馏器通过管路连通，所述精馏器和出料罐也通过管路连通。

在本实用新型的一种优选技术方案中，所述原料罐和进料罐之间还连通设置有回路管道，所述回路管道中也连接有泵和压力表。

在本实用新型的一种优选技术方案中，所述精馏器包括精馏外管，所述精馏外管内部设置有精馏内管，所述精馏内管顶部表面连通设置有螺旋管的一端，所述螺旋管的另一端与出气口的一端连通，所述出气口通过精馏外管内壁设置的通孔延伸至精馏外管外部，所述精馏内管底部连通设置有排液口的一端，所述排液口的另一端通过精馏外管内壁设置的通孔延伸至精馏外管外部，所述精馏内管一侧外壁上连通设置有进气口的一端，所述进气口的另一端同样通过精馏外管内壁设置的通孔延伸至精馏外管外部，所述精馏外管一侧外壁上连通设置有进水管的一端，所述精馏外管另一侧外壁上连通设置有出水管的一端，所述精馏内管上表面转动安装有转杆，所述转杆外壁上设置有若干组搅动板，所述转杆与驱动机构连接。

在本实用新型的一种优选技术方案中，所述驱动机构包括电机，所述电机固定安装于电机架内，所述电机架与精馏外管外壁固定连接，所述电机输出轴一端固定套设有第二链轮，所述第二链轮上套设有链条，并通过链条传动连接有第一链轮，所述第一链轮固定套设于转轴一端，所述转轴转动安装于精馏外管一侧内壁上设置的安装孔内，并通过安装孔延伸至精馏外管内部，所述转轴的另一端固定套设有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接，所述第一锥齿轮固定套设于转杆一端。

在本实用新型的一种优选技术方案中，若干组所述搅动板以转杆延伸方向均匀分布，每组多个所述搅动板呈环形均匀设置在转杆外壁上。

在本实用新型的一种优选技术方案中，每个所述搅动板相对于转杆延伸方向均设置有同样的夹角。

在本实用新型的一种优选技术方案中，所述精馏外管内壁上设置的若干个通孔与对应延伸出气口、排液口、进气口连接处均设置有密封圈，所述出气口、排液口和进气口均固定连接在对应的通孔内，所述转轴与安装孔连接处也设置有密封圈。

在本实用新型的一种优选技术方案中，所述螺旋管外壁与精馏外管内壁之间固定连接有若干固定杆。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统，使用时，通过采用本案提供的精馏器，通过螺旋管输送精馏气体，提升气体与冷却水的接触面积，从而可以更加均匀的对气体进行冷却，提高提纯率，在螺旋管内中空区域设置转杆，使驱动机构带动转杆转动通过搅动板使精馏外管内部的冷却水转动，更加均匀充分的接触螺旋管外壁，进一步提升对气体冷却效果的均匀度，且不在需要将冷却水进行循环，减少能源消耗降低使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的整体工艺框图结构示意立体图；

图2为本实用新型实施方式提供的精馏器整体结构示意立体图；

图3为本实用新型实施方式提供的精馏外管内部整体剖面结构示意立体图；

图4为本实用新型实施方式提供的精馏器整体剖面结构示意立体图；

图5为本实用新型实施方式提供的转轴整体结构示意立体图。

图中：1-原料罐；2-进料罐；3-膜分离器；4-精馏器；5-出料罐；6-泵；7-压力表；401-精馏外管；402-精馏内管；403-螺旋管；404-出气口；405-排液口；406-进气口；407-进水管；408-出水管；409-转杆；410-搅动板；411-第一锥齿轮；412-第二锥齿轮；413-转轴；414-第一链轮；415-链条；416-第二链轮；417-电机；418-电机架；419-固定杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图5，本实用新型提供一种技术方案：一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统，包括原料罐1、进料罐2、膜分离器3、精馏器4和出料罐5，原料罐1通过管路与进料罐2连通，且管路中连接有泵6和压力表7，进料罐2与膜分离器3通过管路连通，膜分离器3与精馏器4通过管路连通，精馏器4和出料罐5也通过管路连通。

进一步的，原料罐1和进料罐2之间还连通设置有回路管道，回路管道中也连接有泵6和压力表7，原料通过泵6被抽至进料罐2中由膜分离器3分离处理成浓缩液和水，膜分离器3处理后的浓缩液输送至精馏器4内进行精馏提纯处理，被膜分离器3分离出的水通过回路管道再由泵6抽送回原料罐1内。

请参阅图2至图5，精馏器4包括精馏外管401，精馏外管401内部设置有精馏内管402，精馏内管402顶部表面连通设置有螺旋管403的一端，螺旋管403的另一端与出气口404的一端连通，出气口404通过精馏外管401内壁设置的通孔延伸至精馏外管401外部，精馏内管402底部连通设置有排液口405的一端，排液口405的另一端通过精馏外管401内壁设置的通孔延伸至精馏外管401外部，精馏内管402一侧外壁上连通设置有进气口406的一端，进气口406的另一端同样通过精馏外管401内壁设置的通孔延伸至精馏外管401外部，精馏外管401一侧外壁上连通设置有进水管407的一端，精馏外管401另一侧外壁上连通设置有出水管408的一端，精馏内管402上表面转动安装有转杆409，转杆409外壁上设置有若干组搅动板410，转杆409与驱动机构连接，进水管407和出水管408上均设置有阀门，使用时通过进水管407向精馏外管401内部加注冷却用水，膜分离器3分离出的浓缩液通过精馏器4进加热使其升华，升华后汽化的浓缩气体由进气口406进入精馏内管402，精馏外管401内部的冷却用水会对精馏内管402和螺旋管403中的浓缩气体进行冷却，使气态异丙醇液化由排液口405排出至出料罐5中，之前浓缩液中其他成分因沸点不同汽化蒸发，蒸发气体通过螺旋管403进入出气口404排出，通过驱动机构带动转杆409转动，使转杆409上的若干搅动板410带动精馏外管401内部的冷却用水进行转动可以更加均匀高效的进行冷却，同时采螺旋管403输送气体可增大于冷却水的接触面积，精馏气体更加均匀快速降温，使出气口的精馏气体的温度控制在一定范围值，从而提高了待提取物的提取率。

进一步的，驱动机构包括电机417，电机417固定安装于电机架418内，电机架418与精馏外管401外壁固定连接，电机417输出轴一端固定套设有第二链轮416，第二链轮416上套设有链条415，并通过链条415传动连接有第一链轮414，第一链轮414固定套设于转轴413一端，转轴413转动安装于精馏外管401一侧内壁上设置的安装孔内，并通过安装孔延伸至精馏外管401内部，转轴413的另一端固定套设有第二锥齿轮412，第二锥齿轮412与第一锥齿轮411啮合连接，第一锥齿轮411固定套设于转杆409一端，启动电机417带动第二链轮416转动，通过第二链轮416、链条415以及第一链轮414之间的配合带动转轴413转动，也就可以通过第二锥齿轮412和第一锥齿轮411的啮合配合使转杆409转动，从而通过转杆409外壁上设置的若干组搅动板410使精馏外管401内部的冷却用水进行转动，使冷却水更加均匀充分的接触螺旋管403表面，对精馏气体进行快速的降温。

进一步的，若干组搅动板410以转杆409延伸方向均匀分布，每组多个搅动板410呈环形均匀设置在转杆409外壁上

进一步的，每个搅动板410相对于转杆409延伸方向均设置有同样的夹角，通过设置一定的夹角可减少转杆409转动时的阻力，同时事冷却水形成内旋，更加充分的接触螺旋管403外壁对精馏气体进行冷却。

进一步的，精馏外管401内壁上设置的若干个通孔与对应延伸出气口404、排液口405、进气口406连接处均设置有密封圈，出气口404、排液口405和进气口406均固定连接在对应的通孔内，转轴413与安装孔连接处也设置有密封圈，如此可保证精馏外管401内部整体的密封性，避免冷却水渗漏。

进一步的，螺旋管403外壁与精馏外管401内壁之间固定连接有若干固定杆419，通过固定杆419可保证螺旋管403以及精馏内管402位于精馏外管401内部的稳定性，避免因冷却水转动产生的动能对螺旋管403以及精馏内管402的结构造成影响。

工作原理：原料通过泵6被抽至进料罐2中由膜分离器3分离处理成浓缩液和水，膜分离器3处理后的浓缩液输送至精馏器4内进行精馏提纯处理，被膜分离器3分离出的水通过回路管道再由泵6抽送回原料罐1内，通过进水管407向精馏外管401内部加注冷却用水，膜分离器3分离出的浓缩液通过精馏器4进加热使其升华，升华后汽化的浓缩气体由进气口406进入精馏内管402，精馏外管401内部的冷却用水会对精馏内管402和螺旋管403中的浓缩气体进行冷却，使气态异丙醇液化由排液口405排出至出料罐5中，之前浓缩液中其他成分因沸点不同汽化蒸发，蒸发气体通过螺旋管403进入出气口404排出，通过驱动机构带动转杆409转动，使转杆409上的若干搅动板410带动精馏外管401内部的冷却用水进行转动可以更加均匀高效的进行冷却，同时采螺旋管403输送气体可增大于冷却水的接触面积，精馏气体更加均匀快速降温，使出气口的精馏气体的温度控制在一定范围值，从而进一步的提高了提取率，得到高纯度异丙醇。

需要说明的是，膜分离器3、精馏器4、泵6以及电机417具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

膜分离器3、精馏器4、泵6以及电机417的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种异丙醇的膜分离精馏提纯系统，其特征在于，包括原料罐、进料罐、膜分离器、精馏器和出料罐，所述原料罐通过管路与进料罐连通，且管路中连接有泵和压力表，所述进料罐与膜分离器通过管路连通，所述膜分离器与精馏器通过管路连通，所述精馏器和出料罐也通过管路连通。

2.如权利要求1所述的异丙醇的膜分离精馏提纯系统，其特征在于：所述原料罐和进料罐之间还连通设置有回路管道，所述回路管道中也连接有泵和压力表。

3.如权利要求1所述的异丙醇的膜分离精馏提纯系统，其特征在于：所述精馏器包括精馏外管，所述精馏外管内部设置有精馏内管，所述精馏内管顶部表面连通设置有螺旋管的一端，所述螺旋管的另一端与出气口的一端连通，所述出气口通过精馏外管内壁设置的通孔延伸至精馏外管外部，所述精馏内管底部连通设置有排液口的一端，所述排液口的另一端通过精馏外管内壁设置的通孔延伸至精馏外管外部，所述精馏内管一侧外壁上连通设置有进气口的一端，所述进气口的另一端同样通过精馏外管内壁设置的通孔延伸至精馏外管外部，所述精馏外管一侧外壁上连通设置有进水管的一端，所述精馏外管另一侧外壁上连通设置有出水管的一端，所述精馏内管上表面转动安装有转杆，所述转杆外壁上设置有若干组搅动板，所述转杆与驱动机构连接。

4.如权利要求3所述的异丙醇的膜分离精馏提纯系统，其特征在于：所述驱动机构包括电机，所述电机固定安装于电机架内，所述电机架与精馏外管外壁固定连接，所述电机输出轴一端固定套设有第二链轮，所述第二链轮上套设有链条，并通过链条传动连接有第一链轮，所述第一链轮固定套设于转轴一端，所述转轴转动安装于精馏外管一侧内壁上设置的安装孔内，并通过安装孔延伸至精馏外管内部，所述转轴的另一端固定套设有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接，所述第一锥齿轮固定套设于转杆一端。

5.如权利要求3所述的异丙醇的膜分离精馏提纯系统，其特征在于：若干组所述搅动板以转杆延伸方向均匀分布，每组多个所述搅动板呈环形均匀设置在转杆外壁上。

6.如权利要求3所述的异丙醇的膜分离精馏提纯系统，其特征在于：每个所述搅动板相对于转杆延伸方向均设置有同样的夹角。

7.如权利要求4所述的异丙醇的膜分离精馏提纯系统，其特征在于：所述精馏外管内壁上设置的若干个通孔与对应延伸出气口、排液口、进气口连接处均设置有密封圈，所述出气口、排液口和进气口均固定连接在对应的通孔内，所述转轴与安装孔连接处也设置有密封圈。

8.如权利要求3所述的异丙醇的膜分离精馏提纯系统，其特征在于：所述螺旋管外壁与精馏外管内壁之间固定连接有若干固定杆。