專利名稱：循環(huán)水蒸汽蒸餾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化工分離技術(shù)領(lǐng)域中的水蒸氣蒸餾裝置。
背景技術(shù)：
水蒸氣蒸餾技術(shù)是化學(xué)工業(yè)中常見的混合物分離技術(shù)。其基本構(gòu)成主要是由蒸餾釜、冷凝器、油水分離器，以及連接在三者之間的管線、閥門組成。分離原理是當(dāng)水和不(或難)溶于水的化合物一起存在時(shí)，整個(gè)體系的蒸氣壓力根據(jù)道爾頓分壓定律，應(yīng)為各組分蒸氣壓之和。水蒸氣蒸餾技術(shù)以及其改進(jìn)技術(shù)在工業(yè)上有許多運(yùn)用，并有相關(guān)文獻(xiàn)及專利報(bào)道。如發(fā)明專利《利用噴射泵進(jìn)行水蒸汽蒸餾法》(申請(qǐng)?zhí)朇N92107289.9)中提到一種利用噴射泵進(jìn)行水蒸汽蒸餾的蒸餾方法。當(dāng)噴射泵噴射水蒸汽時(shí)，噴射泵內(nèi)吸入室產(chǎn)生合適的真空度把蒸餾物系吸入吸入室。并在吸入室內(nèi)霧化后再與水蒸氣充分混合以形成一個(gè)高·度分散的混合流進(jìn)入蒸餾釜，分去低沸點(diǎn)物及雜質(zhì)后入冷凝器，完成了本發(fā)明的水蒸氣蒸餾過程。如此強(qiáng)化了傳熱，傳質(zhì)，提高了蒸餾效率。該發(fā)明的方法適用于用水蒸氣蒸餾分離的產(chǎn)品?？梢姡F(xiàn)有水蒸氣蒸餾技術(shù)一般是給待提純混合物的燒瓶(或蒸餾釜)中通入熱的水蒸氣或是給待提純混合物的燒瓶(或蒸餾釜)中加水后直接加熱而進(jìn)行的蒸餾。但現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點(diǎn)I、要給體系中蒸餾釜不斷加水，以補(bǔ)充水的消耗，而影響了蒸餾的連續(xù)進(jìn)行，使操作時(shí)間延長。2、蒸餾過程中產(chǎn)生大量的蒸氣冷凝水，由于含有機(jī)物，形成有機(jī)廢水，給環(huán)保帶來較大壓力。3、蒸氣冷凝水的水溫仍可接近100°C，含有較多熱量而不能回收，增加了能耗。甲基環(huán)戍_■稀二擬基猛(MMT)是具草味的橘黃色至暗橘色液體。是聞沸點(diǎn)物質(zhì)，具有揮發(fā)性，與水不相溶，在100°c左右有一定的蒸汽壓(7 IM Hg),不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，避光下有較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，因此對(duì)于含MMT的液體或固體混合物，適合采用水蒸氣蒸餾進(jìn)行分離。工業(yè)上制取甲基環(huán)戊二烯三羰基錳的過程中，都要涉及從甲基環(huán)戊二烯三羰基錳反應(yīng)液混合物中提取甲基環(huán)戊二烯三羰基錳，并回收其它有用組分(如未反應(yīng)的原料甲基環(huán)戊二烯二聚體、溶劑等)。或者經(jīng)常要從含甲基環(huán)戊二烯三羰基錳的粘稠的廢渣中，以及含甲基環(huán)戊二烯三羰基錳的固體鹽渣料中回收有用組分?，F(xiàn)有的水蒸氣蒸餾提取工藝雖然可以將MMT實(shí)現(xiàn)最大程度回收，但存在常規(guī)水蒸氣蒸餾全部缺點(diǎn)；而采用精餾提取工藝則存在蒸餾釜內(nèi)結(jié)焦的難題。因此，必須找到新的解決方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出了一種利用水循環(huán)產(chǎn)生水蒸氣和蒸餾水熱能的循環(huán)水蒸氣蒸餾裝置，它是對(duì)現(xiàn)有水蒸氣蒸餾技術(shù)的改進(jìn)并運(yùn)用到甲基環(huán)戊二烯三羰基錳的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。其技術(shù)方案包括一種循環(huán)水蒸氣蒸餾裝置，包括蒸餾釜、冷凝器、油水分離器，以及連接在三者之間的管線、閥門，蒸餾釜上設(shè)有固體加料口、液體加料口和下出料口，油水分離器上設(shè)有液位計(jì)和下出料口，其特征在于蒸餾釜內(nèi)設(shè)置加熱盤管，蒸餾釜筒體上設(shè)加熱夾套，在蒸餾釜內(nèi)設(shè)攪拌器；在蒸餾釜與油水分離器之間連接冷凝水溢流管，在蒸餾釜和冷凝器上設(shè)有泄壓放空閥，油水分離器的下出料口向上連接液封管，液封管的高度小于冷凝水溢流管的高度，在液封管的頂部、油水分離器的頂部和冷凝器的泄壓放空閥之間連接壓力平衡管線。所述液位計(jì)為磁翻柱式液位計(jì)，連接在蒸餾釜與油水分離器之間的冷凝水溢流管一端通過水封彎管與油水分離器之間連接，另一端直接接入蒸餾釜的頂部。所述的攪拌器為電動(dòng)攪拌器，在冷凝器與油水分離器的連接管上設(shè)有取樣口。 本實(shí)用新型的循環(huán)水蒸氣蒸餾裝置與傳統(tǒng)意義上的水蒸氣蒸餾相比有很大的優(yōu)勢。主要如下I、不需從外部引入水蒸氣，可以省略鍋爐、水處理系統(tǒng)等水蒸氣發(fā)生裝置。2、油水分離器能自動(dòng)分離出產(chǎn)品，可以省去分液裝置，例如沉降分液罐。3、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了水循環(huán)使用，大量減少了含高濃度有機(jī)物廢水的排放，有很大的環(huán)保意義。4、由于水循環(huán)使用，通過調(diào)節(jié)冷凝器的冷后溫度，回水溫度可以提高到80 100°C，提高回水溫度可以節(jié)約大量熱能。5、且蒸餾釜采用電動(dòng)攪拌系統(tǒng)代替外來水蒸氣通入釜底產(chǎn)生的攪拌作用，電動(dòng)強(qiáng)力攪拌使物料混合更充分，有利于將產(chǎn)品徹底蒸出。利用該裝置提取甲基環(huán)戊二烯三羰基錳的工藝，在具有前述裝置的優(yōu)勢之外，還體現(xiàn)在能夠最大限度地回收MMT等有用組分，獲得較高的甲基環(huán)戊二烯三羰基錳回收率，避免了傳統(tǒng)精餾工藝蒸餾釜結(jié)焦的難題，并且與現(xiàn)有水蒸氣蒸餾工藝相比能節(jié)約大量的新鮮水和能源。

附圖I為本實(shí)用新型一種循環(huán)水蒸氣蒸餾裝置典型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖中I一水蒸氣管線；2—泄壓放空閥；3—攪拌電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)；4一閥門；5 —注液口與輔助物料(助劑)注入管線；6—加水管線；7—固體加料口 ；8—導(dǎo)熱油回管；9一加熱夾套；10—加熱盤管；11一攪拌器；12—下出料口(或稱排渣口)； 13—蒸餾釜；14一液封管；15—導(dǎo)熱油供管；16—蒸氣冷凝水溢流管線；17—水封彎管；18—油水分離器；19一油水界面；20—液位計(jì)(測量油水界位)；21—水相界面；22—壓力平衡管線；23—取樣口 ；24—冷凝器；25—循環(huán)冷卻水回管；26—循環(huán)冷卻水供管。
具體實(shí)施方式
首先結(jié)合附圖對(duì)循環(huán)水蒸氣蒸餾裝置做進(jìn)一步說明主要設(shè)備有蒸餾釜13、冷凝器24和油水分離器18，以及相關(guān)管線和閥門4。蒸餾釜13為化工領(lǐng)域通用反應(yīng)釜為基礎(chǔ)，設(shè)有固體加料口 7、下出料口(或稱排渣口)12、注液口(與輔助物料(助劑)注入管線5和加水管線6并聯(lián)后，通過閥門4等接入)、泄壓放空閥2、攪拌器11、電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)3、加熱盤管10和加熱夾套9。加熱盤管10和加熱夾套9通過導(dǎo)熱油供管15和導(dǎo)熱油回管8接入到加熱爐。冷凝器24為化工領(lǐng)域通常的管殼式換熱器，帶熱膨脹節(jié)，管程介質(zhì)為循環(huán)冷卻水，殼程介質(zhì)為水蒸氣及蒸出來的產(chǎn)品。冷凝器24通過水蒸氣管線I與蒸餾釜13相連接，其作用是將攜帶有產(chǎn)品的水蒸氣冷凝成液態(tài)，以便靠重力自流進(jìn)入油水分離器18。冷凝器13上部帶有泄壓放空閥2，下部的排液管上連接取樣口 23。油水分離器18是一個(gè)立式容器，為化工領(lǐng)域通常的立式罐，自帶液位計(jì)20 (也叫界位計(jì))，用來顯示測量油水界面的位置，考慮到產(chǎn)品中含有甲基環(huán)戊二烯三羰基錳，需要避光保存，建議采用不銹鋼材質(zhì)的磁翻柱式液位計(jì)。油水分離器18頂部與冷凝器24連接有一條進(jìn)液管和一條壓力平衡管線22，底部設(shè)有下出料口。需要注意的是，油水分離器18有兩個(gè)出口，一個(gè)是水相出口(也叫溢流口)，位于油水分離器18左側(cè)上部，溢流口通過水封彎管17與蒸氣冷凝水溢流管線16相連后接入蒸餾釜13。水封彎管17的作用是提高達(dá)到溢流時(shí)的水相界面21，使頂部由冷凝器24流下來的混合液體有時(shí)間分離出產(chǎn)品后，再溢流進(jìn)入蒸餾釜13中，實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。通常水封彎管17的水封高度選取為100_。另一個(gè)是產(chǎn)品出口，位于油水分離器18右側(cè)下部，產(chǎn)品出口也通過一個(gè)液封管14 (其高度為h)接入油水分離器18的下出料口。并且液封管14頂部與壓力平衡管線22相連接。油水分離器18與冷凝器24之間有壓力平衡管線22相連接。設(shè)壓力平衡管線是為了讓各設(shè)備和相關(guān)管線之間的氣相壓力保持一致。設(shè)置液封管14的目的是為了讓產(chǎn)品到達(dá)一定液位后(圖中19示意油水界面)才能夠自動(dòng)由產(chǎn)品出口流出，而水卻不能流出來，從而實(shí)現(xiàn)油水自動(dòng)分離。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，液封管14高度h必須滿足以下條件H > h,并且 h Y 油〉H Y 水，即H > h > H Y 水/ Y 油式中H為水相可能的最大高度(單位mm)，Y 為油相的比重，Y #為水相的比重。因此，用于不同物質(zhì)的提取時(shí)，需要根據(jù)其油相比重調(diào)整其高度。例如利用該裝置提取甲基環(huán)戊二烯三羰基錳時(shí)，蒸餾釜采用容積為6. 7m3的帶電動(dòng)攪拌系統(tǒng)、加熱夾套、加熱盤管碳鋼材質(zhì)的反應(yīng)釜；冷凝器采用換熱面積為70m2的，碳鋼材質(zhì)的管殼式換熱器；油水分離器采用容積為O. 5m3,直徑為600_的,橢圓封頭的立式碳鋼罐；攜帶產(chǎn)品的水蒸氣管線為DN125的鋼管；蒸氣冷凝水溢流線為DN32的鋼管。由于油相(產(chǎn)品)的密度始終大于水的密度(產(chǎn)品密度典型值為1.3g/cm3，水的密度典型值為1.0g/cm3),H約為2000mm,按此計(jì)算后，h約為1590mm。
權(quán)利要求1.一種循環(huán)水蒸氣蒸餾裝置，包括蒸餾釜、冷凝器、油水分離器，以及連接在三者之間的管線、閥門，蒸餾釜上設(shè)有固體加料口、液體加料口和下出料口，油水分離器上設(shè)有液位計(jì)和下出料口，其特征在于蒸餾釜內(nèi)設(shè)置加熱盤管，蒸餾釜筒體上設(shè)加熱夾套，在蒸餾釜內(nèi)設(shè)攪拌器；在蒸餾釜與油水分離器之間連接冷凝水溢流管；在蒸餾釜和冷凝器上設(shè)有泄壓放空閥門，油水分離器的下出料口向上連接液封管，液封管的高度小于冷凝水溢流管的高度，在液封管的頂部、油水分離器的頂部和冷凝器的泄壓放空閥門之間連接壓力平衡管線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的循環(huán)水蒸氣蒸餾裝置，其特征在于所述液位計(jì)為磁翻柱式液位計(jì)；連接在蒸餾釜與油水分離器之間的冷凝水溢流管一端通過水封彎管與油水分離器之間連接，另一端直接接入蒸餾釜的頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的循環(huán)水蒸氣蒸餾裝置，其特征在于所述的攪拌器為電動(dòng)攪拌器，在冷凝器與油水分離器的連接管上設(shè)有取樣口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及化工分離技術(shù)領(lǐng)域中的水蒸氣蒸餾裝置。包括蒸餾釜、冷凝器、油水分離器，以及連接在三者之間的管線、閥門，蒸餾釜上設(shè)有固體加料口、液體加料口和下出料口，油水分離器上設(shè)有液位計(jì)和下出料口，其特征在于蒸餾釜內(nèi)設(shè)置加熱盤管，蒸餾釜筒體上設(shè)加熱夾套，在蒸餾釜內(nèi)設(shè)攪拌器；在蒸餾釜與油水分離器之間連接冷凝水溢流管，在蒸餾釜和冷凝器上設(shè)有泄壓放空閥，油水分離器的下出料口向上連接液封管，液封管的高度小于冷凝水溢流管的高度，在液封管的頂部、油水分離器的頂部和冷凝器的泄壓放空閥之間連接壓力平衡管線。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了水和熱能循環(huán)使用，大量減少了廢水的排放和能源的消耗，有很大的環(huán)保意義。
文檔編號(hào)B01D3/38GK202724732SQ20122042085
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者司志華, 呂家鑫, 方東海, 孫海洋 申請(qǐng)人:山東東昌精細(xì)化工科技有限公司