本發(fā)明涉及醫(yī)藥化工領(lǐng)域，特別涉及一種可用于高水含量的醇類、醚類、乙腈、四氫呋喃等有機(jī)溶劑的脫水設(shè)備。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有乙醇脫水的常用設(shè)備是精餾塔，通過氣體與液體的大面積接觸來實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)和分離，因此設(shè)備龐大，且脫水效率和得到的成品純度均不高，為降低成品含水率，往往采用精餾塔與分子篩膜耦合的技術(shù)，分子篩膜是一種精度較高的分離設(shè)備，但能耗較高，分離成本較大。超重力床由一個(gè)或多個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成，氣液以逆向折流方式流經(jīng)轉(zhuǎn)子，進(jìn)行接觸傳質(zhì)，1.2米高的超重力床相當(dāng)于15米高的常用精餾塔，是對傳統(tǒng)的板式塔、填料塔的重大突破。中國專利zl011343214、zl200510049145.1等介紹了幾種超重力床的結(jié)構(gòu)，超重力床設(shè)備占地小，安裝施工和后期維護(hù)方便，用超重力床結(jié)合分子篩膜脫水系統(tǒng)做高水含量乙醇溶液脫水，可以有效降低設(shè)備的占地，設(shè)備投資和后期維護(hù)費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種占地面積小，維護(hù)簡單，能耗利用率高，脫水效率高的有機(jī)溶劑脫水設(shè)備。

本發(fā)明的技術(shù)方案可以通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

一種超重力床結(jié)合分子篩膜的有機(jī)溶劑脫水設(shè)備，包括依次管路連接的進(jìn)料泵、膜系統(tǒng)預(yù)熱器、超重力床、再沸器、回流冷凝器和分子篩膜脫水系統(tǒng)，所述超重力床設(shè)有液相物料入口、液相回流入口、液相物料出口、氣相物料入口和氣相物料出口，所述膜系統(tǒng)預(yù)熱器設(shè)有反向的液相物料預(yù)熱管路和氣相成品冷卻管路，所述液相物料預(yù)熱管路兩端分別連接進(jìn)料泵和超重力床液相物料入口，所述氣相成品冷卻管路兩端分別連接分子篩膜脫水系統(tǒng)的成品出口和成品管路入口，所述再沸器設(shè)有液相物料入口、氣相物料出口和排污口，所述超重力床的液相物料出口連接所述再沸器的液相物料入口，所述超重力床的氣相物料入口連接所述再沸器的氣相物料出口，所述膜系統(tǒng)預(yù)熱器預(yù)熱的液相物料經(jīng)液相物料入口進(jìn)入超重力床，自超重力床頂部下行，并從液相物料出口進(jìn)入再沸器，再沸器中將液相物料氣化后自氣相物料入口進(jìn)入超重力床，自超重力床底部上行，分離出的半成品自氣相物料出口排出。所述超重力床氣相物料出口出來的氣相物料經(jīng)過分流，一部分冷凝回流到超重力床的液相回流入口，另一部分進(jìn)入分子篩膜脫水系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述超重力床氣相物料出口出來的氣相物料一部分通過回流側(cè)流量調(diào)節(jié)閥連接回流管路，另一部分通過膜系統(tǒng)進(jìn)料調(diào)節(jié)閥連接分子篩膜脫水系統(tǒng)，所述超重力床的液相回流入口連接所述回流管路的出口。

優(yōu)選地，所述超重力床氣相物料出口連接回流管路,所述回流管路的出口連接有緩沖罐，所述緩沖罐內(nèi)冷凝的液相物料一部分通過回流側(cè)流量調(diào)節(jié)閥連接所述超重力床的液相回流入口，一部分通過計(jì)量泵連接所述分子篩膜脫水系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述回流管路包括串聯(lián)的回流預(yù)熱器和回流冷凝器，所述回流預(yù)熱器的兩端分別連接所述超重力床和回流冷凝器。

優(yōu)選地，所述回流預(yù)熱器設(shè)置有反向的回流物料冷凝管路和液相物料預(yù)熱管路，所述回流物料冷凝管路兩端分別連接超重力床的氣相物料出口和回流冷凝器的入口，所述液相物料預(yù)熱管路兩端分別連接進(jìn)料泵和膜系統(tǒng)預(yù)熱器液相物料預(yù)熱管路的入口端。所述進(jìn)料泵泵送的原料進(jìn)入回流預(yù)熱器的液相物料預(yù)熱管路進(jìn)行第一次預(yù)熱，然后進(jìn)入膜系統(tǒng)預(yù)熱器進(jìn)行第二次預(yù)熱，自氣相物料出口出來的半成品部分經(jīng)回流管路再次回到超重力床。所述超重力床出來的氣相物料在回流預(yù)熱器的回流物料冷凝管路中與液相物料預(yù)熱管路中的液相物料進(jìn)行換熱。

優(yōu)選地，所述氣相物料出口和液相回流入口設(shè)置于所述超重力床的頂部，所述液相物料出口設(shè)置于所述超重力床的底部，所述氣相物料入口的高度低于所述液相物料入口。

優(yōu)選地，所述再沸器的排污口連接有排污泵。

優(yōu)選地，所述超重力床的氣相物料出口依次設(shè)置有安全閥和背壓閥。

優(yōu)選地，所述超重力床的液相回流入口與回流管路出口之間連接有流量計(jì)和ph計(jì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

（1）采用超重力床與分子篩膜脫水系統(tǒng)耦合進(jìn)行脫水，減少了整體設(shè)備的占地面積和投資，安裝施工和后期維護(hù)方便，脫水效率高。

（2）超重力床中下行的液體原料經(jīng)再沸器氣化后再次進(jìn)入超重力床上行與后面進(jìn)入的液相原料接觸，完成水分分離、傳熱和傳質(zhì)，不引進(jìn)任何雜質(zhì)污染。

（3）膜系統(tǒng)預(yù)熱器利用成品蒸汽與液相物料進(jìn)行換熱，回流預(yù)熱器利用半成品蒸汽與液相物料進(jìn)行換熱，能夠有效降低能耗。

（4）半成品一部分回流，一部分進(jìn)入分子篩膜脫水系統(tǒng)，并可控制回流比。

（5）適用于多種不同有機(jī)溶劑體系，如：醇類、醚類、乙腈、四氫呋喃等有機(jī)溶劑的脫水。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。

圖1是本發(fā)明一種超重力床結(jié)合分子篩膜的有機(jī)溶劑脫水設(shè)備實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種超重力床結(jié)合分子篩膜的有機(jī)溶劑脫水設(shè)備實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的附圖標(biāo)注為：

001，進(jìn)料泵；002，膜系統(tǒng)預(yù)熱器；003，超重力床；004，再沸器；005，分子篩膜脫水系統(tǒng)；006，回流側(cè)流量調(diào)節(jié)閥；007，膜系統(tǒng)進(jìn)料調(diào)節(jié)閥；008，回流預(yù)熱器；009，回流冷凝器；010，排污泵010；，安全閥；012，背壓閥；013，流量計(jì)；014，ph計(jì)；015，截留側(cè)；016，滲透側(cè)；017，緩沖罐；018，計(jì)量泵。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更加容易理解，下面將進(jìn)一步闡述本發(fā)明的具體實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種超重力床003結(jié)合分子篩膜的有機(jī)溶劑脫水設(shè)備，包括依次管路連接的進(jìn)料泵001、回流預(yù)熱器008、膜系統(tǒng)預(yù)熱器002、超重力床003、再沸器004和分子篩膜脫水系統(tǒng)005，所述超重力床003設(shè)有液相物料入口、液相回流入口、液相物料出口、氣相物料入口和氣相物料出口，所述膜系統(tǒng)預(yù)熱器002設(shè)有反向的液相物料預(yù)熱管路和氣相成品冷卻管路，所述液相物料預(yù)熱管路兩端分別連接進(jìn)料泵001和超重力床的液相物料入口，所述氣相成品冷卻管路兩端分別連接分子篩膜脫水系統(tǒng)005的成品出口和成品管路入口，成品進(jìn)入成品管路后先經(jīng)過冷凝，然后以液相形態(tài)存儲(chǔ)于成品罐中。所述再沸器004設(shè)有液相物料入口、氣相物料出口和排污口，所述超重力床003的液相物料出口連接所述再沸器004的液相物料入口，所述超重力床003的氣相物料入口連接所述再沸器004的氣相物料出口，上述的連接均為管道連接。

所述超重力床003的氣相物料出口通過回流側(cè)流量調(diào)節(jié)閥006和膜系統(tǒng)進(jìn)料調(diào)節(jié)閥007分別連接回流管路和分子篩膜脫水系統(tǒng)005，所述超重力床003的液相回流入口連接所述回流管路的出口，上述的連接均為管道連接。

所述回流管路包括串聯(lián)的回流預(yù)熱器008和回流冷凝器009，所述回流預(yù)熱器008的兩端分別連接所述回流側(cè)流量調(diào)節(jié)閥006和回流冷凝器009，所述回流冷凝器009的出口端連接所述超重力床003的液相回流入口，上述的連接均為管道連接。

所述回流預(yù)熱器008設(shè)置有回流物料冷凝管路和液相物料預(yù)熱管路，所述回流物料冷凝管路兩端分別連接回流側(cè)流量調(diào)節(jié)閥006和回流冷凝器009，所述液相物料預(yù)熱管路兩端分別連接進(jìn)料泵001和膜系統(tǒng)預(yù)熱器002液相物料預(yù)熱管路的入口端。進(jìn)料泵001泵送的原料母液可經(jīng)由回流預(yù)熱器008和膜系統(tǒng)預(yù)熱器002進(jìn)行兩次預(yù)熱，也可僅通過膜系統(tǒng)預(yù)熱器002做一次預(yù)熱。

所述氣相物料出口和液相回流入口設(shè)置于所述超重力床003的頂部，所述液相物料出口設(shè)置于所述超重力床003的底部，所述氣相物料入口的高度低于所述液相物料入口。

所述再沸器004可臥式安裝，也可以立式安裝，底部設(shè)置有排污口，所述排污口連接有排污泵010。

所述超重力床003的氣相物料出口依次設(shè)置有安全閥011和背壓閥012，所述背壓閥012連接所述回流側(cè)流量調(diào)節(jié)閥006和膜系統(tǒng)進(jìn)料調(diào)節(jié)閥007，背壓閥012確保超重力床003內(nèi)壓力穩(wěn)定，安全閥011防止意外高壓造成的人員及設(shè)備傷害，回流側(cè)流量調(diào)節(jié)閥006和膜系統(tǒng)進(jìn)料調(diào)節(jié)閥007可用于控制回流比。

所述超重力床003的液相回流入口與回流管路出口之間連接有流量計(jì)013和ph計(jì)014，流量計(jì)013監(jiān)控回流的液態(tài)流量，ph計(jì)014可檢測超重力床003出口物料的品質(zhì)，如不符合進(jìn)入分子篩膜脫水系統(tǒng)005的要求，則可關(guān)閉膜系統(tǒng)進(jìn)料調(diào)節(jié)閥007。

所述分子篩膜脫水系統(tǒng)005包括截留側(cè)015和滲透側(cè)016。利用該設(shè)備做乙醇脫水的原理如下：含水約25%的乙醇液體原料經(jīng)y型過濾器，再經(jīng)進(jìn)料泵001進(jìn)入回流預(yù)熱器008初步預(yù)熱，再進(jìn)入膜系統(tǒng)預(yù)熱器002再次預(yù)熱后進(jìn)入超重力床003，并下行至再沸器004，經(jīng)過再沸器004氣化的原料蒸汽在超重力床003中上行，液相原料和分離的水份下行，同時(shí)完成水分分離，傳熱和傳質(zhì)，從超重力床003出口得到含水﹤15%的半成品原料，再沸器004底部濃縮的水經(jīng)過排污泵010定量排出；從超重力床003排出的半成品一部分進(jìn)入回流管路，在回流預(yù)熱器008的回流物料冷凝管路中與液相物料預(yù)熱管路中的液相物料完成一次熱交換，再進(jìn)入回流冷凝器009進(jìn)一步冷凝回流，其他直接進(jìn)入分子篩膜脫水系統(tǒng)005，分子篩膜脫水系統(tǒng)005截留側(cè)015得到水含量﹤1%的乙醇產(chǎn)品，滲透側(cè)016得到含有少量有機(jī)物的廢水。分子篩膜脫水系統(tǒng)005中得到的成品溫度較高，需要進(jìn)行冷卻才能儲(chǔ)存，在膜系統(tǒng)預(yù)熱器002中設(shè)置氣相成品冷卻管路，與需要進(jìn)行預(yù)熱的液相物料進(jìn)行熱交換，有效降低了能量的消耗，提高能量利用率。

該設(shè)備還適用于多種不同有機(jī)溶劑體系，如：醇類、醚類、乙腈、四氫呋喃等有機(jī)溶劑的脫水。

實(shí)施例2

所述超重力床003氣相物料出口連接回流管路,所述回流管路包括串聯(lián)的回流預(yù)熱器008和回流冷凝器009，所述回流預(yù)熱器008的兩端分別連接所述超重力床003的氣相物料出口和回流冷凝器009的入口，所述回流冷凝器009的出口端連接有緩沖罐017，所述緩沖罐017內(nèi)冷凝的液相物料一部分通過回流側(cè)流量調(diào)節(jié)閥006連接所述超重力床003的液相回流入口，一部分通過計(jì)量泵018連接所述分子篩膜脫水系統(tǒng)005。

最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。