本實(shí)用新型涉及一種精細(xì)化工及超重力分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置。
背景技術(shù)：
在精細(xì)化工、生物制藥等領(lǐng)域均涉及到反應(yīng)和分離，一些熱敏性物料需要在低溫下反應(yīng)，從而避免熱敏性物質(zhì)因過(guò)熱而分解或聚合。反應(yīng)生成的副產(chǎn)物需要被及時(shí)分離，分離出副產(chǎn)物有利于反應(yīng)正向進(jìn)行加快反應(yīng)速率，同時(shí)對(duì)分離的副產(chǎn)物可以提純回收再利用。目前對(duì)于熱敏性物料反應(yīng)生成甲醇副產(chǎn)物的分離仍是用減壓的方式先分離出甲醇，收集后在精餾提純。
甲醇是一種重要的有機(jī)原料，對(duì)反應(yīng)過(guò)程生成的甲醇副產(chǎn)物進(jìn)行回收利用具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。工業(yè)上甲醇的分離提純常采用精餾的方式，精餾塔設(shè)備體積龐大、能耗高，需要建立專(zhuān)門(mén)的溶劑回收車(chē)間，而且不同溶劑回收提純時(shí)容易造成溶劑之間的交叉污染，如何降低能耗節(jié)約成本成為企業(yè)生成和提高競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。
超重力精餾是一項(xiàng)強(qiáng)化氣液傳質(zhì)傳熱來(lái)達(dá)到提高分離效率縮小設(shè)備體積的新技術(shù)。超重力精餾床設(shè)備體積小、能耗低、安裝維護(hù)方便可與反應(yīng)釜結(jié)合，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程甲醇的分離提純工藝，具有傳統(tǒng)反應(yīng)、分離提純工藝無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，解決現(xiàn)有反應(yīng)釜與精餾塔不能結(jié)合，無(wú)法實(shí)現(xiàn)一邊反應(yīng)一邊分離提純的難題。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，包括反應(yīng)釜、超重力床以及一級(jí)冷凝器，所述反應(yīng)釜的氣體出口與超重力床的氣體進(jìn)口連接，所述超重力床的氣體出口與一級(jí)冷凝器的氣體進(jìn)口連接，所述一級(jí)冷凝器的液體出口連接有緩沖罐，所述緩沖罐上連接有第一回流泵，所述第一回流泵的出口連接有輕組分儲(chǔ)罐，所述第一回流泵與反應(yīng)釜之間的管路上連接有減壓裝置。
進(jìn)一步設(shè)置為：所述第一回流泵與輕組分儲(chǔ)罐之間的管路上設(shè)有連通超重力床液體回流口的第一回流管道，所述第一回流管道上設(shè)有第一控制閥。
進(jìn)一步設(shè)置為：所述一級(jí)冷凝器的氣體出口連接有二級(jí)冷凝器，所述二冷凝器的液體出口與緩沖罐之間通過(guò)第二回流管道連接，所述第二回流管道上設(shè)有第二控制閥。
進(jìn)一步設(shè)置為：所述第一回流管道與輕組分儲(chǔ)罐之間的管路上設(shè)有第三控制閥，所述第三控制閥與輕組分儲(chǔ)罐之間設(shè)有采出流量計(jì)。
進(jìn)一步設(shè)置為：所述第一回流管道上設(shè)有回流流量計(jì)。
進(jìn)一步設(shè)置為：所述超重力床的液體出口連接有重組分儲(chǔ)罐。
進(jìn)一步設(shè)置為：所述減壓裝置包括真空緩沖罐以及真空泵，所述二冷凝器的氣體出口與真空緩沖罐的氣體進(jìn)口連接，所述真空緩沖罐的氣體進(jìn)口與真空泵連接。
進(jìn)一步設(shè)置為：所述一級(jí)冷凝器與二冷凝器采用列管式換熱器、螺旋纏繞管式換熱器或螺旋板式換熱器。
綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果：將反應(yīng)與精餾相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)減壓下熱敏性物料一邊反應(yīng)一邊分離提純，熱敏性物料反應(yīng)生成的甲醇通過(guò)減壓的方式將甲醇和水從反應(yīng)釜里分離出來(lái)，直接進(jìn)入超重力床進(jìn)行分離提純。不需要將反應(yīng)釜減壓蒸出的甲醇水收集起來(lái)，然后在輸送到精餾塔精餾。本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了能耗，節(jié)省了管理成本，具有較大的實(shí)施價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1、反應(yīng)釜；2、超重力床；3、一級(jí)冷凝器；4、緩沖罐；5、第一回流泵；6、輕組分儲(chǔ)罐；7、減壓裝置；71、真空緩沖罐；72、真空泵；8、第一回流管道；9、第一控制閥；10、二級(jí)冷凝器；11、第二回流管道；12、第二控制閥；13、第三控制閥；14、采出流量計(jì)；15、回流流量計(jì)；16、重組分儲(chǔ)罐。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
參考圖1，一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，包括反應(yīng)釜1、超重力床2、一級(jí)冷凝器3、二級(jí)冷凝器10、緩沖罐4、第一回流泵5、重組分儲(chǔ)罐16、輕組分儲(chǔ)罐6以及減壓裝置7；減壓裝置7包括真空緩沖罐71以及真空泵72。反應(yīng)釜1的氣體出口與超重力床2的氣體進(jìn)口通過(guò)管道連接，超重力床2的氣體出口與一級(jí)冷凝器3的氣體進(jìn)口通過(guò)管道連接，一冷凝器3的液體出口與緩沖罐4的液體進(jìn)口通過(guò)管道連接，一級(jí)冷凝器3的氣體出口與二級(jí)冷凝器10的氣體進(jìn)口通過(guò)管道連接，二級(jí)冷凝器10的氣體出口與真空緩沖罐71的氣體進(jìn)口連接，真空緩沖罐71的氣體進(jìn)口與真空泵72連接。
二級(jí)冷凝器10的液體出口與緩沖罐4的液體進(jìn)口通過(guò)第二回流管道11連接，第二回流管道11上固定安裝有第二控制閥12。緩沖罐4的液體出口與第一回流泵5的進(jìn)口通過(guò)管道連接，第一回流泵5的出口與輕組分儲(chǔ)罐6的進(jìn)口通過(guò)管道連接。連接第一回流泵5與輕組分儲(chǔ)罐6之間的管道通過(guò)第一回流管道8與超重力床2的液體回流口連接，第一回流管道8上固定安裝有第一控制閥9與回流流量計(jì)15。管道位于第一回流管道8與輕組分儲(chǔ)罐6之間的位置固定安裝有第三控制閥13與采出流量計(jì)14；超重力床2的液體出口與重組分儲(chǔ)罐16的進(jìn)口通過(guò)管道連接。一級(jí)冷凝器3采用列管式換熱器或螺旋板式換熱器；二級(jí)冷凝器10采用列管式換熱器、螺旋板式換熱器或螺旋纏繞管式換熱器。
本實(shí)施例將反應(yīng)釜1與超重力床2耦合減壓分離甲醇水的具體工藝實(shí)施步驟描述如下：
工藝1
反應(yīng)釜1中一批熱敏性物料反應(yīng)18h，反應(yīng)過(guò)程生成甲醇副產(chǎn)物，系統(tǒng)真空度控制在-60～-65kpa，反應(yīng)釜1溫度控制在70-75℃，從反應(yīng)釜1蒸出甲醇和水，每小時(shí)蒸發(fā)量300kg/h，隨著反應(yīng)的進(jìn)行甲醇含量從百分之20％降到5％。甲醇水蒸汽從反應(yīng)釜1進(jìn)入超重力床2，在超重力床2里面與回流的液體進(jìn)行充分接觸傳質(zhì)傳熱后，甲醇?xì)怏w從超重力床2頂部氣體出口進(jìn)入一級(jí)冷凝器3，冷凝后的液體流進(jìn)緩沖罐4，未冷凝的少量氣體進(jìn)入二級(jí)冷凝器10，經(jīng)二級(jí)冷凝器10的冷凝后液體流進(jìn)緩沖罐4，緩沖罐4內(nèi)液體通過(guò)第一回流泵5一部分回流進(jìn)超重力床2，一部分采出進(jìn)入輕組分儲(chǔ)罐6，回流進(jìn)超重力床2的液體與里面氣體充分接觸后，最后從超重力床2底部液體出口流進(jìn)重組分儲(chǔ)罐16?；亓鞅瓤刂圃?：8，超重力床2轉(zhuǎn)速為800rpm，超重力床2頂部氣體出口溫度控制在40-45℃。經(jīng)超重力床2分離提純后輕組分甲醇純度93.6％，重組分水殘2.4％。
工藝2
反應(yīng)釜1中一批物料反應(yīng)15h，反應(yīng)過(guò)程生成甲醇副產(chǎn)物，系統(tǒng)真空度控制在-85～-90kpa，反應(yīng)釜1溫度控制在45-50℃，從反應(yīng)釜1蒸出甲醇和水，每小時(shí)蒸發(fā)量200kg/h，隨著反應(yīng)的進(jìn)行甲醇含量從百分之15％降到5％。甲醇水蒸汽從反應(yīng)釜1進(jìn)入超重力床2，在超重力床2里面與回流的液體進(jìn)行充分接觸傳質(zhì)傳熱后，甲醇?xì)怏w從超重力床2頂部氣體出口進(jìn)入一級(jí)冷凝器3，冷凝后的液體流進(jìn)緩沖罐4，未冷凝的少量氣體進(jìn)入二級(jí)冷凝器10，經(jīng)二級(jí)冷凝器10的冷凝后液體流進(jìn)緩沖罐4，緩沖罐4內(nèi)液體通過(guò)第一回流泵5一部分回流進(jìn)超重力床2，一部分采出進(jìn)入輕組分儲(chǔ)罐6，回流進(jìn)超重力床2的液體與里面氣體充分接觸后，最后從超重力床2底部液體出口流進(jìn)重組分儲(chǔ)罐16?；亓鞅瓤刂圃?：10，超重力床2轉(zhuǎn)速為700rpm，超重力床2頂部氣體出口溫度控制在15-20℃。經(jīng)超重力床2分離提純后輕組分甲醇純度91.3％，重組分水殘1.8％。
本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋?zhuān)洳⒉皇菍?duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。
技術(shù)特征：
1.一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，其特征在于：包括反應(yīng)釜(1)、超重力床(2)以及一級(jí)冷凝器(3)，所述反應(yīng)釜(1)的氣體出口與超重力床(2)的氣體進(jìn)口連接，所述超重力床(2)的氣體出口與一級(jí)冷凝器(3)的氣體進(jìn)口連接，所述一級(jí)冷凝器(3)的液體出口連接有緩沖罐(4)，所述緩沖罐(4)上連接有第一回流泵(5)，所述第一回流泵(5)的出口連接有輕組分儲(chǔ)罐(6)，所述第一回流泵(5)與反應(yīng)釜(1)之間的管路上連接有減壓裝置(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，其特征在于：所述第一回流泵(5)與輕組分儲(chǔ)罐(6)之間的管路上設(shè)有連通超重力床(2)液體回流口的第一回流管道(8)，所述第一回流管道(8)上設(shè)有第一控制閥(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，其特征在于：所述一級(jí)冷凝器(3)的氣體出口連接有二級(jí)冷凝器(10)，所述二級(jí)冷凝器(10)的液體出口與緩沖罐(4)之間通過(guò)第二回流管道(11)連接，所述第二回流管道(11)上設(shè)有第二控制閥(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，其特征在于：所述第一回流管道(8)與輕組分儲(chǔ)罐(6)之間的管路上設(shè)有第三控制閥(13)，所述第三控制閥(13)與輕組分儲(chǔ)罐(6)之間設(shè)有采出流量計(jì)(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，其特征在于：所述第一回流管道(8)上設(shè)有回流流量計(jì)(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，其特征在于：所述超重力床(2)的液體出口連接有重組分儲(chǔ)罐(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，其特征在于：所述減壓裝置(7)包括真空緩沖罐(71)以及真空泵(72)，所述二冷凝器(10)的氣體出口與真空緩沖罐(71)的氣體進(jìn)口連接，所述真空緩沖罐(71)的氣體進(jìn)口與真空泵(72)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，其特征在于：所述一級(jí)冷凝器(3)與二冷凝器(10)采用列管式換熱器、螺旋纏繞管式換熱器或螺旋板式換熱器。
技術(shù)總結(jié)
本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置，包括反應(yīng)釜、超重力床以及一級(jí)冷凝器，所述反應(yīng)釜的氣體出口與超重力床的氣體進(jìn)口連接，所述超重力床的氣體出口與一級(jí)冷凝器的氣體進(jìn)口連接，所述一級(jí)冷凝器的液體出口連接有緩沖罐，所述緩沖罐上連接有第一回流泵，所述第一回流泵的出口連接有輕組分儲(chǔ)罐，所述第一回流泵與反應(yīng)釜之間的管路上連接有減壓裝置。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了能耗，節(jié)省了管理成本，具有較大的實(shí)施價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
