一種在線式有機溶劑脫水裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種在線式有機溶劑脫水裝置,屬于分離【技術領域】,包括通過管路依次相連的緩沖罐、滲透汽化膜分離裝置和產品罐,所述緩沖罐和滲透汽化膜分離裝置之間依次設置有料液泵和加熱器,所述滲透汽化膜分離裝置包括若干個膜組件,所述膜組件由膜管串聯或并聯組成,所述膜管為由陶瓷支撐體無機材料制成的滲透汽化膜。與現有技術相比,本實用新型有機溶劑脫水過程中無需添加第三組分,省去了第三組分的添加對環境造成的污染及第三組分的再處理費用,并提高了產品質量;相比傳統恒沸精餾、萃取精餾技術,降低能耗50%左右,提高收率可達99.5%以上,符合發展綠色經濟的時代需求。
【專利說明】一種在線式有機溶劑脫水裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于分離【技術領域】,尤其涉及一種在線式有機溶劑脫水裝置。
【背景技術】
[0002]隨著工業快速發展,各種有機溶劑得到廣泛使用,包括醇類、酯類、酮類、醚類、芳香族化合物等化學溶劑應用于能源、醫藥、生物等領域,在國民經濟中發揮著重要作用。有機溶劑脫水是有機溶劑生產和使用過程中一個重要環節。傳統分離采用方法主要有一般化學方法、吸附法、精餾法。大多數有機溶劑和水形成共沸物或近沸物,采用普通精餾技術難以將水脫除。傳統恒沸精餾、萃取精餾技術,不僅能耗高、工藝復雜、而且大量使用了有毒,有害的有機溶劑,給環境帶來了很大壓力。對于傳統的萃取、吸附分離技術,規模化生產過程中需要添加第三組分,會產生大量廢液、廢渣,對環境造成的威脅,能耗較高,資源利用率與脫水效率較低,不符合我國節能減排的基本政策,難以滿足發展綠色經濟的時代需求。
【發明內容】
[0003]本實用新型針對現有技術中的不足,提供了一種在線式有機溶劑脫水裝置,有機溶劑脫水過程中無需添加第三組分,省去了第三組分的添加對環境造成的污染及第三組分的再處理費用,并提高了產品質量;相比傳統恒沸精餾、萃取精餾技術,降低能耗50%左右,提高收率可達99.5%以上,符合發展綠色經濟的時代需求。
[0004]為了解決上述技術問題,本實用新型通過下述技術方案得以解決:一種在線式有機溶劑脫水裝置,包括通過管路依次相連的緩沖罐、滲透汽化膜分離裝置和產品罐,所述緩沖罐和滲透汽化膜分離裝置之間依次設置有料液泵和加熱器,所述滲透汽化膜分離裝置包括若干個膜組件,所述膜組件由膜管串聯或并聯組成,所述膜管是以陶瓷管作為支撐體并由無機材料或有機-無機復合材料制成的滲透汽化膜,所述滲透汽化膜涂覆在膜管一側,所述滲透汽化膜為無機膜或有機-無機復合膜。
[0005]為了獲得更好的技術效果,進一步的技術改進在于,在滲透汽化膜分離裝置上通過管道依次連接有冷凝器和真空泵,所述冷凝器上通過管道依次連接有儲存罐和料液泵。
[0006]為了獲得更好的技術效果,進一步的技術改進在于,所述緩沖罐和滲透汽化膜分離裝置之間的料液泵與所述緩沖罐通過管路相連接。
[0007]為了獲得更好的技術效果,進一步的技術改進在于,所述在線式有機溶劑脫水裝置通過DCS控制。
[0008]為了獲得更好的技術效果,進一步的技術改進在于,所述滲透汽化膜為無機膜、有機-無機復合膜等。
[0009]為了獲得更好的技術效果,進一步的技術改進在于,所述在線式有機溶劑脫水裝置處理的有機溶劑為醇類、酮類、醚類、酯類、四氫呋喃、乙腈或這些溶劑的混合物。
[0010]在線式有機溶劑脫水裝置的工作原理如下:將含水的有機溶劑原料液注入到一級緩沖罐,經過料液泵,并通過流量計控制進入一級加熱器,在一級加熱器中將原料液溫度升至一定溫度,送入一級滲透汽化膜分離裝置中,有機溶劑液體經過一級滲透汽化膜分離裝置時,因膜本身的親水特性及孔徑大小限制,相比于有機溶劑,水分子更容易透過膜,在滲透汽化膜器的滲透側使用真空泵抽至真空,導致滲透汽化膜分離裝置的截留側和滲透側形成壓差,給水分子透過膜管產生推動力,從而實現有機溶劑和水分離。當經過一級滲透汽化膜分離裝置很難將有機溶劑脫水至目標濃度時,需要再繼續進入下一級滲透汽化膜分離裝置內繼續脫水。在經過一級滲透汽化膜分離裝置后,由于部分水份滲透會帶走一部分熱量,可能導致有機溶劑液體的溫度降低,因此,需要在進入二級滲透汽化膜分離裝置前,需再經過二級加熱器加熱到一定溫度,以便提高脫水效果。根據脫水目標要求,可以依次類推增加多級滲透汽化膜分離裝置。經過滲透汽化膜分離裝置脫水后的產品溶劑使用冷凝器將其冷卻,即可送入產品罐。而在滲透汽化膜分離裝置滲透側,透過的水蒸氣和少量的有機溶劑需要在經過一個冷凝器,將其冷凝成液體收集起來,作為廢水處理或者再回收利用。根據有機溶劑液體處理量和滲透汽化膜分離裝置中的流量設計要求,在需要多級滲透汽化膜分離裝置處理時,可在經過一級滲透汽化膜分離裝置后一部分回流至原料液入口處,在緩沖罐中與新鮮原料液混合再進入一級滲透汽化膜分離裝置,可以達到滲透汽化膜分離裝置脫水工藝最優化設計,在最大化提高膜脫水效率及節省滲透汽化膜分離裝置的同時,實現有機溶劑在線式連續性脫水工藝。
[0011]本實用新型的有益效果是:1)工藝方面:相比傳統萃取、吸附分離技術,本實用新型在線式有機溶劑脫水裝置在有機溶劑脫水過程中無需添加第三組分,省去了第三組分的添加對環境造成的污染及第三組分的再處理費用,并提高了產品質量;相比傳統恒沸精餾、萃取精餾技術,降低能耗50%左右,提高收率可達99.5%以上。
[0012]2)裝置方面:整個滲透蒸發過程自動化程度高,操作簡單,運行穩定可靠,設備投資少,占地面積小。
[0013]3)應用方面:相比有機膜,選擇陶瓷支撐的無機或有機-無機復合滲透汽化膜適用于各種有機物的脫水,耐酸抗腐蝕性強,壽命長,可達3飛年,適宜工業化規模的推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0016]實施例1:參見圖1所示,本實用新型所述的一種在線式有機溶劑脫水裝置。
[0017]一種在線式有機溶劑脫水裝置,包括通過管路依次相連的緩沖罐1、滲透汽化膜分離裝置4和產品罐5,所述緩沖罐I和滲透汽化膜分離裝置4之間依次設置有料液泵2和加熱器3,所述滲透汽化膜分離裝置4包括若干個膜組件,所述膜組件由膜管串聯或并聯組成,所述膜管是以陶瓷管作為支撐體并由無機材料或有機-無機復合材料制成的滲透汽化膜,所述滲透汽化膜涂覆在膜管一側,所述滲透汽化膜為有機-無機復合膜。在滲透汽化膜分離裝置4上通過管道依次連接有冷凝器6和真空泵7,所述冷凝器6上通過管道依次連接有儲存罐8和料液泵2。所述緩沖罐I和滲透汽化膜分離裝置4之間的料液泵2與所述緩沖罐I通過管路相連接。
[0018]上述技術方案中,所述在線式有機溶劑脫水裝置通過DCS控制。
[0019]上述技術方案中,所述滲透汽化膜為陶瓷支撐無機膜,包括分子篩膜、雜化氧化硅膜等其他可涂覆在陶瓷支撐體上的滲透汽化膜。
[0020]上述技術方案中,所述在線式有機溶劑脫水裝置處理的有機溶劑為醇類、酮類、醚類、酯類、四氫呋喃、乙腈或這些有機溶劑的混合物。
[0021]下面是在工業中的具體應用:日處理5噸/天四氫呋喃、甲苯溶劑脫水。含水量為20 wt%,流量為208Kg/h的四氫呋喃(含量70%)、甲苯(含量10%)新鮮混合溶劑,從外管送至高位緩沖罐,經料液泵輸送及加熱器加熱,流向一級滲透汽化膜分離裝置,在真空20mbar、溫度為120°C下加熱滲透脫水至含水量約為2 %的溶劑。經一級滲透汽化膜分離裝置濃縮后的料液送入中間緩沖罐暫存,待到一定液位時,通過料液泵一部分回流(回流比為2)輸送至裝置前高位緩沖罐與新鮮溶劑混合至流量為549Kg/h,一部分送往二級滲透汽化膜分離裝置,在真空20mbar、溫度為120°C下加熱脫水至含水量為0.5%、流量為165.7Kg/h的產品溶齊U。產品溶劑經冷卻器冷卻至45°C以下排入成品溶劑罐。滲透蒸發的水蒸氣和少量有機溶劑經冷凝器冷凝至滲透液罐,滲透液質量流量為42.2KG/H,含水量98%,進入廢水處理系統處理。該滲透汽化膜裝置分離膜采用以陶瓷管作為支撐體并由無機材料或有機-無機復合材料制成的滲透汽化膜,共由16個膜組件混聯形式組合,膜面積為8.8平方米。
[0022]實施例2:參見圖1所示,本實用新型所述的一種在線式有機溶劑脫水裝置。
[0023]一種在線式有機溶劑脫水裝置,包括通過管路依次相連的緩沖罐1、滲透汽化膜分離裝置4和產品罐5,所述緩沖罐I和滲透汽化膜分離裝置4之間依次設置有料液泵2和加熱器3,所述滲透汽化膜分離裝置4包括若干個膜組件,所述膜組件由膜管串聯或并聯組成,所述膜管是以陶瓷管作為支撐體并由無機材料或有機-無機復合材料制成的滲透汽化膜,所述滲透汽化膜涂覆在膜管一側,所述滲透汽化膜為有機-無機復合膜。在滲透汽化膜分離裝置4上通過管道依次連接有冷凝器6和真空泵7,所述冷凝器6上通過管道依次連接有儲存罐8和料液泵2。所述緩沖罐I和滲透汽化膜分離裝置4之間的料液泵2與所述緩沖罐I通過管路相連接。
[0024]上述技術方案中,所述在線式有機溶劑脫水裝置通過DCS控制。
[0025]上述技術方案中,所述滲透汽化膜為陶瓷支撐無機膜,包括分子篩膜、雜化氧化硅膜等其他可涂覆在陶瓷支撐體上的滲透汽化膜。
[0026]上述技術方案中,所述在線式有機溶劑脫水裝置處理的有機溶劑為醇類、酮類、醚類、酯類、四氫呋喃、乙腈或這些有機溶劑的混合物。
[0027]下面是在工業中的具體應用:日處理量6噸/天丙酮溶劑脫水。含水量為8 wt%,流量為250Kg/h的丙酮水溶液,從外管送至高位緩沖罐,經料液泵輸送及加熱器加熱,流向一級滲透汽化膜分離裝置,在真空20mbar、溫度為120°C下加熱滲透脫水至含水量約為0.6%的溶劑。經一級滲透汽化膜分離裝置濃縮后的料液送入中間緩沖罐暫存,待到一定液位時,通過料液泵一部分回流(回流比為6)輸送至裝置前高位緩沖罐與新鮮溶劑混合至流量為1624.4Kg/h,一部分送往二級滲透汽化膜分離裝置,在真空20mbar、溫度為120°C下加熱脫水至含水量為0.5%、流量為229Kg/h的產品溶劑。產品溶劑經冷卻器冷卻至45°C以下排入成品溶劑罐。滲透蒸發的水蒸氣和少量有機溶劑經冷凝器冷凝至滲透液罐,滲透液質量流量為20.9KG/H,含水量95.1%,進入廢水處理系統處理。該滲透汽化膜裝置分離膜采用以陶瓷管作為支撐體并由無機材料或有機-無機復合材料制成的滲透汽化膜,共由16個膜組件混聯形式組合,膜面積為8.8平方米。
[0028]以上列舉的僅為本實用新型的具體實施例,顯然,本實用新型不限于以上的實施例。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形,均應屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種在線式有機溶劑脫水裝置,其特征在于:包括通過管路依次相連的緩沖罐(I)、滲透汽化膜分離裝置(4)和產品罐(5),所述緩沖罐(I)和滲透汽化膜分離裝置(4)之間依次設置有料液泵(2)和加熱器(3),所述滲透汽化膜分離裝置(4)包括若干個膜組件,所述膜組件由膜管串聯或并聯組成,所述膜管是以陶瓷管作為支撐體并由無機材料或有機-無機復合材料制成的滲透汽化膜,所述滲透汽化膜涂覆在膜管一側,所述滲透汽化膜為無機膜或有機-無機復合膜。
2.根據權利要求1所述的一種在線式有機溶劑脫水裝置,其特征在于:在滲透汽化膜分離裝置(4)上通過管道依次連接有冷凝器(6)和真空泵(7),所述冷凝器(6)上通過管道依次連接有儲存罐(8 )和料液泵(2 )。
3.根據權利要求1所述的一種在線式有機溶劑脫水裝置,其特征在于:所述緩沖罐(I)和滲透汽化膜分離裝置(4)之間的料液泵(2)與所述緩沖罐(I)通過管路相連接。
4.根據權利要求1所述的一種在線式有機溶劑脫水裝置,其特征在于:所述在線式有機溶劑脫水裝置通過DCS控制。
5.根據權利要求1所述的一種在線式有機溶劑脫水裝置,其特征在于:所述滲透汽化膜為陶瓷支撐無機膜,包括分子篩膜、雜化氧化硅膜等其他可涂覆在陶瓷支撐體上的滲透汽化膜。
6.根據權利要求1所述的一種在線式有機溶劑脫水裝置,其特征在于:所述在線式有機溶劑脫水裝置處理的有機溶劑為醇類、酮類、醚類、酯類、四氫呋喃、乙腈或這些有機溶劑的混合物。
【文檔編號】B01D61/36GK203829926SQ201420175036
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月12日 優先權日:2014年4月12日
【發明者】袁奕琳, 凌福康, 李玉芳 申請人:寧波信遠膜工業股份有限公司, 寧波信遠工業集團有限公司