一種實現ptmg生產中催化劑分離的專用萃取設備的製作方法

2023-10-22 07:58:22

一種實現ptmg生產中催化劑分離的專用萃取設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種化工生產中使用的連續萃取設備，尤其是涉及一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備。其主要是解決現有技術所存在的轉盤萃取塔在進行工業放大時，由於軸向返混而使絕大部分的塔高用於補償軸向返混帶來的傳質推動力的降低等的技術問題。本發明包括筒體，筒體上設有防爆電機，防爆電機連接有轉軸，轉軸伸入到筒體內，筒體從上到下依次分為上分離段筒體、混合段筒體、下分離段筒體，上分離段筒體設在重液進口之上，下分離段筒體設在清液進口之下，轉軸上連接有多個轉盤，每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環，固定環的外邊緣與混合段筒體的內壁連接；所述轉盤上設有2-5個葉片，葉片焊接於轉盤之上，一端與轉軸相切焊接。
【專利說明】一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種化工生產中使用的連續萃取設備，尤其是涉及一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備。
【背景技術】
[0002]萃取塔的萃取過程是利用在兩個不相混溶的液相中各種組分(包括目的產物)溶解度不同。從而達到分離的目的。它是分離液體混合物常用的單元操作，在發酵和生物上的應用相當廣泛，它不僅可以提取和增濃產物，還可以除掉部分其他類似物質，使產物獲得初步純化。
[0003]萃取塔主要用於液一液、液一固、固-液-液傳質系統。化工類:磺胺類藥以及其他藥物的生產過程；從發酵液中提取抗生素；從發酵液中提取色素；脫出廢水中的酚類；中藥類:用有機溶劑從藥用植物中提取生物鹼；用有機溶劑從銀杏中萃取黃酮；用於多種中藥化學成分的萃取，如多糖類、蛋白質酚類、皂甙類、黃酮類、生物鹼類、留體類。食品類:用於奶蛋白、曲拉粉、蜂王漿、食品添加劑、香料香精等萃取工藝；色素類:用於天然色素的純化分離如番茄紅(黃)素、枸杞子紅(黃)素、桅子紅(黃)色素、菊花黃素、蒙花素、辣椒紅素
坐寸ο
[0004]大型轉盤萃取塔是一種重要的化工傳質設備，它在化工石油和環境保護等領域有著廣泛的應用。轉盤萃取塔具有結構簡單，處理量大，投資小等優點。因此，自從其問世以來，一直在醫藥、精細石油化學工業中得到了廣泛的應用。影響轉盤萃取塔傳質的主要因索是分散相存留分數和軸向返混。轉盤萃取塔在進行工業放大時，由於軸向返混而使絕大部分的塔高用於補償軸向返混帶來的傳質推動力的降低。在萃取塔中連續相內的軸向返混被認為是由以下幾種因索中的一個或幾個而引起的:1.由於流體和流體攪拌而引起的渦流擴散；2.徑向速度分布；3.分散相液滴尾流內連續相等的火帶；4.分散相液滴流動引起的渦流。但具體造成返混的因索、來源、影響程度以及影響區域研究的還很不充分。
[0005]Bart等人則對轉盤萃取塔內單相和兩相流體流動規律進行了深入的研究。他們指出，充分的徑向流動量傳遞是保證傳質過程中設備體積的有效利用的充分條件。如果設備的幾何結構不能保證這種徑向的動量傳遞，增加轉盤塔的轉速也不可能達到充分的傳質和分離要求，特別是對大塔徑的轉盤塔。在層流邊界層流動情況下，轉盤的徑向動量傳遞是通過從轉盤邊緣向外釋放自由液體射流來實現的。

【發明內容】

[0006]本發明需要是提供一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，其主要是解決現有技術所存在的轉盤萃取塔在進行工業放大時，由於軸向返混而使絕大部分的塔高用於補償軸向返混帶來的傳質推動力的降低等的技術問題。
[0007]本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:
本發明的一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，包括筒體，所述的筒體上設有防爆電機，防爆電機連接有轉軸，轉軸伸入到筒體內，筒體從上到下依次分為上分離段筒體、混合段筒體、下分離段筒體，上分離段筒體設在重液進口之上，下分離段筒體設在清液進口之下，轉軸上連接有多個轉盤，每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環，固定環的外邊緣與混合段筒體的內壁連接；所述轉盤上設有2-5個葉片，葉片焊接於轉盤之上，一端與轉軸相切焊接。
[0008]PTMG即聚四亞甲基醚二醇。固定環為中心開孔的平板，固定環將混合段筒體分成一系列萃取室。萃取室中心有一轉盤，轉盤的直徑略小於固定環的開孔直徑，一系列的轉盤平行的安裝在轉軸上，這樣，轉盤和轉軸可以方便的裝入塔內。中間兩副法蘭之間是混合段筒體，液-液傳質過程主要在這裡完成。中間上法蘭至頂板部分為上分離段筒體，用于澄清輕液；中間下法蘭至底法蘭部分為下分離段筒體，用于澄清重液。在混合段上方和下方裝有大孔篩板，重相從篩板下方進入塔內，輕相則從篩板上方進入塔內，篩板的作用是減少液體的攪動，以增強澄清段的分相效果。
[0009]轉盤萃取設備的進一步說明:動力機構在筒體外，轉軸設在筒體內並與動力機構傳動連接，動力機構為帶減速機的多級變速電機，設置於上分離段筒體的頂部。轉軸的軸向垂直地面；轉盤有多個，均勻分布於上下段分離筒體之間，相鄰轉盤之間有固定環，固定環外壁焊接於塔體的內壁。各個轉盤沿轉軸的軸向依次連接在轉軸上，且間隔分布。轉盤的正面設有2-5個葉片，葉片焊接於轉盤之上，且葉片的一段與轉軸相切焊接，且各個葉片關於轉軸成軸對稱。
[0010]固定環的內邊緣設有垂直於固定環的擋板，構成虛擬的澄清區。整個萃取區山轉盤和渦輪葉片以及固定環的擋板分成多個混合區和澄清區。它具有傳統轉盤萃取塔原有分散作用，同時又有分開的澄清區，這樣就以反覆進行凝聚再分散，以減少了軸向的混合，提高了萃取效率。
[0011]萃取設備的萃取過程是利用咋兩個不相混溶的液相中各種組分(包括目的產物)溶解度不同，從而達到分離的目的。由動力機構帶動轉軸旋轉，由轉軸帶動固設在轉軸上的轉盤和渦輪葉片旋轉，從而使連續相和分散相即輕相與重相一起轉動，液流中產生了高的速度梯度和剪切應力，剪切應力一方面使連續相產生強烈的旋渦，另一方面又使分散相破裂成許多微小的液滴，從而增大了分散相的傳質係數即接觸界面，使其在固定環之間發生質量交換，達到分離的目的。
[0012]作為優選，所述的上分離段筒體、下分離段筒體上設置有視鏡，用於觀察筒體內液體的情況。
[0013]作為優選，所述的上分離段筒體上設有清液出口，下分離段筒體上設有重質排放□。
[0014]作為優選，所述的筒體的徑高比為1:8?10。
[0015]作為優選，所述的筒體外部設置了不鏽鋼加熱夾套，用於控制萃取溫度。
[0016]作為優選，所述的筒體上下兩端分別設有頂板、底板，底板與頂板之間連接有支柱，支柱上設有筋板，防爆電機固定在頂板上。
[0017]作為優選，所述的上分離段筒體、混合段筒體、下分離段筒體之間通過法蘭連接在一起。
[0018]作為優選，所述的清液進口通過管道連接轉子流量計、物料輸送泵、物料桶。[0019]作為優選，所述的清液出口、排放口分別通過管道連接有轉子流量計、料液桶。
[0020]因此，本發明在相鄰轉盤之間設有固定環，並在轉盤的正面焊接葉片，使得由轉盤離心力而向塔壁方向流動的液體被甩向塔壁，再返回，保證了由轉盤邊緣上的渦流產生的湍流狀態下的徑向動量傳遞，能夠有效控制轉盤筒體內的級間返混，有利於筒體內兩相間的傳質。筒體內由於被固定環分隔成各個區間，轉盤和渦輪葉片轉動而引起的旋渦能大體上被局限在各個區間，從而減少軸向返混，提高了轉盤萃取塔的傳質效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖1是本發明的一種結構示意圖；
附圖2是本發明實施例的一種流程示意圖。
[0022]圖中零部件、部位及編號:防爆電機1、轉軸2、上分離段筒體3、混合段筒體4、下分離段筒體5、重液進口 6、清液進口 7、轉盤8、固定環9、視鏡10、清液出口 11、物料輸送泵12、重質排放口 13、頂板14、底板15、支柱16、筋板17、法蘭18、轉子流量計19、物料桶20、料液桶21。
【具體實施方式】
[0023]下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
[0024]實施例:本例的一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，如圖1，包括筒體，筒體的徑高比為1:8，筒體外部設置了不鏽鋼加熱夾套。筒體上設有防爆電機1，防爆電機連接有轉軸2，轉軸伸入到筒體內，筒體上下兩端分別設有頂板14、底板15，底板與頂板之間連接有支柱16，支柱上設有筋板17，防爆電機固定在頂板上。筒體從上到下依次分為上分離段筒體3、混合段筒體4、下分離段筒體5，上分離段筒體、混合段筒體、下分離段筒體之間通過法蘭18連接在一起。上分離段筒體3、下分離段筒體5上設置有視鏡10。上分離段筒體設在重液進口 6之上，下分離段筒體設在清液進口 7之下，轉軸上連接有多個轉盤8，每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環9，固定環的外邊緣與混合段筒體的內壁連接；轉盤上設有2-5個葉片，葉片焊接於轉盤之上，一端與轉軸相切焊接。上分離段筒體上設有清液出口 11，下分離段筒體上設有重質排放口 13。清液進口通過管道連接轉子流量計19、物料輸送泵12、物料桶20。清液出口、排放口分別通過管道連接有轉子流量計19、料液桶21。
[0025]下面以使用本發明來萃取四氫呋喃聚合反應產物中雜多酸為例來更進一步闡述本發明的應用。
[0026]四氫呋喃開環聚合是生產聚四亞甲基醚二醇的基本聚合反應，雜多酸是聚合反應所需要的催化劑。當聚合反應完成後，聚合產物中含有大約1%左右的催化劑殘留，75%左右的未反應的四氫呋喃和24%左右的聚四亞甲基醚二醇，催化劑就需要通過萃取除去。雜多酸催化劑密度高，粘度大，萃取完成後的催化劑會沉降到塔底。
[0027]如圖2，本例中使用正戊烷作為萃取劑，正戊烷和聚合反應產物在物料桶20中初步混合，在通過物料輸送泵22、轉子流量計19經清液進口 7進入混合段筒體4 ;打開防爆電機1，調整轉速，從視鏡10可以觀察塔體內物料的情況。正戊烷和反應產物萃取反應完成後，正戊烷和四氫呋喃、聚四亞甲基醚二醇形成均勻的混合清液，雜多酸催化劑不溶於上述混合液體，沉降在下分離段筒體5底部，通過重液出口 12排放後返回反應釜循環利用。萃取清液經過清液出口 11排除輸送到下面的處理工序，重液進口 6接通氮氣，用於停車時清空塔體物料。
[0028]在傳統的萃取方式下，出口物料的雜多酸催化劑含量在500ppm左右，在採用以上轉盤萃取塔後，出口催化劑含量大約在50ppm,相當於舊工藝的十分之一。
[0029]以上所述僅為本發明的具體實施例，但本發明的結構特徵並不局限於此，任何本領域的技術人員在本發明的領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發明的專利範圍之中。
【權利要求】
1.一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，包括筒體，其特徵在於所述的筒體上設有防爆電機(1)，防爆電機連接有轉軸(2)，轉軸伸入到筒體內，筒體從上到下依次分為上分離段筒體(3)、混合段筒體(4)、下分離段筒體(5)，上分離段筒體設在重液進口(6 )之上，下分離段筒體設在清液進口( 7 )之下，轉軸上連接有多個轉盤(8 )，每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環(9)，固定環的外邊緣與混合段筒體的內壁連接；所述轉盤上設有2-5個葉片，葉片焊接於轉盤之上，一端與轉軸相切焊接。
2.根據權利要求1所述的一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，其特徵在於所述的上分離段筒體(3 )、下分離段筒體(5 )上設置有視鏡(10 )。
3.根據權利要求1或2所述的一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，其特徵在於所述的上分離段筒體(3)上設有清液出口(11)，下分離段筒體(5)上設有重質排放口(13)。
4.根據權利要求1或2所述的一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，其特徵在於所述的筒體的徑高比為1:8?10。
5.根據權利要求1或2所述的一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，其特徵在於所述的筒體外部設置了不鏽鋼加熱夾套。
6.根據權利要求1或2所述的一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，其特徵在於所述的筒體上下兩端分別設有頂板(14)、底板(15)，底板與頂板之間連接有支柱(16),支柱上設有筋板(17)，防爆電機(I)固定在頂板上。
7.根據權利要求1或2所述的一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，其特徵在於所述的上分離段筒體(3)、混合段筒體(4)、下分離段筒體(5)之間通過法蘭(18)連接在一起。
8.根據權利要求1或2所述的一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，其特徵在於所述的清液進口(7)通過管道連接轉子流量計(19)、物料輸送泵(12)、物料桶(20)。
9.根據權利要求3所述的一種實現PTMG生產中催化劑分離的專用萃取設備，其特徵在於所述的清液出口(11)、排放口(13)分別通過管道連接有轉子流量計(19)、料液桶(21)。
【文檔編號】B01D11/02GK103801108SQ201310652079
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月9日 優先權日:2013年12月9日
【發明者】易傑, 張興臣, 靳凱 申請人:杭州三隆新材料有限公司