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CN110665258A - 有机溶剂柱式脱水精制装置 - Google Patents

有机溶剂柱式脱水精制装置 Download PDF

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CN110665258A
CN110665258A CN201911146120.1A CN201911146120A CN110665258A CN 110665258 A CN110665258 A CN 110665258A CN 201911146120 A CN201911146120 A CN 201911146120A CN 110665258 A CN110665258 A CN 110665258A
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CN
China
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CN201911146120.1A
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张善志
陈华法
徐卡特
徐群策
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WENZHOU GUOSHIBANG POLYMER MATERIALS CO Ltd
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WENZHOU GUOSHIBANG POLYMER MATERIALS CO Ltd
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Abstract

本发明涉及一种有机溶剂柱式脱水精制装置，其特征是：包括至少两个填充塔、四个三向切换阀；填充塔为圆柱形结构的有机玻璃材料，内腔填充分子筛，每个填充塔外壁设有冷却夹套；第一填充塔出料口通过第一三向切换阀分别与冷凝器和溶液储槽连通，第二填充塔出料口通过第二三向切换阀分别与冷凝器和溶液储槽连通；第一填充塔进料口和第二填充塔进料口通过第三三向切换阀与离心泵出口连通，离心泵进口与初级蒸馏溶液储槽连通；第一填充塔进料口和第二填充塔进料口通过第四三向切换阀与加热装置连通。整个工艺过程中有机溶剂没有与空气或高温环境接触，具有分子筛再生效果好、生产效率高、安全生产性能好、生产成本低等优点。

Description

有机溶剂柱式脱水精制装置
技术领域
本发明涉及一种有机溶剂的脱水精制装置。本发明适用于大批量含水有机溶剂的工业化脱水精制工艺。
背景技术
在树脂水性化的过程中会产生大量有机溶剂，比如丙酮等极性溶剂。这些极性溶剂往往参与树脂预聚体合成的全部过程，在形成乳液后需要通过真空脱除出来，形成不含有机溶剂的水性产品。
目前，与水混溶的极性有机溶剂的脱水精制工艺装置一般采用分子筛填充的填料塔连接防爆烘箱和真空泵，来进行间歇式处理，以使有机溶剂去除水份；分子筛通过烘箱高温干燥以获得再生，或填料塔在真空状态下通入高温干燥空气进行分子筛在吸附后的再生活化。但是，这种间歇式的含水有机溶剂提纯方式的缺点是：分子筛再生效果较差，处理时间较长，生产效率低，处理后分子筛内部水份脱除不充分等问题，使其难以获得广泛的应用。而且分子筛再生过程中，存留的有机溶剂接触空气及高温环境，极容易引发火灾或爆炸事故，存在比较大的安全隐患。同时，现有工艺装置造价较高，维护费用较高，增加了产品的成本，也是这种处理方式难以在大部分树脂制造厂普及的重要原因。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺点，提供一种分子筛再生效果好、生产效率高、安全生产性能好、生产成本低的有机溶剂柱式脱水精制装置。
为实现以上目的，本发明提供一种有机溶剂柱式脱水精制装置，其特征是：包括至少两个填充塔、四个三向切换阀；填充塔为圆柱形结构的有机玻璃材料，内腔填充分子筛，每个填充塔外壁设有冷却夹套，上端设有塔顶盖，底部设置进料口；所述冷却夹套下端设置冷却水进口，上端设置冷却水出口，所述塔顶盖上设置出料口和筛板；第一填充塔出料口通过第一三向切换阀分别与冷凝器和溶液储槽连通，第二填充塔出料口通过第二三向切换阀分别与冷凝器和溶液储槽连通；第一填充塔进料口和第二填充塔进料口通过第三三向切换阀与离心泵出口连通，离心泵进口与初级蒸馏溶液储槽连通；第一填充塔进料口和第二填充塔进料口通过第四三向切换阀与加热装置连通。
在以上技术方案中，加热装置由箱式电阻炉和蒸汽锅炉组成，箱式电阻炉和蒸汽锅炉通过三通切换阀与空压泵进口连通，空压泵出口与第四三向切换阀进口连通，第四三向切换阀的两个出口分别与第一填充塔进料口和第二填充塔进料口。
在以上技术方案中，分子筛的型号为10x或13x，其空隙内径为9-10Å，填充率为500g/L。
本发明与现有技术相比的有益效果是：采用若干个填充分子筛的圆柱形填充塔并联组成，整个工艺过程中有机溶剂没有与空气或高温环境接触，具有分子筛再生效果好、生产效率高、安全生产性能好、生产成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、冷却水出口，2、塔顶盖，3、出料口，4、筛板，5、第一填充塔，6、第二填充塔，7、第一三向切换阀，8、第二三向切换阀，9、冷凝器，10、输出管，11、溶剂储槽，12、初级蒸馏溶液储槽，13、基座，14、进料口，15、冷却水进口，16、第四三向切换阀，17、第三三向切换阀，18、离心泵，19、空压泵，20、三通切换阀，21、箱式电阻炉，22、蒸汽锅炉。
具体实施方式
如图1所示的有机溶剂柱式脱水精制装置，其特征是：包括至少两个填充塔、四个三向切换阀；填充塔为圆柱形结构的有机玻璃材料，固定安装于基座13上，机玻璃呈透明状，可以方便观察物料处理的情况，内腔填充分子筛，每个填充塔外壁设有冷却夹套，上端设有塔顶盖2，底部设置进料口14；所述冷却夹套下端设置冷却水进口15，上端设置冷却水出口1，所述塔顶盖2上设置出料口3和筛板4，筛板4的孔径小于3mm；第一填充塔5的出料口3通过第一三向切换阀7分别与冷凝器9和溶液储槽11连通，第一三向切换阀7进口与第一填充塔5的出料口3连通，两个出口分别与冷凝器9和溶液储槽11连通，由控制系统控制第一三向切换阀7的进口与其中一个出口连通，将第一填充塔5的出料口3切换到与冷凝器9连通或与溶液储槽11连通；第二填充塔6的出料口通过第二三向切换阀8分别与冷凝器8和溶液储槽连通，第二三向切换阀8进口与第二填充塔6的出料口连通，两个出口分别与冷凝器9和溶液储槽11连通，由控制系统控制第二三向切换阀8的进口与其中一个出口连通，将第二填充塔6的出料口切换到与冷凝器9连通或与溶液储槽11连通；冷凝器9具有冷却和气液分离功能，将高温废气经冷凝器9冷却和气液分离后，废水经输出管10至废水处理池，废气经管道至废气处理塔；第一填充塔5的进料口14和第二填充塔6进料口通过第三三向切换阀17与离心泵18出口连通，离心泵18进口与初级蒸馏溶液储槽12连通，离心泵18将初级蒸馏溶液储槽12内的溶液介质通过第三三向切换阀17的切换输入第一填充塔5或第二填充塔6内，第三三向切换阀17的进口与离心泵18连通，两个出口分别与第一填充塔5的进料口14第二填充塔进料口连通，由控制系统控制第三三向切换阀17的进口与其中一个出口连通；第一填充塔5的进料口14和第二填充塔6进料口通过第四三向切换阀16与加热装置连通，第四三向切换阀16的进口与加热装置热源输出口连通，两个出口分别与第一填充塔5的进料口14第二填充塔6进料口连通，由控制系统控制第四三向切换阀16的进口与其中一个出口连通。
加热装置由箱式电阻炉21和蒸汽锅炉22组成，箱式电阻炉21和蒸汽锅炉22通过三通切换阀20与空压泵19进口连通，空压泵19出口与第四三向切换阀16进口连通，由控制系统控制三通切换阀20将空压泵19与箱式电阻炉21或蒸汽锅炉22的热源输出口连通。
分子筛的型号为10x或13x，其空隙内径为9-10Å，填充率为500g/L。有机溶剂通过填料塔，使分子筛充分吸附其中的水份和少量大分子溶剂等杂质。
第一填充塔5和14第二填充塔6组成并联结构，通过增加填充塔的数量，可以有效增加整套装置的处理能力。
其工作过程是：
第三三向切换阀17切换至第一填充塔5，第一三向切换阀7切换至溶液储槽11，第二填充塔6、第二三向切换阀8、第四三向切换阀16均处关闭状态，打开冷却水将冷却水从冷却水进口15输入，冷却水出口1流出；启动离心泵18将经过初级蒸馏的含水有机溶剂从初级蒸馏溶液储槽12输送至第一填充塔5，通过溢流流经分子筛吸附直至溶液储槽11，完成第一轮吸附。
然后，第三三向切换阀17切换至第二填充塔6，第二三向切换阀8切换至溶液储槽11，启动离心泵18将经过初级蒸馏的含水有机溶剂从初级蒸馏溶液储槽12输送至第二填充塔6，通过溢流流经分子筛吸附直至溶液储槽11，完成第二轮吸附。
在进行第二轮吸附的同时，第四三向切换阀16切换至第一填充塔5，第一三向切换阀7切换至冷凝器9，三通切换阀20切换至蒸汽锅炉22，进行第一填充塔5内腔分子筛的再生、活化过程。首先，启动蒸汽锅炉22，启动空压泵19将高温蒸汽输送至第一填充塔5，对塔内分子筛进行吹扫，大约1-2小时，高温蒸汽大约60-800C；然后三通切换阀20切换至箱式电阻炉21，启动箱式电阻炉21提供高温干燥的热空气，对第一填充塔5内腔的分子筛进行吹扫，这个过程2-3小时；然后使用冷却水对第一填充塔5进行冷却，完成了第一填充塔5的有机溶剂吸附、分子筛再生的全过程。
同样，当完成第二轮吸附后，将第四三向切换阀16切换至第二填充塔6，第二三向切换阀8切换至冷凝器9，三通切换阀20切换至蒸汽锅炉22，开始进行第二填充塔6内腔分子筛的再生、活化过程。同时，第一填充塔5又可以开始进行新一轮的吸附、再生过程，形成了循环交替工作。

Claims (3)

1.一种有机溶剂柱式脱水精制装置，其特征是：包括至少两个填充塔、四个三向切换阀；填充塔为圆柱形结构的有机玻璃材料制成，内腔填充分子筛，每个填充塔外壁设有冷却夹套，上端设有塔顶盖（2），底部设置进料口（14）；所述冷却夹套下端设置冷却水进口（15），上端设置冷却水出口（1），所述塔顶盖（2）上设置出料口（3）和筛板（4）；第一填充塔（5）的出料口（3）通过第一三向切换阀（7）分别与冷凝器（9）和溶液储槽（11）连通，第二填充塔（6）的出料口通过第二三向切换阀（8）分别与冷凝器（8）和溶液储槽（11）连通；第一填充塔（5）的进料口（14）和第二填充塔（6）进料口通过第三三向切换阀（17）与离心泵（18）出口连通，离心泵（18）进口与初级蒸馏溶液储槽（12）连通；第一填充塔（5）的进料口（14）和第二填充塔（6）进料口通过第四三向切换阀（16）与加热装置连通。
2.根据权利要求1所述的有机溶剂柱式脱水精制装置，其特征是：加热装置由箱式电阻炉（21）和蒸汽锅炉（22）组成，箱式电阻炉（21）和蒸汽锅炉（22）通过三通切换阀（20）与空压泵（19）进口连通，空压泵（19）出口与第四三向切换阀（16）进口连通。
3.根据权利要求1或2所述的有机溶剂柱式脱水精制装置，其特征是：分子筛的型号为10x或13x，其空隙内径为9-10Å，填充率为500g/L。
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