专利名称：一种液体分布器及一种实验室用精馏装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液体分布器，还涉及一种精馏装置，特别涉及一种实验室用的精馏装置。
背景技术：
一般实验室蒸馏试验采用的精馏塔主要有以下两种一种是48刺蒸馏柱；另一种是小型不锈钢塔板式精馏柱或填料精馏柱。48刺蒸馏柱的结构是内壁为刺状结构的玻璃空心柱，它仅是依靠扩大内壁表面积而达到分离效果，理论塔板数一般仅3～4块，所以它的分离能力比较低，实际应用中馏分切割不精确，特别是在焦油蒸馏试验时，经常出现萘在酚油和洗油中含量较高以及萘纯度低现象，分析数据误差大，不能真实反映焦油品质。小型不锈钢塔板式精馏柱虽然有较高的理论塔板数，但存在操作较为复杂的缺点。如蒸馏釜与精馏柱需依靠法兰连接、铜制的蒸馏釜极易结焦、蒸馏后对铜釜清理难、对环境污染大以及分析时间长等。填料精馏柱虽然可以达到较高的分离效果，但是存在容易液泛，特别是处理类似焦油这样高沸点的原料，缺点特别明显。
实用新型内容本实用新型的第一方面目的在于提出一种液体分布器，以解决现有的实验室用精馏装置容易液泛和无法处理高沸点原料的问题。
一种液体分布器，该液体分布器包括 基体，所述基体由弹簧状不锈钢圈构成； 不锈钢网，所述不锈钢网固定设置在所述基体的上下两面。
现有的液体分布器采取喷淋孔，但由于实验室用的精馏柱比较细，很难采用现有的液体分布器。本实用新型的液体分布器采用的弹簧状不锈钢圈，既有液体通透能力，又有分布效果，基体上下两面的不锈钢网，既可以固定和支撑弹簧状不锈钢圈，又可以起到分散液体的效果。本实用新型的液体分布器用于实验室用的精馏柱，精馏柱内的回流液能够在每层的液体分布器重新分布，从而防止精馏柱内液体偏流，使气液两相充分接触，因此能够提高精馏柱的分离能力。
所述基体可以由数个弹簧状不锈钢圈组成，所述弹簧状不锈钢圈散堆并用金属丝固定。当然也可以用焊接固定，但是焊点过多会降低通透能力。
另一种方案是，所述基体可以由数个弹簧状不锈钢圈组成，其中每个弹簧状不锈钢圈盘绕成螺旋状，所述数个弹簧状不锈钢圈上下叠加并用金属丝固定。当然也可以用焊接固定，但是焊点过多会降低通透能力。
所述不锈钢圈通过金属丝或焊接固定设置在所述基体的上下两面。最佳的固定方式是用金属丝，因为焊接固定时，焊点过多会降低通透能力。
所述基体的高度为1～4cm；所述不锈钢网的大小与精馏柱内径一致，所述不锈钢网网孔大小为10～50目，网孔间距与网孔大小相同，厚度为0.05～0.3mm；所述弹簧状不锈钢圈的直径为1～5mm，粗细为0.02～0.1mm。不锈钢网网孔太大液体无法有效分布，太小由于表面张力的影响，液体将不能正常下流。基体的高度主要受到处理物料的影响，沸点越高，基体的高度就越高。
本实用新型的液体分布器的大小可以由使用单位自行加工，适合不同管径的精馏柱，无需再向厂家单独定制，具有方便实用的特点。
本实用新型的第二方面目的在于提出一种实验室用精馏装置，以解决现在的实验室用精馏装置分离能力低，因为容易液泛和使用温度低无法处理高沸点原料的技术问题。
一种实验室用精馏装置，包括加热系统、分离系统、冷却系统；所述分离系统包括精馏柱以及装在所述精馏柱中的散装填料；所述加热系统与所述精馏柱的底部开口连接，所述冷却系统与所述精馏柱的顶部开口连接；其特征在于所述分离系统还包括装在所述精馏柱中的数个液体分布器，所述液体分布器是前述的液体分布器。
现有技术中的填料的充填方式是将填料充入精馏柱中，这样精馏柱内填料的通透性差，精馏柱内阻力大，容易液泛，无法对高沸点油类进行蒸馏。而本实用新型中的实验室用精馏装置，因为设置了液体分布器，可以将分馏柱中的填料按照一定高度分层，使填料和液体分布器间隔式充填，这样可利用液体分布器的通透性减少精馏柱内填料的阻力，提高精馏柱的使用温度。
本实用新型的实验室用精馏装置，相邻液体分布器的间距为精馏柱内径的5～20倍。
该实验室用精馏装置的加热系统采用耐高温的玻璃圆底蒸馏烧瓶作为蒸馏釜，所述耐高温的玻璃圆底蒸馏烧瓶与所述精馏柱采用磨口连接。采用磨口连接，可以避免采用法兰连接产生的结焦问题。
本实用新型的实验室用精馏装置的冷却系统采用内回流，产品流出采用电磁阀控制。
图1是具体实施方式
所述的实验室用精馏装置的结构示意图。
图2是具体实施方式
所述的液体分布器的结构示意图。
图3是弹簧状不锈钢圈盘绕成的螺旋状的示意图。
图4是不锈钢网的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
参见图1。一种实验室用精馏装置主要包括加热系统1、分离系统2、冷却系统3和产品接受系统(图中未示出)。
加热系统1包括蒸馏釜11和再沸器12。本具体实施方式
采用耐高温的玻璃圆底蒸馏烧瓶作为蒸馏釜11。设置在耐高温的玻璃圆底蒸馏烧瓶中的再沸器12采用电加热。
分离系统2包括精馏柱21、散装填料22和液体分布器23。精馏柱21的下端开口与耐高温的玻璃圆底蒸馏烧瓶的瓶口磨口连接。散装填料22装在精馏柱21中。数个液体分布器23设置在精馏柱21中。液体分布器23在精馏柱21中的设置方式是水平放置，相邻的液体分布器23之间的间距为精馏柱内径的5～20倍。
又参见图2。液体分布器23主要由基体231和不锈钢网232组成。基体231由数个弹簧状不锈钢圈2311组成，其中每个弹簧状不锈钢圈2311盘绕成螺旋状(螺旋状参见图3)，数个弹簧状不锈钢圈2311上下叠加并用金属丝(图中未示出)固定。不锈钢网固定设置在基体的上下两面。基体的高度为1～4cm；又参见图4，不锈钢网的大小与精馏柱内径一致，不锈钢网网孔大小为10～50目，网孔间距与网孔大小相同，厚度为0.05～0.3mm；弹簧状不锈钢圈的直径为1～5mm，粗细为0.02～0.1mm。这种液体分布器的制造方法是，将弹簧状不锈钢圈盘绕成螺旋状，用金属丝固定好，使其保持螺旋状。再将数个盘绕成螺旋状的弹簧状不锈钢圈上下叠加，并用金属丝固定好，保持形态，构成基体。最后在基体的上下两面用不锈钢网夹紧，并用细金属丝固定，即制成本实用新型的液体分布器。
冷却系统3设置在精馏柱21的顶部，冷却系统3的入口与精馏柱21的顶部开口固定连接。冷却系统3采用内回流，产品流出采用电磁阀(图中未示出)控制。
产品接受系统与冷却系统的出口连接。用于接受产品。
原料加入蒸馏釜后经蒸馏塔再沸器汽化后，塔顶内回流冷却后，利用电磁阀控制塔顶产品速率，产品经冷却后进入收集器内。
本实用新型所述的液体分布器不仅限于用于图1所示的装置，亦可用于对48刺简单蒸馏柱的改装。
实施例1 作为对比，试验过程中采用了作为对比的实验室用精馏装置。本实用新型的实验室用精馏装置与作为对比的实验室用精馏装置相比，只是分离系统的精馏柱中增加了液体加分布器，此外两者的其余部分均相同。两者的填料层高度均为1.1m(本实用新型的实验室用精馏装置的填料层高度包括液体分布器高度)，直径为25mm，精馏柱内径为25mm。本实用新型的实验用精馏装置的液体分布器的相关参数如下不锈钢网网孔大小为30目，不锈钢网厚度0.1mm，网孔间距为30目，弹簧状不锈钢圈的直径为3mm，弹簧状不锈钢圈金属丝粗细为0.05mm，分布器高度2.5cm，每段填料层高度0.35m。
两者所用的填料均为上海化工研究院提供的不锈钢圈装填料。
对正庚烷和甲基环己烷按照1∶9的质量比配置成的混合溶剂进行分离，考察增加液体分布器后分离效果的变化，测定精馏柱的理论塔板数。理论塔板数的测定方法如下 1、对混合溶剂采用全回流操作，3小时后分析塔顶和塔釜组成； 2、通过以下计算公式计算理论塔板数 其中相对挥发度α＝1.075，Xn是塔顶轻组分浓度。指Xo是塔釜轻组分浓度，n为理论塔板数。
采用作为对比的实验室用精馏装置对混合溶剂进行分离，分离过程中塔顶压强为常压，塔顶温度在98.8～99℃之间，分离效果如下
采用本实用新型的实验用精馏装置对混合溶剂分离，分离过程中塔顶压强为常压，塔顶温度在98.8～99℃之间，分离效果如下
实施例2 本实施例中混合溶剂用四氯化碳和苯以1∶9的质量比配制而成。
作为对比的实验室用精馏装置的精馏柱采用48刺蒸馏柱，48刺蒸馏柱的高度为50cm，柱内径15mm。理论塔板数的测定方法(包括计算公式同实施例1，分离过程中塔顶压强为常压，塔顶温度在79.6～79.8℃之间，分离效果如下
向48刺蒸馏柱中装上填料(填料为上海化工研究院提供的不锈钢圈装填料)，分离过程中塔顶压强为常压，塔顶温度在78.7～79℃之间，分离效果如下
向48刺蒸馏柱中装上填料和液体分布器。填料为上海化工研究院提供的不锈钢圈装填料。液体分布器的相关参数如下不锈钢网网孔大小为30目，不锈钢网厚度0.1mm，网孔间距为30目，弹簧状不锈钢圈的直径为3mm，弹簧状不锈钢圈金属丝粗细为0.05mm，基体总高度约为2.0cm，分离过程中塔顶压强为常压，塔顶温度在78.7～79℃之间，分离效果如下
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.一种液体分布器，其特征在于，该液体分布器包括
基体，所述基体由弹簧状不锈钢圈构成；
不锈钢网，所述不锈钢网固定设置在所述基体的上下两面。
2.根据权利要求1所述的一种液体分布器，其特征在于所述基体由数个弹簧状不锈钢圈组成，所述弹簧状不锈钢圈散堆并用金属丝固定。
3.根据权利要求1所述的一种液体分布器，其特征在于所述基体由数个弹簧状不锈钢圈组成，其中每个弹簧状不锈钢圈盘绕成螺旋状，所述数个弹簧状不锈钢圈上下叠加并用金属丝固定。
4.根据权利要求1所述的一种液体分布器，其特征在于所述不锈钢圈通过金属丝或焊接固定设置在所述基体的上下两面。
5.根据权利要求1所述的一种液体分布器，其特征在于所述基体的高度为1～4cm；所述不锈钢网的大小与精馏柱内径一致，所述不锈钢网网孔大小为10～50目，网孔间距与网孔大小相同，厚度为0.05～0.3mm；所述弹簧状不锈钢圈的直径为1～5mm，粗细为0.02～0.1mm。
6.一种实验室用精馏装置，包括加热系统、分离系统、冷却系统；所述分离系统包括精馏柱以及装在所述精馏柱中的散装填料；所述加热系统与所述精馏柱的底部开口连接，所述冷却系统与所述精馏柱的顶部开口连接；其特征在于所述分离系统还包括装在所述精馏柱中的数个液体分布器，所述液体分布器是权利要求1所述的液体分布器。
7.根据权利要求6所述的一种实验室用精馏装置，其特征在于相邻液体分布器的间距为精馏柱内径的5～20倍。
8.根据权利要求6所述的一种实验室用精馏装置，其特征在于所述加热系统采用耐高温的玻璃圆底蒸馏烧瓶作为蒸馏釜，所述耐高温的玻璃圆底蒸馏烧瓶与所述精馏柱采用磨口连接。
9.根据权利要求6所述的一种实验室用精馏装置，其特征在于该实验室用精馏装置的冷却系统采用内回流，产品流出采用电磁阀控制。
专利摘要本实用新型涉及一种液体分布器，还涉及一种精馏装置，特别涉及一种实验室用的精馏装置。该液体分布器包括基体和不锈钢网；基体由弹簧状不锈钢圈构成；不锈钢网固定设置在基体的上下两面。一种实验室用精馏装置，这种实验室用精馏装置的分离系统包括装在精馏柱中的前述液体分布器。本实用新型解决了现在的实验室用精馏装置分离能力低，因为容易液泛和使用温度低而无法处理高沸点原料的技术问题。
文档编号B01L3/16GK201436066SQ20092007752
公开日2010年4月7日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者陈国敏, 韩仕兵, 汪旭, 袁康入, 彭云华 申请人:上海宝钢化工有限公司