一种实现ptmg生产中催化剂分离的专用萃取设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种化工生产中使用的连续萃取设备，尤其是涉及一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备。其主要是解决现有技术所存在的转盘萃取塔在进行工业放大时，由于轴向返混而使绝大部分的塔高用于补偿轴向返混带来的传质推动力的降低等的技术问题。本实用新型包括筒体，筒体上设有防爆电机，防爆电机连接有转轴，转轴伸入到筒体内，筒体从上到下依次分为上分离段筒体、混合段筒体、下分离段筒体，上分离段筒体设在重液进口之上，下分离段筒体设在清液进口之下，转轴上连接有多个转盘，每两个上下相邻的转盘之间设有固定环，固定环的外边缘与混合段筒体的内壁连接；所述转盘上设有2-5个叶片，叶片焊接于转盘之上，一端与转轴相切焊接。
【专利说明】一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种化工生产中使用的连续萃取设备，尤其是涉及一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备。
【背景技术】
[0002]萃取塔的萃取过程是利用在两个不相混溶的液相中各种组分(包括目的产物)溶解度不同。从而达到分离的目的。它是分离液体混合物常用的单元操作，在发酵和生物上的应用相当广泛，它不仅可以提取和增浓产物，还可以除掉部分其他类似物质，使产物获得初步纯化。
[0003]萃取塔主要用于液一液、液一固、固-液-液传质系统。化工类:磺胺类药以及其他药物的生产过程；从发酵液中提取抗生素；从发酵液中提取色素；脱出废水中的酚类；中药类:用有机溶剂从药用植物中提取生物碱；用有机溶剂从银杏中萃取黄酮；用于多种中药化学成分的萃取，如多糖类、蛋白质酚类、皂甙类、黄酮类、生物碱类、留体类。食品类:用于奶蛋白、曲拉粉、蜂王浆、食品添加剂、香料香精等萃取工艺；色素类:用于天然色素的纯化分离如番茄红(黄)素、枸杞子红(黄)素、桅子红(黄)色素、菊花黄素、蒙花素、辣椒红素
坐寸ο
[0004]大型转盘萃取塔是一种重要的化工传质设备，它在化工石油和环境保护等领域有着广泛的应用。转盘萃取塔具有结构简单，处理量大，投资小等优点。因此，自从其问世以来，一直在医药、精细石油化学工业中得到了广泛的应用。影响转盘萃取塔传质的主要因索是分散相存留分数和轴向返混。转盘萃取塔在进行工业放大时，由于轴向返混而使绝大部分的塔高用于补偿轴向返混带来的传质推动力的降低。在萃取塔中连续相内的轴向返混被认为是由以下几种因索中的一个或几个而引起的:1.由于流体和流体搅拌而引起的涡流扩散；2.径向速度分布；3.分散相液滴尾流内连续相等的火带；4.分散相液滴流动引起的涡流。但具体造成返混的因索、来源、影响程度以及影响区域研究的还很不充分。
[0005]Bart等人则对转盘萃取塔内单相和两相流体流动规律进行了深入的研究。他们指出，充分的径向流动量传递是保证传质过程中设备体积的有效利用的充分条件。如果设备的几何结构不能保证这种径向的动量传递，增加转盘塔的转速也不可能达到充分的传质和分离要求，特别是对大塔径的转盘塔。在层流边界层流动情况下，转盘的径向动量传递是通过从转盘边缘向外释放自由液体射流来实现的。
实用新型内容
[0006]本实用新型需要是提供一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，其主要是解决现有技术所存在的转盘萃取塔在进行工业放大时，由于轴向返混而使绝大部分的塔高用于补偿轴向返混带来的传质推动力的降低等的技术问题。
[0007]本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
[0008]本实用新型的一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，包括筒体，所述的筒体上设有防爆电机，防爆电机连接有转轴，转轴伸入到筒体内，筒体从上到下依次分为上分离段筒体、混合段筒体、下分离段筒体，上分离段筒体设在重液进口之上，下分离段筒体设在清液进口之下，转轴上连接有多个转盘，每两个上下相邻的转盘之间设有固定环，固定环的外边缘与混合段筒体的内壁连接；所述转盘上设有2-5个叶片，叶片焊接于转盘之上，一端与转轴相切焊接。
[0009]PTMG即聚四亚甲基醚二醇。固定环为中心开孔的平板，固定环将混合段筒体分成一系列萃取室。萃取室中心有一转盘，转盘的直径略小于固定环的开孔直径，一系列的转盘平行的安装在转轴上，这样，转盘和转轴可以方便的装入塔内。中间两副法兰之间是混合段筒体，液-液传质过程主要在这里完成。中间上法兰至顶板部分为上分离段筒体，用于澄清轻液；中间下法兰至底法兰部分为下分离段筒体，用于澄清重液。在混合段上方和下方装有大孔筛板，重相从筛板下方进入塔内，轻相则从筛板上方进入塔内，筛板的作用是减少液体的搅动，以增强澄清段的分相效果。
[0010]转盘萃取设备的进一步说明:动力机构在筒体外，转轴设在筒体内并与动力机构传动连接，动力机构为带减速机的多级变速电机，设置于上分离段筒体的顶部。转轴的轴向垂直地面；转盘有多个，均匀分布于上下段分离筒体之间，相邻转盘之间有固定环，固定环外壁焊接于塔体的内壁。各个转盘沿转轴的轴向依次连接在转轴上，且间隔分布。转盘的正面设有2-5个叶片，叶片焊接于转盘之上，且叶片的一段与转轴相切焊接，且各个叶片关于转轴成轴对称。
[0011]固定环的内边缘设有垂直于固定环的挡板，构成虚拟的澄清区。整个萃取区山转盘和涡轮叶片以及固定环的挡板分成多个混合区和澄清区。它具有传统转盘萃取塔原有分散作用，同时又有分开的澄清区，这样就以反复进行凝聚再分散，以减少了轴向的混合，提高了萃取效率。
[0012]萃取设备的萃取过程是利用咋两个不相混溶的液相中各种组分(包括目的产物)溶解度不同，从而达到分离的目的。由动力机构带动转轴旋转，由转轴带动固设在转轴上的转盘和涡轮叶片旋转，从而使连续相和分散相即轻相与重相一起转动，液流中产生了高的速度梯度和剪切应力，剪切应力一方面使连续相产生强烈的旋涡，另一方面又使分散相破裂成许多微小的液滴，从而增大了分散相的传质系数即接触界面，使其在固定环之间发生质量交换，达到分离的目的。
[0013]作为优选，所述的上分离段筒体、下分离段筒体上设置有视镜，用于观察筒体内液体的情况。
[0014]作为优选，所述的上分离段筒体上设有清液出口，下分离段筒体上设有重质排放□。
[0015]作为优选，所述的筒体的径高比为1:8?10。
[0016]作为优选，所述的筒体外部设置了不锈钢加热夹套，用于控制萃取温度。
[0017]作为优选，所述的筒体上下两端分别设有顶板、底板，底板与顶板之间连接有支柱，支柱上设有筋板，防爆电机固定在顶板上。
[0018]作为优选，所述的上分离段筒体、混合段筒体、下分离段筒体之间通过法兰连接在一起。
[0019]作为优选，所述的清液进口通过管道连接转子流量计、物料输送泵、物料桶。[0020]作为优选，所述的清液出口、排放口分别通过管道连接有转子流量计、料液桶。
[0021]因此，本实用新型在相邻转盘之间设有固定环，并在转盘的正面焊接叶片，使得由转盘离心力而向塔壁方向流动的液体被甩向塔壁，再返回，保证了由转盘边缘上的涡流产生的湍流状态下的径向动量传递，能够有效控制转盘筒体内的级间返混，有利于筒体内两相间的传质。筒体内由于被固定环分隔成各个区间，转盘和涡轮叶片转动而引起的旋涡能大体上被局限在各个区间，从而减少轴向返混，提高了转盘萃取塔的传质效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]附图1是本实用新型的一种结构示意图；
[0023]附图2是本实用新型实施例的一种流程示意图。
[0024]图中零部件、部位及编号:防爆电机1、转轴2、上分离段筒体3、混合段筒体4、下分离段筒体5、重液进口 6、清液进口 7、转盘8、固定环9、视镜10、清液出口 11、物料输送泵
12、重质排放口 13、顶板14、底板15、支柱16、筋板17、法兰18、转子流量计19、物料桶20、料液桶21。
【具体实施方式】
[0025]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0026]实施例:本例的一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，如图1，包括筒体，筒体的径高比为1:8，筒体外部设置了不锈钢加热夹套。筒体上设有防爆电机1，防爆电机连接有转轴2，转轴伸入到筒体内，筒体上下两端分别设有顶板14、底板15，底板与顶板之间连接有支柱16，支柱上设有筋板17，防爆电机固定在顶板上。筒体从上到下依次分为上分离段筒体3、混合段筒体4、下分离段筒体5，上分离段筒体、混合段筒体、下分离段筒体之间通过法兰18连接在一起。上分离段筒体3、下分离段筒体5上设置有视镜10。上分离段筒体设在重液进口 6之上，下分离段筒体设在清液进口 7之下，转轴上连接有多个转盘8，每两个上下相邻的转盘之间设有固定环9，固定环的外边缘与混合段筒体的内壁连接；转盘上设有2-5个叶片，叶片焊接于转盘之上，一端与转轴相切焊接。上分离段筒体上设有清液出口 11，下分离段筒体上设有重质排放口 13。清液进口通过管道连接转子流量计19、物料输送泵12、物料桶20。清液出口、排放口分别通过管道连接有转子流量计19、料液桶21。
[0027]下面以使用本实用新型来萃取四氢呋喃聚合反应产物中杂多酸为例来更进一步阐述本实用新型的应用。
[0028]四氢呋喃开环聚合是生产聚四亚甲基醚二醇的基本聚合反应，杂多酸是聚合反应所需要的催化剂。当聚合反应完成后，聚合产物中含有大约1%左右的催化剂残留，75%左右的未反应的四氢呋喃和24%左右的聚四亚甲基醚二醇，催化剂就需要通过萃取除去。杂多酸催化剂密度高，粘度大，萃取完成后的催化剂会沉降到塔底。
[0029]如图2，本例中使用正戊烷作为萃取剂，正戊烷和聚合反应产物在物料桶20中初步混合，在通过物料输送泵22、转子流量计19经清液进口 7进入混合段筒体4 ;打开防爆电机1，调整转速，从视镜10可以观察塔体内物料的情况。正戊烷和反应产物萃取反应完成后，正戊烷和四氢呋喃、聚四亚甲基醚二醇形成均匀的混合清液，杂多酸催化剂不溶于上述混合液体，沉降在下分离段筒体5底部，通过重液出口 12排放后返回反应釜循环利用。萃取清液经过清液出口 11排除输送到下面的处理工序，重液进口 6接通氮气，用于停车时清空塔体物料。
[0030]在传统的萃取方式下，出口物料的杂多酸催化剂含量在500ppm左右，在采用以上转盘萃取塔后，出口催化剂含量大约在50ppm,相当于旧工艺的十分之一。
[0031]以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。
【权利要求】
1.一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，包括筒体，其特征在于所述的筒体上设有防爆电机(1)，防爆电机连接有转轴(2)，转轴伸入到筒体内，筒体从上到下依次分为上分离段筒体(3)、混合段筒体(4)、下分离段筒体(5)，上分离段筒体设在重液进口(6 )之上，下分离段筒体设在清液进口( 7 )之下，转轴上连接有多个转盘(8 )，每两个上下相邻的转盘之间设有固定环(9)，固定环的外边缘与混合段筒体的内壁连接；所述转盘上设有2-5个叶片，叶片焊接于转盘之上，一端与转轴相切焊接。
2.根据权利要求1所述的一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，其特征在于所述的上分离段筒体(3 )、下分离段筒体(5 )上设置有视镜(10 )。
3.根据权利要求1或2所述的一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，其特征在于所述的上分离段筒体(3)上设有清液出口(11)，下分离段筒体(5)上设有重质排放口(13)。
4.根据权利要求1或2所述的一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，其特征在于所述的筒体的径高比为1:8?10。
5.根据权利要求1或2所述的一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，其特征在于所述的筒体外部设置了不锈钢加热夹套。
6.根据权利要求1或2所述的一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，其特征在于所述的筒体上下两端分别设有顶板(14)、底板(15)，底板与顶板之间连接有支柱(16),支柱上设有筋板(17)，防爆电机(I)固定在顶板上。
7.根据权利要求1或2所述的一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，其特征在于所述的上分离段筒体(3)、混合段筒体(4)、下分离段筒体(5)之间通过法兰(18)连接在一起。
8.根据权利要求1或2所述的一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，其特征在于所述的清液进口(7)通过管道连接转子流量计(19)、物料输送泵(12)、物料桶(20)。
9.根据权利要求3所述的一种实现PTMG生产中催化剂分离的专用萃取设备，其特征在于所述的清液出口(11)、排放口(13)分别通过管道连接有转子流量计(19)、料液桶(21)。
【文档编号】B01D11/02GK203710733SQ201320797141
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】易杰, 张兴臣, 靳凯 申请人:杭州三隆新材料有限公司