一种去除有机溶剂中微量水分的装置的制作方法

本实用新型涉及化工生产技术领域，具体而言，涉及一种去除有机溶剂中微量水分的装置。

背景技术：

化工生产过程中，某些生产工艺要经常用到纯苯、甲苯等有机溶剂，而且对溶剂的水份要求非常严格，要求体系中不含水分(比如用甲苯作溶剂的光化反应)，溶剂不参与化学反应，仅作为载体使用，为节约生产成本反应后的溶剂需回收套用。

但是，使用后的溶剂在体系中溶入了一些无机、有机杂质，需进行净化才能回用。溶剂回收净化的经典流程是经过水洗、蒸馏或精馏进行净化，但采用这种方法回收的溶剂中仍然含有微量的水分，对某些具有特殊要求的工艺仍然需要进行进一步干燥去水后才能使用。

对于去除有机溶剂中的微量水分，化工生产中目前通常采用共沸回流脱水工艺，对溶剂进行蒸馏回流脱水。该工艺需要蒸馏釜、冷凝器、回流玻璃分离器等设备，脱水时间长，需要耗费大量的能源(蒸汽与冷却水)，同时通过脱水的溶剂处于高温状态在降温过程中又可能吸收空气中的水分导致达不到工艺要求。

另一种工艺是采取干燥剂，比如在待干燥溶剂中加入干燥剂，然后过滤分离得到干燥溶剂，但这种工艺需要一次性耗费大量干燥剂，干燥剂不能重复利用，价格昂贵；干燥过程间隙操作劳动强度大；过滤、处理滤渣时安全风险大；而且使用过后的干燥剂为危险固废很难处理。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种去除有机溶剂中微量水分的装置，该装置操作简单实用，投资少，占地面积小，产生的废水容易处理，而且水分去除效果好。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种去除有机溶剂中微量水分的装置，该装置包括：沉降分离器，沉降分离器的中部设有一溶剂沉降进料器，沉降分离器的上部设有一沉降溶剂排出口，沉降分离器的底部设有一沉降排水口；干燥装置，干燥装置的中部设有溶剂干燥进料器，干燥装置内装容有粗盐，溶剂干燥进料器插入粗盐中，溶剂干燥进料器通过一管道与沉降溶剂排出口连通，干燥装置的上部设有一干燥溶剂排出口，干燥装置的底部设有一干燥排水口。

进一步地，干燥装置包括串联连接的第一干燥器和第二干燥器，第一干燥器和第二干燥器内均装容有粗盐，第一干燥器和第二干燥器的中部均设有溶剂干燥进料器，第一干燥器上的溶剂干燥进料器通过管道与沉降溶剂排出口连通，第一干燥器上的干燥溶剂排出口通过管道与第二干燥器上的溶剂干燥进料器连通。

进一步地，溶剂沉降进料器水平安装在沉降分离器的中部，溶剂沉降进料器的长度略小于沉降分离器的直径，溶剂干燥进料器水平安装在干燥装置的中部，溶剂干燥进料器的长度略小于干燥装置的直径，溶剂沉降进料器和溶剂干燥进料器上均开设有多个溶剂分布孔。

进一步地，溶剂沉降进料器和溶剂干燥进料器上的分布孔的直径为4mm-6mm，溶剂沉降进料器和溶剂干燥进料器的外侧套设一筛网，且筛网的目数小于或等于30目。

进一步地，沉降分离器、第一干燥器和第二干燥器的顶部均设有一排空口。

进一步地，沉降分离器和干燥装置的长径比大于或等于3。

进一步地，粗盐为氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、硫酸镁、硫酸钾中的一种或几种，粗盐的粒度大于或等于250微米。

进一步地，有机溶剂为密度小于水且与水不互溶的有机溶剂。

进一步地，进入沉降分离器内的有机溶剂的含水质量分数小于或等于2％。

应用本实用新型的技术方案，有机溶剂除水时，先通过溶剂沉降进料器将待处理的有机溶剂通入沉降分离器的中部，由于有机溶剂与水的密度不同，有机溶剂与水分在沉降分离器中逐渐分离，其中密度大的水分逐渐沉入沉降分离器的底部，而密度小的有机溶剂则向上汇集于沉降分离器的上部；沉降分离后的有机溶剂由沉降溶剂排出口排出，经溶剂干燥进料器进入干燥装置的中部，有机溶剂在干燥装置中与粗盐接触，其中含有的水分附着在盐粒的表面，同时使盐溶解，在盐表面形成盐水膜，盐水加速下沉到干燥装置的底部，有机溶剂则逐渐溢流到干燥装置的上部。该装置利用粗盐的吸水性，且盐水溶液比重大，有机溶剂与盐水更容易分离的原理，实现对有机溶剂中微量水分的去除，具有操作简单、设备投资少、占地面积小、能耗低、产生的废水容易处理、水分去除效果好等优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的去处有机溶剂中微量水分的装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的去处有机溶剂中微量水分的装置中沉降分离器的结构示意图。

图3为本实用新型实施例的去处有机溶剂中微量水分的装置中沉降分离器的俯视示意图。

图4为本实用新型实施例的去处有机溶剂中微量水分的装置中第一干燥器或第二干燥器的结构示意图(粗盐未示出)。

图5为本实用新型实施例的去处有机溶剂中微量水分的装置中第一干燥器或第二干燥器的俯视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、沉降分离器；11、溶剂沉降进料器；12、沉降溶剂排出口；13、沉降排水口；20、干燥装置；21、第一干燥器；22、第二干燥器；30、溶剂干燥进料器；40、干燥溶剂排出口；50、干燥排水口；60、排空口。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

一种本实用新型实施例的去除有机溶剂中微量水分的装置，该装置主要适用于对密度小于水且与水不互溶的有机溶剂的除水。其结构如图1至图5所示，由图可见，其主要包括沉降分离器10和干燥装置20。其中，在沉降分离器10的中部设置有一个溶剂沉降进料器11，在沉降分离器10的上部设置有一个沉降溶剂排出口12，在沉降分离器10的底部设置有一个沉降排水口13；干燥装置20的中部设置有一个溶剂干燥进料器30，在干燥装置20内装容有粗盐，溶剂干燥进料器30插设在粗盐中，溶剂干燥进料器30通过一根管道与沉降溶剂排出口12连通，干燥装置20的上部设置有一个干燥溶剂排出口40，干燥装置20的底部设置有一个干燥排水口50。

上述的去除有机溶剂中微量水分的装置，通过设置依次连接的沉降分离器10和干燥装置20，在沉降分离器10的中部设置溶剂沉降进料器11，在干燥装置20的中部设置溶剂干燥进料器30，将沉降分离器10上部的沉降溶剂排出口12与溶剂干燥进料器30连通，并在干燥装置20内装容粗盐颗粒将溶剂干燥进料器30埋设在粗盐颗粒中；有机溶剂除水时，先通过溶剂沉降进料器11将待处理的有机溶剂通入沉降分离器10的中部，由于有机溶剂与水的密度不同，有机溶剂与水分在沉降分离器10中逐渐分离，其中密度大的水分逐渐沉入沉降分离器10的底部，而密度小的有机溶剂则向上汇集于沉降分离器10的上部；沉降分离后的有机溶剂由沉降溶剂排出口12排出，经溶剂干燥进料器30进入干燥装置20的中部，有机溶剂在干燥装置20中与粗盐接触，其中含有的水分附着在盐粒的表面，同时使盐溶解，在盐表面形成盐水膜，在重力作用下，盐水加速下沉到干燥装置20的底部，有机溶剂则逐渐溢流到干燥装置20的上部，实现有机溶剂中微量水的去除。该装置通过将溶剂沉降进料器11设置在沉降分离器10的中部，将溶剂干燥进料器30设置在干燥装置20的中部，有利于减小有机溶剂进入设备时的冲击，进而提高有机溶剂与水的分离效果和分离效率。该装置利用粗盐的吸水性，且盐水溶液比重大，有机溶剂与盐水更容易分离的原理，实现对有机溶剂中微量水分的去除。该装置操作简单，设备投资少，占地面积小，能耗低，产生的废水容易处理，水分去除效果好，能达到一些特殊忌水工艺的要求。

可选地，参见图1，干燥装置20包括串联连接的第一干燥器21和第二干燥器22，在该第一干燥器21和第二干燥器22内均装容有粗盐，在第一干燥器21和第二干燥器22的中部均设置有溶剂干燥进料器30，第一干燥器21上的溶剂干燥进料器30通过管道与沉降溶剂排出口12连通，第一干燥器21上的干燥溶剂排出口40通过管道与第二干燥器22上的溶剂干燥进料器30连通。如此设置，采用串联连接的多级干燥器对有机溶剂进行除水，可进一步提高有机溶剂的除水效果。在实际生产中，可根据对除水后的有机溶剂中的水分含量的具体要求，选择干燥器的级数，当有机溶剂的水分含量要求很高时，可以相应地增加干燥器的级数，以达到更好地除水效果。

具体来说，参见图1、图2和图4，在本实施例中，溶剂沉降进料器11水平安装在沉降分离器10的中部，溶剂沉降进料器11的长度略小于沉降分离器10的直径；溶剂干燥进料器30水平安装在干燥装置20的中部，溶剂干燥进料器30的长度略小于干燥装置20的直径；并且，溶剂沉降进料器11和溶剂干燥进料器30上均开设有多个溶剂分布孔(图中未示出)。这样设置，待处理的有机溶剂从横向多点进入到沉降分离器10的中部，可以进一步减小有机溶剂进入沉降分离器10时对其中原有溶剂的冲击，进一步提高沉降分离器10内有机溶剂与水的分离效果和分离效率；沉降分离后的有机溶剂从横向多点进入到干燥装置20的中部，可以进一步减小有机溶剂进入干燥装置20时对其中物料的冲击，进一步提高干燥装置20内有机溶剂的除水效果和除水效率。

将溶剂沉降进料器11的长度设置为略小于沉降分离器10的直径，使溶剂沉降进料器11的自由端紧挨着正对的沉降分离器10内壁；将溶剂干燥进料器30的长度设置为略小于干燥装置20的直径，使溶剂干燥进料器30的自由端紧挨着正对的沉降分离器10内壁，这样更加有利于有机溶剂均匀多点地进入到沉降分离器10和溶剂干燥进料器30内。

进一步地，优选溶剂沉降进料器11和溶剂干燥进料器30上的分布孔的直径为4mm-6mm，溶剂沉降进料器11和溶剂干燥进料器30的外侧套设有筛网(图中未示出)，且该筛网的目数小于或等于30目。这样，更加有利于减小有机溶剂进入设备时的冲击；并且通过设置筛网，可避免粗盐从分布孔进入溶剂沉降进料器11和溶剂干燥进料器30内。

参见图1，在本实施例中，沉降分离器10、第一干燥器21和第二干燥器22的顶部均设置有一个排空口60，排空口60通过管道连接至尾气处理系统。有机溶剂在沉降分离器10、第一干燥器21和第二干燥器22内进行除水时，由于有机溶剂的挥发，会在设备的上部产生有机气体，通过排空口60将有机尾气排出处理，可避免有机尾气污染环境，同时避免发生安全事故。

为了使有机溶剂在设备内有足够的停留时间，从而进一步确保除水效果，在本实施例中，沉降分离器10和干燥装置20的长径比(设备筒体长度与设备直径的比值)优选设置为大于或者等于3。采用这样的沉降分离器10和干燥装置20，可以确保有机溶剂在沉降分离器10和干燥装置20内具有足够的停留时间，从而保证了有机溶剂的除水效果。

在本实施例中，所用的粗盐优选为氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、硫酸镁、硫酸钾中的一种或几种，并且，所用粗盐的粒度优选大于或者等于250微米。干燥装置20内所用的盐必须是粗盐，而不能采用粉盐，其粒径也需要稍微大一些，避免盐在设备内发生板结。

本实用新型的去除有机溶剂中微量水分的装置可适用于含水质量分数小于或等于2％的有机溶剂的除水。该装置可根据自动化的要求，采用DCS或PLC通过流量联锁及时间、压力差联锁实现有机溶剂除水的自动化控制。

该去除有机溶剂中微量水分的装置的工作原理及使用方法如下：

待处理的有机溶剂从水洗系统或蒸馏系统经流量泵或高位罐从沉降分离器10中部的溶剂沉降进料器11进入沉降分离器10，沉降分离器10中长期充满液体，由于重力的作用，比有机溶剂密度大的水分下沉到沉降分离器10的底部，定期从分水阀门及视盅将水分分离；

比水密度小的有机溶剂从上部的沉降溶剂排出口12溢流出来从第一干燥器21中部的溶剂干燥进料器30缓缓进入堆集的粗盐颗粒中，有机溶剂中含有的微量水分与粗盐颗粒表面充分接触，由于盐的吸水性，微量水分附着在盐粒的表面，同时与盐相互溶解，盐表面形成盐水膜，由于盐水密度比水更大，在重力作用下，盐水会加速下沉到第一干燥器21的底部，定期从分水阀门及视盅将盐水分离；有机溶剂从第一干燥器21中部进入通过盐层溢流到设备上部过程中，水分不断地与盐接触分离；

有机溶剂从第一干燥器21的上部溢出后再进入第二干燥器22中重复吸水干燥过程，从而使有机溶剂中的微量水分得以进一步去除；根据对有机溶剂中微量水分的要求，可以增加干燥器的级数，以达到更高的除水要求。

总体而言，本实用新型的去除有机溶剂中微量水分的装置，相比于现有的共沸回流脱水工艺，设备更加简单、除水效率更高、能耗更低，由于不需要在高温状态下除水，不会产生降温过程中有机溶剂吸收空气中的水分的问题；相比于现有的采用干燥剂干燥后过滤的方法，成本更低、操作劳动强度小、安全风险小、产生的废水容易处理。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。