一种单体式多级冷凝分子蒸馏器的制作方法

1.本实用新型涉及分子蒸馏器技术领域，具体公开了一种单体式多级冷凝分子蒸馏器。


背景技术：

2.分子蒸馏是一种特殊的液-液分离技术，依靠不同物质的分子运动平均自由程的差别实现物质的分离。当物料沿加热面流动，物料中的轻重分子都会溢出液体表面进入气相，而不同的物质的分子运动平均自由程不同，若能在恰当位置设置一层或者多层环形冷凝管(或板)，即可实现不同自由程物质的分级分离。
3.目前，分子蒸馏中均采用单级冷凝分子蒸馏设备，即一台分子蒸馏器内设置一层环形冷凝管(或板)，其只能实现混合物料的一级冷凝分离。化学反应或天然有机混合物多为多种物质不同馏程的混合物，为了实现混合物质不同馏分的分离，需要采用多级多馏分的精馏或多级分子蒸馏设备串联形式，实现混合化学物质的多馏分分级分离。由于分子蒸馏器高精度及高真空技术特点，该类型设备制作成本高，运行成本高及对系统真空度维护成本要求极高，并且需要较高品位的热源，因此多级分子蒸馏器分离串联装置不仅设备投资额大，而且能耗和运行费用高。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种单体式多级冷凝分子蒸馏器，以解决现有多级分子蒸馏器串联，能耗高，制造成本及运行成本高的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
6.一种单体式多级冷凝分子蒸馏器，包括筒体、设置在筒体外的加热机构、设置在筒体内的分配机构和冷凝机构，所述冷凝机构包括至少两圈同轴套设的冷凝组件；每圈所述冷凝组件包括分别设置在筒体底部的冷芯和冷凝液收液槽；所述冷芯设置在冷凝液收液槽中；所述冷凝液收液槽用于收集冷芯外壁上冷凝的蒸出液。物料进入筒体内，经过分配机构呈膜状均匀分布在筒体内壁上，再通过加热机构加热汽化，通过至少两圈同轴套设的冷凝组件中的外圈的冷凝组件时，汽化的物料中的重质馏分在冷芯外壁上冷凝后，收集在冷凝液收液槽中；而汽化的物料中未被外圈冷凝组件冷凝的剩余的相对轻的气相分子(具有更大的分子自由程)蒸汽，则按照自由程依次被处于内圈的多圈冷凝组件的冷芯冷凝，再收集在冷凝液收液槽中。由此，物料能够在单台分子蒸馏器中实现混合馏分的分别冷凝收集，不仅节约能源，并提高了单台设备多馏分分段分离的效率，提高能源的利用率，降低分子蒸馏分离时串联设备的总制作成本。
7.优选地，所述冷芯为列管式或盘管式。
8.优选地，所述冷芯设置有冷凝介质进液口和冷凝介质出液口,方便冷却液的输送；所述冷凝液收液槽底部设置有冷凝液出口，方便冷凝的蒸出液的收集。
9.优选地，所述筒体内壁上配合分配机构设置有蒸余液接收槽；所述筒体外壁上配
合蒸余液接收槽设置有蒸余液出口。蒸余液出口的设置，方便收集在筒体内壁上未被汽化的混合物料。
10.优选地，所述筒体顶部设置有混合物料进口；所述分配机构配合混合物料进口设置在冷凝机构上方，用于将物料均匀分布在筒体内壁。
11.优选地，所述筒体侧壁上设置有真空接口；所述真空接口设置在蒸余液接收槽与冷凝机构之间。
12.优选地，所述加热机构为套设在筒体外侧的加热夹套，设置简便。
13.优选地，所述分配机构包括分液盘、设置在分液盘边沿处的刮膜片和驱动分液盘旋转的电机，用于将物料呈膜状均匀分布在筒体内壁上，方便通过设置在筒体外侧的加热机构加热蒸发。
14.本实用新型的有益效果为：通过至少两圈同轴套设的冷凝组件，实现了在一台分子蒸馏器设备中混合物料的二级或二级以上分离，提高了能源的利用率，避免了现有多级分子蒸馏分离技术的简单多级设备串联。降低了真空机组的耗电量，降低了导热油能耗，较大程度降低了多级分子蒸馏时的设备成本，具有更高的应用价值。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
16.图2为本实用新型实施例的截面结构示意图；
17.附图标记说明：
18.1-筒体，2-冷芯，3-蒸余液接收槽,4-冷凝液收液槽，5-冷凝介质进液口，6-冷凝液出口，7-冷凝介质出液口，8-真空接口，9-蒸余液出口，10-加热夹套，11-支架，12-刮膜片，13-分液盘，14-混合物料进口，15-电机,16-围板一，17-围板二，18-环形板；
19.201-一级冷芯，202-二级冷芯；
20.401-一级冷凝液收液槽，402-二级冷凝液收液槽；
21.501-一级冷凝介质进液口，502-二级冷凝介质进液口；
22.601-一级冷凝液出口，602-二级冷凝液出口；
23.701-一级冷凝介质出液口，702-二级冷凝介质出液口。
具体实施方式
24.以下结合实施例对本实用新型做进一步描述。
25.实施例1
26.如图1、2所示，一种单体式多级冷凝分子蒸馏器，包括筒体1、设置在筒体1外的加热机构、设置在筒体1内的分配机构和冷凝机构，冷凝机构包括两圈同轴套设的冷凝组件；每圈冷凝组件包括分别设置在筒体1底部的冷芯2和冷凝液收液槽4；冷芯2设置在冷凝液收液槽4中；冷凝液收液槽4用于收集冷芯2外壁上冷凝的蒸出液。
27.冷芯2为列管式，环形设置。其中，冷凝组件为设置在内圈的二级冷凝组件和设置在外圈的一级冷凝组件；一级冷凝组件包括一级冷芯201和一级冷凝液收液槽401。二级冷凝组件包括二级冷芯202和二级冷凝液收液槽402。二级冷凝液收液槽402由围板二17与筒体1组成，围板二17固定设置在筒体1底部，二级冷芯202设置在围板二17内侧；一级冷凝液
收液槽401由围板二17、围板一16和筒体1组成，一级冷芯201设置在围板二17、围板一16之间，围板一16设置在围板二17与筒体1内壁之间。
28.冷芯2设置有冷凝介质进液口5和冷凝介质出液口7，方便冷凝介质的输送；冷凝液收液槽4底部设置有冷凝液出口6，方便冷凝液的收集。相应的，一级冷芯201设置有一级冷凝介质进液口501和一级冷凝介质出液口701；二级冷芯202设置有二级冷凝介质进液口502和二级冷凝介质出液口702。一级冷凝液收液槽401底部设置有一级冷凝液出口601。二级冷凝液收液槽402底部设置有二级冷凝液出口602。
29.上述设置中，筒体1顶部设置有混合物料进口14；分配机构配合混合物料进口14设置在冷凝机构上方。分配机构包括分液盘13、设置在分液盘13边沿处的刮膜片12和驱动分液盘13旋转的电机15。加热机构为套设在筒体1外侧的加热夹套10，从而使得筒体1内壁能够起到加热面的作用，对经由分配机构呈膜状均匀分布在筒体1内壁上的物料进行加热。
30.筒体1内壁上配合分配机构的刮膜片12设置有蒸余液接收槽3；筒体1外壁上配合蒸余液接收槽3设置有蒸余液出口9。蒸余液接收槽3由环形板18和筒体1外壁组成；环形板18截面为l型。筒体1侧壁上设置有真空接口8；真空接口8设置在蒸余液接收槽3的环形板18与冷凝机构的一级冷凝组件的围板一16之间。
31.使用时，物料由混合物料进口14进入筒体1内，经过分配机构的分液盘13和刮膜片12呈膜状均匀分布在筒体1内壁上，再通过加热油加热的加热夹套10加热汽化。汽化的物料通过一级冷凝组件时，汽化的物料中的重质馏分在一级冷芯201外壁上冷凝后，收集在一级冷凝液收液槽401中，并通过一级冷凝液出口601收集；而汽化的物料中剩余的相对轻的馏分蒸汽则被二级冷凝组件的二级冷芯202冷凝，再收集在二级冷凝液收液槽402中，通过二级冷凝液出口602收集。同时通过真空接口8抽真空，保证筒体1内气体流动，且能够收集未冷凝的汽化物料。而筒体1内壁上未被汽化的混合物料则收集在蒸余液接收槽3中，并通过蒸余液出口9回收。筒体1外壁上设置有支架11，方便拆装固定。
32.由此，物料能够在单台分子蒸馏器中实现混合馏分的分别冷凝收集，不仅节约能源，且提高了单台设备多馏分分段分离的效率，提高能源的利用率，降低了多级分子蒸馏时的设备成本。