一种分段换热式结晶塔的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种分段换热式结晶塔，包括倾斜布置的结晶塔主体，产品出口位于结晶塔主体处于低位的一端，残液出口位于结晶塔主体处于高位的一端，结晶塔主体外壁带有至少三个换热夹套，每个换热夹套具有独立的介质输入管道和介质输出管道。本实用新型结构简单，操作稳定，且分离效率高；通过倾斜结晶塔，增加处理速度，并在结晶塔外覆盖多个换热夹套，来增加对整个结晶过程的温度控制，以得到纯度更高的产品。
【专利说明】一种分段换热式结晶塔
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种化工提纯结晶用装置，尤其涉及一种多段换热式结晶塔。
【背景技术】
[0002]结晶是固体物质以晶体从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程，早在几千年前，它就被人们用来从海水中提取食盐。据统计，在现代社会中，大约有三分之二的大宗化学产品都是固体产品，特别是在医药行业中，有85%的产品是固体产品，这些固体产品的生产过程，都离不开结晶操作。
[0003]传统的工业结晶研究领域，一般可以分为四大类，即溶液结晶、熔融结晶、沉淀结晶和升华结晶，其中，作为高效低能耗的有机物分离提纯方法的熔融结晶技术正日益受到国内外科学界与工业界的广泛关注。这主要有两个方面的原因:一方面是由于世界范围内的能源紧张以及社会对环保型生产技术的要求。熔融结晶分离过程不仅是能量消耗少(相对于精馏过程)，而且不需要使用溶剂(相对于萃取过程)，有利于环保，因为受到了广泛的关注，被称为绿色技术。另一方面则是由于国际上对高纯度有机物的需要日益增加。比如航空航天、电子等工业中所采用的各种特殊性能的高聚物材料，获得这些高性能聚合材料的主要障碍就是在于能否获得高纯度的单体材料。
[0004]塔式熔融结晶装置一般可分为三个部分，即结晶段，提纯段和熔融段。物料从中间或两端进入结晶塔后，在结晶段产生晶体，然后晶体沉降值提纯段，最后再进入熔融段被融化为液态，一部分作为产品排出，另一部分作用回流液上升，与落下来的晶体进行逆流接触传质，回流液在上升过程中纯度逐渐下降，最后作为残液排出塔外。在提纯段，浓度不同的固液两两相进行逆流接触，不断进行相变化和逆流洗涤，实现了质量传递。提纯段存在着晶体悬浮密度很高的晶体床层，传质的结果就是到达熔融段的晶体纯度已很高，待熔融后一部分作为高纯度产品取出，另一部分作为回流上升。
[0005]现有的塔式熔融结晶装置中，结晶段利用冷却夹套来产生晶体，熔融段使用一个加热器来融化晶体，但是缺乏对提纯段的温度控制，限制晶体逆流洗涤的速度，最终影响结晶塔的分离提纯效果。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供了一种结构简单、操作稳定的分段换热式结晶塔，通过将结晶塔倾斜设置，并在结晶塔外包设多个换热夹套，来增加对整个结晶过程的控制，以得到纯度更闻的广品。
[0007]—种分段换热式结晶塔，包括倾斜布置的结晶塔主体，产品出口位于结晶塔主体处于低位的一端,残液出口位于结晶塔主体处于高位的一端,结晶塔主体外壁带有至少三个换热夹套，每个换热夹套具有独立的介质输入管道和介质输出管道。
[0008]结晶塔主体按功能可分为结晶段、提纯段、熔融段，本实用新型中的多个换热夹套完全覆盖整个结晶塔主体外，同时每个换热夹套具有独立的换热介质，可对不同部位分别进行加热或冷却，以精确控制物料在结晶熔融过程中的温度变化，形成温度变化梯度，加快结晶塔主体内的流体流动、传热和传质，以调高分离纯度。
[0009]作为优选的，所述结晶塔主体上设有测温口。
[0010]可通过测温口，测量结晶塔主体内各相的温度，测温口与换热夹套的数量相对应，分别用于检测每个换热夹套对应区域内的温度，实现对换热夹套内介质温度的控制，调节换热夹套的换热效果，以适应不同物料的结晶熔融，和精确控制提纯过程中的温度变化。
[0011]作为优选的，所述的换热夹套为四个。
[0012]位于结晶段的换热夹套为水冷夹套，用于冷却产生晶体；提纯段的换热夹套为加热夹套，用于加强熔融液与晶体之间的逆流传质和传热，提纯晶体的浓度；熔融段的换热夹套也为加热夹套，用于晶体的融化，得到的熔融液一部分作为高纯度产品取出，另一部分作为回流上升，用于逆流洗涤沉降的晶体。
[0013]作为优选的，所述结晶塔主体处于低位的一端还设有杂质出口。
[0014]结晶塔处于低位的一端分别设有产品出口和杂质出口，其中杂质出口在竖直向的高度相对产品出口较低，杂质出口用于排出沉淀在结晶塔内的杂质。
[0015]作为优选的，所述结晶塔主体的中部和顶部分布有三个加料口。
[0016]针对不同的原料，可选择通过结晶塔主体的中部或顶部加入；采用顶部加料的方式，晶体床层的运动速率较大，晶体在结晶塔中的停留时间较少，产量高；中部加料的方式，晶体运动只要依靠重力沉降，在结晶塔内停留时间常，但是产品纯度高。
[0017]作为优选的，所述结晶塔主体内安装有搅拌装置，包括由顶部伸入结晶塔主体内的搅拌螺旋和驱动搅拌螺旋的电机。
[0018]搅拌装置可防止晶体在塔壁上结块，同时强化晶体和熔融液的逆流洗涤效果，力口快晶体的沉降，并提升产品纯度。
[0019]作为优选的，所述结晶塔主体与水平面之间的倾斜角为30度。
[0020]倾斜结晶塔的操作更稳定，晶体悬浮密度较大，处理能力相对普通结晶塔较大，可分离出更纯的产品，针对多次实验，在倾斜角度为30度时，结晶塔的各项性能最佳。
[0021]本实用新型结构简单，操作稳定，且分离效率高；通过倾斜结晶塔，增加处理速度，并在结晶塔外覆盖多个换热夹套，来增加对整个结晶过程的温度控制，以得到纯度更高的
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【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为分段换热式结晶塔的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型的分段换热式结晶塔作进一步详细描述。
[0024]如图1所示，一种分段换热式结晶塔，包括倾斜30度布置的结晶塔主体1，产品出口 12和杂质出口 3位于结晶塔主体I处于低位的一端，且产品出口 12相对杂质出口 3在竖直向处于高位，产品出口 12用于排出晶体加热后的熔融液，杂质出口 3用于排出沉淀在结晶塔内的杂质；残液出口 4位于结晶塔主体I处于高位的一端，且结晶塔主体I外壁带有至少三个换热夹套2，每个换热夹套2具有独立的介质输入管道5和介质输出管道10，每个介质输入管道5开设有阀门6，所有换热夹套2的介质输出管道10汇入同一总输出管道9，以排出换热介质。
[0025]结晶塔主体I上设有测温口 8，用于温度测量，测温口 8与换热夹套2的数量相对应，分别用于检测每个换热夹套2对应区域内的温度，实现对换热夹套内介质温度的控制。
[0026]在本实施例中，换热夹套2为四个，分布在结晶塔的结晶段、提纯段和熔融段外。结晶段为水冷夹套，用于冷却产生晶体；提纯段为加热夹套，用于加强熔融液与晶体之间的逆流传质和传热，提纯晶体的浓度；熔融段也为加热夹套，用于晶体的融化，得到的熔融液一部分作为高纯度产品排出，另一部分作为回流上升，用于逆流洗涤沉降的晶体。
[0027]结晶塔主体I的中部和顶部分布有三个加料口 7，可选择原料的加入位置。同时，结晶塔主体内安装有搅拌装置，包括由顶部伸入结晶塔主体内的搅拌螺旋和驱动搅拌螺旋的电机11。搅拌装置可防止晶体在塔壁上结块，同时强化晶体和熔融液的逆流洗涤效果，力口快晶体的沉降，提升产品纯度。
[0028]以上所述仅为本实用新型的较佳实施举例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型精神和原则之内，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。
【权利要求】
1.一种分段换热式结晶塔，其特征在于，包括倾斜布置的结晶塔主体(1)，产品出口(12)位于结晶塔主体(I)处于低位的一端,残液出口(4)位于结晶塔主体(I)处于高位的一端，结晶塔主体外壁带有至少三个换热夹套(2)，每个换热夹套(2)具有独立的介质输入管道(5)和介质输出管道(10)。
2.如权利要求1所述的分段换热式结晶塔，其特征在于，所述结晶塔主体(I)上设有测温口(8)。
3.如权利要求2所述的分段换热式结晶塔，其特征在于，所述的换热夹套(2)为四个。
4.如权利要求1所述的分段换热式结晶塔，其特征在于，所述结晶塔主体(I)处于低位的一端还设有杂质出口(3)。
5.如权利要求1所述的分段换热式结晶塔，其特征在于，所述结晶塔主体(I)的中部和顶部分布有三个加料口(7)。
6.如权利要求1所述的分段换热式结晶塔，其特征在于，所述结晶塔主体内安装有搅拌装置，包括由顶部伸入结晶塔主体内的搅拌螺旋和驱动搅拌螺旋的电机(11 )。
7.如权利要求6所述的分段换热式结晶塔，其特征在于，所述结晶塔主体与水平面之间的倾斜角为30度。
【文档编号】B01D9/02GK203694661SQ201420091043
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】易苗, 尹新, 义贤富, 缪永奕, 武长安 申请人:上虞市临江化工有限公司