一种闪蒸循环式醋酸甲酯分离提纯设备的制作方法

本发明涉及醋酸甲酯提纯，具体为一种闪蒸循环式醋酸甲酯分离提纯设备。

背景技术：

1、醋酸甲酯在精馏期间，需要对醋酸甲酯溶液进行加热，醋酸甲酯内部上方设置有冷凝管，醋酸甲酯经过加热蒸发，蒸发后汽化的溶液上升至冷凝管所在的区域液化呈液滴，液体下降期间会与上升的蒸汽形成气液两相流，蒸汽与液滴在气液两相流的区域发生交换，进而实现对醋酸甲酯进行精馏；

2、当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化成蒸汽。水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或者叫饱和水显热。在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。然而，如果在一定压力下加压，那么水的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。压力越高，水的沸点就高，热含量亦越高。压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽；

3、不同比例的空气和溶液在闪蒸空间中被加压后释放，空气的量影响压缩期间闪蒸空间内的气压值，将醋酸甲酯溶液进行闪蒸，以缩短醋酸甲酯溶液汽化所需的时间，醋酸甲酯在经过闪蒸后，通过喷出的方式向上运动，导致蒸汽在接触液滴之前在水平方向上展开范围较小，进而使得蒸汽上升后与下降的液滴接触概率大大降低，使得液滴和蒸汽的交换效果降低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种闪蒸循环式醋酸甲酯分离提纯设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种闪蒸循环式醋酸甲酯分离提纯设备，包括反应釜，所述反应釜内部设置有冷凝管和阻流组件、闪蒸组件和搅拌组件，所述闪蒸组件与搅拌组件相连接，所述搅拌组件上安装有浓度检测元件，所述搅拌组件设置于闪蒸组件的下方，所述搅拌组件带动闪蒸组件同步旋转；

3、所述阻流组件设置于冷凝管和闪蒸组件之间，所述闪蒸组件和搅拌组件内均设置有加热丝；

4、所述阻流组件内部设置有海绵和支架，所述海绵通过支架与反应釜相连接，所述海绵的外壁尺寸等于反应釜的内壁尺寸；反应釜内需要提纯的醋酸甲酯溶液的高度不得超过外层套的出气口的高度，避免闪蒸过后的溶液直接通入需要提纯的醋酸甲酯溶液中；闪蒸组件和搅拌组件内均设置有加热丝，闪蒸组件内的加热丝对闪蒸空间内的溶液进行加热，搅拌组件内的加热丝对反应釜内的溶液进行加热。

5、进一步的，所述支架呈螺旋渐开线形，所述支架的竖直截面呈v形，所述支架上设置有若干个开口，所述支架设置于海绵的下方；阻流组件将反应釜隔断为上下两个空间，当醋酸甲酯溶液经过加热后形成蒸汽，蒸汽上行后在冷凝管所在的区域经过降温形成液滴，液滴在重力的作用下自然掉落在海绵上，液滴在海绵上形成小范围的浸湿区域，随着液滴不断地增多，部分液滴通过海绵被收集至支架的凹槽中，出现凹槽中的液滴将附近的海绵全部浸湿，进而出现海绵被液滴全面浸湿的情况，海绵和支架的容量有限，多余的液滴通过支架上开口掉落回归至下方的醋酸甲酯溶液中；液滴将海绵全部浸湿主要作用在于，液滴通过海绵形成气液两相流交换平面，海绵下方蒸汽在反应釜内上行期间，必须要经过浸湿后的海绵，蒸汽在经过海绵期间，与海绵内部的液滴进行气液两相流交换；液滴主动浸湿海绵形成阻流平面，阻流组件的下方设置有闪蒸组件，闪蒸组件不断地输出蒸汽，迫使海绵下方的空间气压不断增大，在高气压的作用下，蒸汽需要穿过阻流平面，蒸汽经过海绵期间，蒸汽与液滴进行交换，同时阻流组件存在液滴存储上限，多余的液滴会从阻流组件处掉落，下降的液滴也会与上升的蒸汽进行交换，进而实现液滴冷凝管处形成后经过多次交换，提高蒸汽的交换效率。

6、进一步的，所述闪蒸组件呈环形分布在反应釜的内壁上，所述闪蒸组件由外层套、内层套和活塞套接而成，所述外层套下方设置有进水口，所述进水口内部设置有单向阀，所述内层套为上下两端开口的设置，所述活塞内部设置有进气口，所述外层套与内层套之间设置有压力检测元件和控制杆，所述压力检测元件和控制杆与进气口电性连接，所述活塞与搅拌组件相连接；外层套、内层套和活塞之间相互配合形成闪蒸空间，活塞在内层套上升期间，闪蒸空间体积逐渐增大，进而使得闪蒸空间内部形成负压，外层套下方设置有进水口，进水口内部设置有单向阀，使得反应釜内部下方的醋酸甲酯溶液通过进水口进入闪蒸空间中，内层套内部设置有触点，当活塞在上升期间并且与触点发生接触时，含有触点和进气口的电路打开，进气口内部设置有控制阀，活塞上方的空气即可通过进气口进去至闪蒸空间中，以上所述为活塞在内层套中上升的过程；活塞在内层套下降期间，闪蒸空间体积逐渐减小，进气口内的控制阀此时呈封闭状态，闪蒸空间内的压力不断增大，内层套内部设置有加热丝，加热丝同步对闪蒸空间的溶液进行加热，随着活塞的下降，闪蒸空间的压力不断增大，压力检测元件检测到外层套和内层套之间存在的作用力，压力检测元件和控制杆相连接，外层套和内层套通过控制杆滑动连接，当作用力达到压力检测元件限定的数值后，含有压力检测元件和控制杆的电路开启，控制杆控制外层套和内层套之间相分离，内层套的下端表面不再与外层套的下方内壁相贴合，活塞持续下降，活塞推动内层套内的溶液和空气运动，溶液和空气通过外层套和内层套的间隙和出水口离开；活塞在内层套上升期间，使得闪蒸空间内部形成负压，外层套在负压的作用下相对内层套进行滑动，直至外层套的内部下端表面再次与内层套的内壁下端表面相贴合，进而阻断内层套与导流槽之间的连通；活塞在内层套下降期间，内层套内部的加热丝对闪蒸空间内的溶液和空气进行加热，在加热丝和活塞的共同作用下，闪蒸空间内的气压增大以及溶液温度上升；外层套的内部滑动连接有内层套，内层套的中部滑动连接有活塞。

7、进一步的，所述外层套内部设置有导流槽，所述导流槽呈倒y字形，所述外层套与内层套滑动连接，所述外层套的一侧上端开设有出水口，所述出水口的上方内壁呈倾斜设置；外层套和内层套的间隙为导流槽，溶液和空气通过导流槽和出水口离开，出水口的朝向为垂直于外层套的外壁；外层套与内层套之间相配合，将溶液从内层套底侧推动，然后通过导流槽将溶液从外层套的上方导出，即活塞在挤压出料过程中，溶液优先从闪蒸空间离开。

8、进一步的，所述出水口进水端的截面面积小于出水口出水端的截面面积；通过限制进水端截断和出水端截面之间的面积差值，实现醋酸甲酯溶液在被挤压离开闪蒸组件后，醋酸甲酯溶液在离开出水口后，外层套对水流的压力骤减，进而实现醋酸甲酯溶液在离开闪蒸组件后形成雾化效果。

9、进一步的，所述搅拌组件包括设置在反应釜内部下端的驱动轴，所述驱动轴的上端圆周阵列有扇叶，所述扇叶的一侧安装有浓度检测元件，所述扇叶的外侧安装有联动机构，扇叶通过联动机构与活塞相连接；驱动轴的固定端与反应釜的内壁相连接，驱动轴的输出端与扇叶相连接，驱动轴启动带动扇叶和联动机构旋转，旋转状态下的扇叶用于搅拌反应釜内部下方的醋酸甲酯溶液，冷凝形成的液滴在经过交换后掉落，常态下反应釜长时间对醋酸甲酯溶液提纯，容易出现不同高度的醋酸甲酯溶液浓度形成差异，通过扇叶对反应釜内部的醋酸甲酯溶液进行搅拌，避免出现不同高度的醋酸甲酯溶液浓度形成差异；浓度检测元件为市面上专门检测醋酸甲酯溶度的电子元件。

10、进一步的，所述驱动轴的内部设置有伸缩杆和转轴，所述伸缩杆用于控制搅拌组件的高度，所述转轴用于改变联动机构和扇叶的偏转角度；转轴改变扇叶的偏转角度后，改变扇叶在垂直方向的作用高度，联动机构位于扇叶的外侧，联动结构跟随扇叶同步改变倾斜角度；伸缩杆用于改变扇叶和反应釜之间的垂直距离，进而通过联动机构改变活塞与内层套分离的最大距离。

11、进一步的，所述联动机构包括设置在扇叶外侧的环形滑轨，所述环形滑轨的外壁滑动连接有连杆，所述连杆的一端与活塞转动连接；通过转轴偏转后的联动机构，即环形滑轨形成倾斜状态，环形滑轨上出现最高点和最低点，环形滑轨通过连杆与活塞相连接，驱动轴带动环形滑轨同步旋转，连杆的一端与环形滑轨滑动连接，当连杆的一端由最低点向最高点处运动时，活塞与环形滑轨的最近点之间的距离在不断减小，直线距离减小通过连杆反馈在活塞上，环形滑轨通过连杆推动活塞上升，即闪蒸空间体积不断增大；当连杆的一端由最高点向最低点处运动时，活塞与环形滑轨的最近点之间的距离在不断增大，直线距离增大通过连杆反馈在活塞上，环形滑轨通过连杆推动活塞下降，即闪蒸空间体积不断减小；偏转后的联动机构会产生倾斜，即在联动机构上出现一个最高点和一个最低点，连杆的一端在最高点和最低点之间发生转换期间，连杆将最高点和最低点的高度差反馈在活塞上，即改变活塞在内层套中的行程长度，由于内层套的下端与触点之间的距离为定值，通过改变联动机构的倾斜角度，进而改变倾斜后进气量，以改变闪蒸空间内溶液与空气的比值。

12、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

13、1、该闪蒸循环式醋酸甲酯分离提纯设备，通过阻流组件的设置，通过液滴主动浸湿海绵形成阻流平面，阻流组件的下方设置有闪蒸组件，闪蒸组件不断地输出蒸汽，迫使海绵下方的空间气压不断增大，在高气压的作用下，蒸汽需要穿过阻流平面，蒸汽经过海绵期间，蒸汽与液滴进行交换，同时阻流组件存在液滴存储上限，多余的液滴会从阻流组件处掉落，下降的液滴也会与上升的蒸汽进行交换，进而实现液滴冷凝管处形成后经过多次交换，提高蒸汽的交换效率；

14、2、该闪蒸循环式醋酸甲酯分离提纯设备，通过闪蒸组件的设置，其中闪蒸组件的自身结构的改进，实现闪蒸空间下方出水，同时从闪蒸组件的上方到处蒸汽，并且对蒸汽输出方向进行限制，避免蒸汽直接向上输出，增大蒸汽在水平方向上的扩散面积，进实现蒸汽以最大展开状态向上运动，以覆盖所有下降的液滴，同时出水口的设置，采用雾化远离，进一步对输出的水或者蒸汽进行展开；

15、3、该闪蒸循环式醋酸甲酯分离提纯设备，通过搅拌组件的设置，搅拌组件的主要作用在于用于混合反应釜内部下方的醋酸甲酯溶液，同时扇叶内设置有浓度检测元件，通过扇叶扰动水流，实现反应釜内部下方各个区域浓度差值减小，同时提高浓度检测元件的检测效果，搅拌组件为闪蒸组件提供动力，实现溶液闪蒸过程自动化，提高结构之间的配合效果，其中转轴和伸缩杆的设置，改变扇叶的作用范围，同时改变闪蒸空间内部扩张期间溶液和空气的比例，根据提纯需要调试至合适的比例，进而缩短醋酸甲酯提纯所需的时间，闪蒸组件和搅拌组件内部均设置有加热丝，实现反应釜内存在两个方式提纯机构，提高醋酸甲酯溶液的提纯效率。