一种甲基叔丁基醚的高效高纯分离设备的制作方法

本发明涉及化工设备，特别涉及一种甲基叔丁基醚的高效高纯分离设备。

背景技术：

1、甲基叔丁基醚是一种透明、无色、高辛烷值的液体。它不仅能与汽油很好的互溶，有效提高汽油燃烧效率和汽油辛烷值，改善汽车性能，减少co排放量，同时也能减少其他有害物质(如苯、丁二烯等)的排放，降低汽油的成本。在工业生产中，甲基叔丁基醚可用于裂解制高纯度异丁烯，合成2，5-二叔丁基对苯二酚，作助溶剂合成生物柴油。

2、在工业生产甲基叔丁基醚的过程中，主要是以异丁烯和甲醇为原料合成甲基叔丁基醚。由于甲醇较为廉价，为了提高异丁烯的转化率，生产中加入过量的甲醇，为了不影响产品甲基叔丁基醚的纯度，必须将甲醇从产品中分离出去。由于二者在51.6℃时形成共沸，用普通方法很难将二者分离，常见的分离方法有反应精馏、水提纯法等。反应精馏虽然能把反应和分离集中于一塔内完成，但其操作复杂，并且难以控制，不易在实际生产中应用。水提纯法是利用mtbe在甲醇和水中溶解度不同而达到分离效果，但实际生产中需要用水多次洗涤，工业操作繁琐，工作量大。萃取精馏是基于加入溶剂后，改变了原溶液中关键组分间的相对挥发度，构成一个新的非理想溶液，其具有便于工业化，分离效果高的优点。

3、萃取精馏是向原料液(甲基叔丁基醚和甲醇的混合粗液)中加入溶剂，以改变原有组分间的相对挥发度，再利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。为了提高汽相和液相的传热传质效率，需要增大汽相与液相的接触面积，萃取精馏塔中通常设置泡罩用于增大汽相与液相的接触面积，蒸汽自下而上进入泡罩内，经泡罩的齿缝分散到泡罩的液层中与液体接触，在塔板上形成鼓泡带动液体运动，但这个过程中液体处于相对静止状态，蒸汽与液体的接触面积有限，故此，我们提出一种甲基叔丁基醚的高效高纯分离设备，用于提高蒸汽与液体的接触面积，为汽液两相的传热及传质提供大量的界面，进而提高甲基叔丁基醚的提纯效率和质量。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种甲基叔丁基醚的高效高纯分离设备，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种甲基叔丁基醚的高效高纯分离设备，包括塔体，所述塔体外表面上部安装有溶剂添加管和第一连接管，所述溶剂添加管固定套接有控制阀，所述塔体上端安装有塔顶汽相冷凝器，所述第一连接管位于溶剂添加管正右方，所述第一连接管和塔顶汽相冷凝器的输出端相连，所述第一连接管固定套接有回流阀和液相采出阀，所述回流阀和液相采出阀分别位于塔顶汽相冷凝器输出端的左右两侧，所述第一连接管远离塔体的一端安装有塔顶液相换热器，所述塔体外表面中部安装有有进料换热器，所述进料换热器的输入端安装与进料管，所述进料管固定套接有进料阀，所述塔体外表面下部安装有热虹吸式再沸器，所述塔体下端安装有第二连接管，所述第二连接管与热虹吸式再沸器的输入端相连，所述第二连接管下端安装有塔底液相换热器，所述塔底液相换热器的输出端安装有出料管，所述出料管固定套接有出料阀，所述塔体内壁固定安装有正向塔板和逆向塔板，所述正向塔板和逆向塔板均设置有若干个，且数量相同，若干个所述逆向塔板分别位于若干个正向塔板的下方，所述正向塔板上端固定穿插连接有混合机构，所述正向塔板左端安装有正向挡板，所述正向挡板左端和塔体内壁之间存在间隙，所述逆向塔板右端安装有逆向挡板，所述逆向挡板右端和塔体内壁之间存在间隙；

4、所述混合机构包括外壳，所述外壳与正向塔板固定穿插连接，所述外壳内壁固定安装有冷却板，所述冷却板下端和外壳内腔下壁之间共同安装有若干个导向杆，若干个所述导向杆共同活动穿插连接有空气切换隔板，所述空气切换隔板上端开有若干个上下贯通的气隙，所述空气切换隔板上端中心安装有第二连杆，所述冷却板上端右部固定安装有套筒，所述套筒内腔与冷却板相通，所述套筒内腔滑动连接有活塞，所述活塞上端活动连接有第一连杆，所述外壳内壁通过轴承活动连接有旋转轴，所述旋转轴位于第一连杆和第二连杆的正上方，所述旋转轴中部设置有第二u形部，所述第二u形部活动连接有连接杆，所述连接杆另一端与第二连杆上端活动连接，所述旋转轴右部设置有第一u形部，所述第一u形部与第一连杆活动连接，所述旋转轴左部固定套接有第一伞齿，所述第一伞齿啮合连接有第二伞齿，所述第二伞齿上端安装有驱动轴，所述驱动轴与外壳上端活动穿插连接，所述驱动轴外表面固定套接有搅拌叶，所述搅拌叶位于外壳上方。

5、优选的，所述第一u形部和第二u形部呈相互垂直设置。

6、优选的，所述外壳外表面固定穿插连接有连通管，所述连通管远离外壳的一端延伸至塔体外侧。

7、优选的，所述正向塔板上端安装有若干个正向通气管和若干个泡罩，所述正向塔板下端开有若干个正向通孔，若干个所述正向通孔分别与若干个正向通气管相通，若干个所述正向通气管分别位于若干个泡罩内部，所述泡罩外表面开有若干个开口。

8、优选的，所述正向通气管上端面与正向挡板上端面齐平，所述泡罩内腔上壁高于正向挡板的上端面，所述开口上壁低于正向挡板的上端面。

9、优选的，所述逆向塔板上端安装有若干个逆向通气管，所述逆向塔板下端开有若干个逆向通孔，若干个所述逆向通孔分别与若干个逆向通气管相通。

10、优选的，所述逆向通气管的上端面高于逆向挡板的上端面。

11、优选的，所述溶剂添加管的右端和第一连接管的左端均延伸至最上侧的混合机构的正上方，所述热虹吸式再沸器的输出端位于最下侧的逆向塔板下方，所述进料换热器的输出端位于上下相邻的逆向塔板和正向塔板之间。

12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

13、1、本发明中，通过设置混合机构利用萃取精馏时塔内的温度差为动力源，带动塔板上的液体旋转，增大蒸汽与液体的接触面积，提高汽液两相的传热及传质效率，通过热虹吸式再沸器完成塔底蒸汽建立，使得塔内温度由下至上递减，通过冷却板的下端、活塞的下端和外壳的内壁组成封闭空间，通过连通管使得活塞上方的压力等于外界压力，当外壳的下端面与蒸汽接触升温，根据热胀冷缩原理，空气切换隔板下方的空气受热膨胀，压力增大，使得封闭空间内压力大于外界的压力，进而推动空气切换隔板和活塞向上运动，活塞通过第一连杆带动旋转轴旋转，旋转轴带动第一伞齿转动，当空气切换隔板上端面与冷却板下端面接触时，活塞向上运动至最大距离，失去向上的推力，第一u形部转动至最高点，第二u形部受惯性作用带动空气切换隔板向下运动，封闭空间内的热空气通过气隙与冷却板接触，热空气与冷却板换热降温压缩，压力减小，使得封闭空间内压力小于外界的压力，进而推动活塞向下运动，活塞通过第一连杆带动旋转轴转动，循环往复，通过封闭空间内气体的在不同温度下作周期性压缩和膨胀带动第一伞齿旋转，第一伞齿带动第二伞齿转动，第二伞齿带动搅拌叶转动，转动的搅拌叶使得塔板上的液体旋转，使得泡罩附近的液体流动，进而增大液体与蒸汽的接触面积。

14、2、本发明中，通过最上侧的混合机构使得溶剂与回流的液相充分接触，提高溶剂的萃取效果。

15、3、本发明中，利用萃取精馏时塔内的温度差为动力源驱动混合机构运转，只需要对塔板进行适应性改造，利于推广应用。