一种甲苯硝化反应液分离设备及工作方法与流程

本发明涉及萃取分离设备，尤其涉及一种甲苯硝化反应液分离设备及工作方法。

背景技术：

1、甲苯硝化是利用甲苯与混酸(硫酸和硝酸)在循环酸存在的条件下生成酸性混合硝基甲苯反应液，酸性混合硝基甲苯反应液经过静置分层得到酸性混合硝基甲苯和循环酸，循环酸部分用于浓缩制备浓硫酸，剩余部分循环使用，酸性混合硝基甲苯经过中和、脱酚、水洗、精制分离，得到对硝基甲苯、邻硝基甲苯、间硝基甲苯成品。

2、而仅分层提取，酸性混合硝基甲苯中会含有循环酸，造成中和时消耗碱，若循环酸中含有酸性混合硝基甲苯多，则在浓缩时会与剩余的硝酸产生反应生成二硝基甲苯等杂质，同时蒸馏出的凝水中含有硝基甲苯污染环境，因此需要尽可能的降低循环酸中的混合硝基甲苯，减少油相中夹带的酸性物质和循环酸中夹带的有机物。

3、现有的高效分离技术可以选择离心萃取机，将密度不同且互不混溶的两种液体在高速旋转下产生的离心力作用下迅速分离，而现有技术中的离心萃取机，例如中国专利文献cn113559552a公开的离心萃取器和萃取方法，由于堰板固定设置，堰板与转鼓之间形成的轻相出液口、重相出液口也自然呈固定大小，但随进液的反应液不同，流入转鼓内的重相液和轻相液的比例发生变化时，轻相出液口、重相出液口的大小无法相应调整，则不利于沿轻相出液口、重相出液口高效出液分离的效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种甲苯硝化反应液分离设备及工作方法，以解决现有离心萃取设备轻相出液口、重相出液口的大小无法适应性调整，不利于进一步提升出液分离效率的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种甲苯硝化反应液分离设备，包括离心萃取机本体，离心萃取机本体内设有转鼓，转鼓顶端设有堰板部，堰板部包括轻相堰板和重相堰板，轻相堰板一侧开设有轻相出液口，重相堰板一侧开设有重相出液口，转鼓内沿其轴心方向设有轴叶：

3、堰板部下方设有环形固定板，环形固定板的中心留有位于轻相出液口下方的第一通口，环形固定板的外周与转鼓之间留有位于重相出液口的下方的第二通口，环形固定板朝向第一通口、第二通口的一端呈开口设置；

4、环形固定板下方连接有沿转鼓内部径向方向设置的摇杆部，摇杆部环绕轴叶外周布置有多个，离心萃取机本体内正常分离作业时，位于转鼓内部外周的重相液的出液冲击力小于位于转鼓内部中心的轻相液的出液冲击力，以使摇杆部位于转鼓中心的一端向上倾斜；

5、环形固定板内分别设有内环活动气囊和外环活动气囊，转鼓内的重相液相对于轻相液的比例减小时，摇杆部逐渐转动水平，触发外环活动气囊伸出，用于减小第二通口的出液面积，并触发内环活动气囊缩回，用于增大第一通口的出液面积。

6、优选地，摇杆部包括沿转鼓内部径向方向设置的横摇杆，以及连接于横摇杆顶端的竖伸缩杆，竖伸缩杆的顶端穿设入环形固定板内，用于传动内环活动气囊、外环活动气囊收放运动。

7、优选地，环形固定板内转动连接有转轮，转轮底端连接于竖伸缩杆的顶端，转轮的两侧连接有推把，环形固定板内位于内环活动气囊、外环活动气囊的内侧分别设有固定气仓，固定气仓内设有固定气囊，固定气囊朝向内环活动气囊、外环活动气囊的一端固定连接于固定气仓上，并与内环活动气囊、外环活动气囊相连通，横摇杆转动时，带动转轮转动，转轮带动其两侧的推把转动，以使推把沿相反方向推动两侧的固定气囊，从而带动内环活动气囊、外环活动气囊收放。

8、优选地，横摇杆的外端弹性连接有横伸缩杆，横伸缩杆弹性伸出，并分别抵接于轴叶的外侧壁和转鼓的内侧壁上。

9、优选地，横伸缩杆头端转动连接有竖叶条，竖叶条分别贴设于轴叶的外侧壁和转鼓的内侧壁上。

10、优选地，第一通口、第二通口处分别设有环形滤网部，内环活动气囊和外环活动气囊伸出时，沿环形滤网部内部移动。

11、优选地，环形滤网部包括连接于环形固定板上口的上滤网，以及连接于环形固定板下口的下滤网，上滤网、下滤网之间形成供内环活动气囊和外环活动气囊移动的网中空腔，上滤网、下滤网远离环形固定板的外口端连接有固定环架，固定环架分别转动连接于轴叶的侧壁内和转鼓的侧壁内。

12、优选地，内环活动气囊、外环活动气囊的表面布设有颗粒状凸起，内环活动气囊和外环活动气囊沿环形滤网部内部运动时，通过颗粒状凸起摩擦清理上滤网、下滤网。

13、优选地，固定环架的一端连接有延伸入网中空腔内的网板，网板分别贴设于上滤网、下滤网，轴叶的侧壁内和转鼓的侧壁内弹性连接有限位销，初始状态下，限位销滑插入固定环架内限位，内环活动气囊和外环活动气囊外接有进气管，通过进气管通气入内环活动气囊和外环活动气囊，直至内环活动气囊、外环活动气囊推动限位销，以使限位销脱离固定环架。

14、本发明还提供了一种甲苯硝化反应液分离设备的工作方法，包括以下步骤：

15、通过堰板部下方设有环形固定板，环形固定板的中心留有位于轻相出液口下方的第一通口，环形固定板的外周与转鼓之间留有位于重相出液口的下方的第二通口，环形固定板下方连接有沿转鼓内部径向方向设置的摇杆部，摇杆部环绕轴叶外周布置有多个；

16、初始状态下，摇杆部位于转鼓中心的一端向上倾斜，若转鼓内的重相液相对于轻相液的比例减小时，摇杆部逐渐转动水平，触发外环活动气囊伸出，用于减小第二通口的出液面积，并触发内环活动气囊缩回，用于增大第一通口的出液面积，利于防止轻相液由第二通口逃逸，同时增大轻相液由第一通口的出液量；

17、若转鼓内的重相液相对于轻相液的比例增大时，摇杆部位于转鼓中心的一端进一步向上倾斜，触发外环活动气囊缩回，用于增大第二通口的出液面积，并触发内环活动气囊伸出，用于减小第一通口的出液面积。

18、本发明的有益效果：通过堰板部下方设有环形固定板，环形固定板下方连接有沿转鼓内部径向方向设置的摇杆部，初始状态下，摇杆部位于转鼓中心的一端向上倾斜，随进液不同，例如转鼓内的重相液相对于轻相液的比例减小时，摇杆部逐渐转动水平，触发外环活动气囊伸出，用于减小第二通口的出液面积，并触发内环活动气囊缩回，用于增大第一通口的出液面积，从而防止轻相液从第二通口逃逸，同时增大轻相液由第一通口出液量，相反的，转鼓内的重相液相对于轻相液的比例增大时，则摇杆部位于转鼓中心的一端向上倾斜更多，则触发外环活动气囊缩回，用于增大第二通口的出液面积，并触发内环活动气囊伸出，用于减小第一通口的出液面积，从而合理的适应性调整重相液和轻相液的出液速度，进一步提高出液分离效率。

技术特征：

1.一种甲苯硝化反应液分离设备，包括离心萃取机本体(1)，所述离心萃取机本体(1)内设有转鼓(2)，所述转鼓(2)顶端设有堰板部，所述堰板部包括轻相堰板(3)和重相堰板(4)，所述轻相堰板(3)一侧开设有轻相出液口(31)，所述重相堰板(4)一侧开设有重相出液口(41)，所述转鼓(2)内沿其轴心方向设有轴叶(5)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种甲苯硝化反应液分离设备，其特征在于，所述摇杆部(7)包括沿所述转鼓(2)内部径向方向设置的横摇杆(71)，以及连接于所述横摇杆(71)顶端的竖伸缩杆(72)，所述竖伸缩杆(72)的顶端穿设入所述环形固定板(6)内，用于传动内环活动气囊(8)、外环活动气囊(9)收放运动。

3.根据权利要求2所述的一种甲苯硝化反应液分离设备，其特征在于，所述环形固定板(6)内转动连接有转轮(63)，所述转轮(63)底端连接于所述竖伸缩杆(72)的顶端，所述转轮(63)的两侧连接有推把(64)，所述环形固定板(6)内位于内环活动气囊(8)、外环活动气囊(9)的内侧分别设有固定气仓(65)，所述固定气仓(65)内设有固定气囊(66)，所述固定气囊(66)朝向内环活动气囊(8)、外环活动气囊(9)的一端固定连接于所述固定气仓(65)上，并与内环活动气囊(8)、外环活动气囊(9)相连通，所述横摇杆(71)转动时，带动所述转轮(63)转动，所述转轮(63)带动其两侧的推把(64)转动，以使所述推把(64)沿相反方向推动两侧的固定气囊(66)，从而带动内环活动气囊(8)、外环活动气囊(9)收放。

4.根据权利要求2所述的一种甲苯硝化反应液分离设备，其特征在于，所述横摇杆(71)的外端弹性连接有横伸缩杆(73)，所述横伸缩杆(73)弹性伸出，并分别抵接于所述轴叶(5)的外侧壁和所述转鼓(2)的内侧壁上。

5.根据权利要求4所述的一种甲苯硝化反应液分离设备，其特征在于，所述横伸缩杆(73)头端转动连接有竖叶条(74)，所述竖叶条(74)分别贴设于所述轴叶(5)的外侧壁和所述转鼓(2)的内侧壁上。

6.根据权利要求1所述的一种甲苯硝化反应液分离设备，其特征在于，所述第一通口(61)、所述第二通口(62)处分别设有环形滤网部(16)，内环活动气囊(8)和外环活动气囊(9)伸出时，沿所述环形滤网部(16)内部移动。

7.根据权利要求6所述的一种甲苯硝化反应液分离设备，其特征在于，所述环形滤网部(16)包括连接于所述环形固定板(6)上口的上滤网(161)，以及连接于所述环形固定板(6)下口的下滤网(162)，上滤网(161)、下滤网(162)之间形成供内环活动气囊(8)和外环活动气囊(9)移动的网中空腔(163)，上滤网(161)、下滤网(162)远离所述环形固定板(6)的外口端连接有固定环架(164)，所述固定环架(164)分别转动连接于所述轴叶(5)的侧壁内和所述转鼓(2)的侧壁内。

8.根据权利要求7所述的一种甲苯硝化反应液分离设备，其特征在于，所述内环活动气囊(8)、所述外环活动气囊(9)的表面布设有颗粒状凸起，内环活动气囊(8)和外环活动气囊(9)沿所述环形滤网部(16)内部运动时，通过所述颗粒状凸起摩擦清理上滤网(161)、下滤网(162)。

9.根据权利要求8所述的一种甲苯硝化反应液分离设备，其特征在于，所述固定环架(164)的一端连接有延伸入所述网中空腔(163)内的网板(165)，所述网板(165)分别贴设于所述上滤网(161)、所述下滤网(162)，所述轴叶(5)的侧壁内和所述转鼓(2)的侧壁内弹性连接有限位销(17)，初始状态下，所述限位销(17)滑插入所述固定环架(164)内限位，所述内环活动气囊(8)和所述外环活动气囊(9)外接有进气管，通过所述进气管通气入所述内环活动气囊(8)和所述外环活动气囊(9)，直至内环活动气囊(8)、外环活动气囊(9)推动所述限位销(17)，以使所述限位销(17)脱离所述固定环架(164)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种甲苯硝化反应液分离设备的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及萃取分离设备技术领域，具体涉及一种甲苯硝化反应液分离设备及工作方法，通过堰板部下方设有环形固定板，环形固定板下方连接有沿转鼓内部径向方向设置的摇杆部，初始状态下，摇杆部位于转鼓中心的一端向上倾斜，随进液不同，例如转鼓内的重相液相对于轻相液的比例减小时，摇杆部逐渐转动水平，触发外环活动气囊伸出，用于减小第二通口的出液面积，并触发内环活动气囊缩回，用于增大第一通口的出液面积，从而防止轻相液从第二通口逃逸，同时增大轻相液由第一通口出液量，从而合理的适应性调整重相液和轻相液的出液速度，进一步提高出液分离效率。

技术研发人员：李祥金,侯晓培,王美红,张吉晔,马林波,张斌,王永杰
受保护的技术使用者：山东彩客东奥化学有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15