[发明专利]用于减压精馏的超重力装置及应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超重力装置及应用方法，具体涉及一种用于减压精馏的超重力装置及其在分离热敏物料工艺中的应用方法。本发明超重力装置特别适用于高粘度热敏性物料的分离提纯等过程，属于超重力技术领域。

背景技术

热敏性物料常存在于中药制药、生物技术、精细化工以及食品行业等诸多领域。热敏物料受热到一定程度会发生分解、聚合或其它反应，出现变色、变味的现象。影响热敏物料的主要因素是温度和受热停留时间。工业上对热敏物料的处理多采用减压或真空精馏，降低操作压力，从而降低塔釜温度，避免热敏性物质因过热而聚合或分解变质。减压精馏，是指在低于一个大气压的条件下对混合物进行分离的一种精馏操作（绝对压力达0.1～30mmHg时为真空精馏）。减压精馏是分离、提纯高沸点和性质不稳定的液体有机物的常用方法。目前对于热敏物料分离主要是考虑改造分离设备结构或流程以减小物料在高温区的停留时间。

工业上常用的分离热敏物料的设备有短程蒸馏器、膜式蒸发塔、填料塔等。短程蒸馏器的种类很多，常用的有静止式短程蒸馏器、刮膜式短程蒸馏器和离心式短程蒸馏器等。但短程蒸馏器分离效率低，产物易于被进料直接污染，同时存在设备投资大、操作费用高、能耗高等缺点。用于热敏物料的膜式蒸发塔有降膜式湿壁塔、降膜蒸发器、刮膜蒸发器等。降膜式湿壁塔和降膜蒸发器设备设计简单，容易出现局部过热现象；刮膜蒸发器可处理黏度较大的物料，但不能在低压下操作和分离效率低的缺点。填料塔结构简单，传质表面大，特别是由于近几年来新型填料的研究和开发，大大降低了流体阻力，使得填料塔在热敏物料精馏中的优势越来越明显，在工业生产中应用广泛。但填料塔在处理高粘热敏物料时常常会出现物料受热停留时间过长，停留时间最高达70s，极易出现物料分解或塔内结焦等现象，所以塔器设备操作弹性小、停留时间长、不适于处理高粘度物料，一般处理高粘物质都需要设备具有旋转部件；其次，塔器设备一般体积庞大，减压填料塔一般装配有抽真空机组、塔底循环泵、温度、压力检测及控制系统等，使复杂的塔器精馏设备变得更加庞大；所以，超重力精馏机成为解决问题的有效途径。

超重力精馏是近几年来发展起来的一项强化传质、混合和反应新技术。关于超重力精馏装置的专利(详见中国专利200920247008.2，201220066902.1，ZL01268009.5等)已经公开。超重力精馏的气液传质是在几十倍于重力的超重力场中进行的，其气液微元在超重力场下，被撕裂成微米或纳米级的液膜及液丝，产生大量的快速更新的表面积，大大强化传质和混合过程，使传质效率比传统塔设备提高1-3个数量级。超重力精馏机有设备体积小、能耗小、停留时间短、便于开停车、安装维修方便、操作弹性大等传统精馏设备无法比拟的优势。

现有的塔器设备不适于分离高粘度热敏性物料或分离效率很低，且物料受热停留时间长，容易使热敏性物料因过热而聚合或分解变质。虽与传统塔器装置相比，超重力装置已经具有被认可的明显优势。但是，现有的常压超重力精馏机不能用于减压精馏，不能在高真空下操作和压降大等缺点。目前，应工业要求急需一种用于减压精馏的超重力精馏机。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种用于减压精馏的超重力装置。本发明超重力装置可在高真空下操作，并采用传质、传热效率高，通量大、压降低的整体式填料，高黏物料在超重力离心力作用下流动通过整体式填料，被撕裂成极小的传质单元，可减少热敏性物料尤其是高粘热敏性物料的停留时间，停留时间小于一秒且分布均匀，还可极大强化传质效率，提高产品质量。同时，该超重力装置体积小、低能耗、物料受热停留时间短、安装维修方便、便于开停车、操作弹性大；可使精馏过程显著地减少氧化、聚合、结焦等现象，使热敏物料尤其是高粘热敏物料等产品品质更高。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种上述装置在分离热敏物料过程中的应用方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明用于减压精馏的超重力装置，包括多级超重力精馏机、抽真空系统、冷凝器、原料罐、冷凝罐和再沸器；所述多级超重力精馏机气相出口通过管道连接冷凝器入口，所述冷凝器通过管道与抽真空系统连接，所述冷凝器出口通过管道与冷凝罐入口连接相通，所述冷凝罐出口通过第一压力泵和多级超重力精馏机连接相通；所述多级超重力精馏机、冷凝器、冷凝罐和第一压力泵形成循环的回路；所述多级超重力精馏机的釜液出口通过管道与再沸器料液入口连接相通，再沸器气相出口通过管道与多级超重力精馏机的气相进口连接相通，形成回路；所述再沸器的底部设有排料阀；所述原料罐通过第二压力泵连接到多级超重力精馏机的进料口。