[实用新型]一种在线式有机溶剂脱水装置

说明书

技术领域

本实用新型属于分离技术领域，尤其涉及一种在线式有机溶剂脱水装置。

背景技术

随着工业快速发展，各种有机溶剂得到广泛使用，包括醇类、酯类、酮类、醚类、芳香族化合物等化学溶剂应用于能源、医药、生物等领域，在国民经济中发挥着重要作用。有机溶剂脱水是有机溶剂生产和使用过程中一个重要环节。传统分离采用方法主要有一般化学方法、吸附法、精馏法。大多数有机溶剂和水形成共沸物或近沸物，采用普通精馏技术难以将水脱除。传统恒沸精馏、萃取精馏技术，不仅能耗高、工艺复杂、而且大量使用了有毒，有害的有机溶剂，给环境带来了很大压力。对于传统的萃取、吸附分离技术，规模化生产过程中需要添加第三组分,会产生大量废液、废渣，对环境造成的威胁，能耗较高，资源利用率与脱水效率较低，不符合我国节能减排的基本政策，难以满足发展绿色经济的时代需求。

发明内容

本实用新型针对现有技术中的不足，提供了一种在线式有机溶剂脱水装置，有机溶剂脱水过程中无需添加第三组分，省去了第三组分的添加对环境造成的污染及第三组分的再处理费用，并提高了产品质量；相比传统恒沸精馏、萃取精馏技术，降低能耗50%左右，提高收率可达99.5%以上，符合发展绿色经济的时代需求。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：一种在线式有机溶剂脱水装置，包括通过管路依次相连的缓冲罐、渗透汽化膜分离装置和产品罐，所述缓冲罐和渗透汽化膜分离装置之间依次设置有料液泵和加热器，所述渗透汽化膜分离装置包括若干个膜组件，所述膜组件由膜管串联或并联组成，所述膜管是以陶瓷管作为支撑体并由无机材料或有机-无机复合材料制成的渗透汽化膜，所述渗透汽化膜涂覆在膜管一侧，所述渗透汽化膜为无机膜或有机-无机复合膜。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，在渗透汽化膜分离装置上通过管道依次连接有冷凝器和真空泵，所述冷凝器上通过管道依次连接有储存罐和料液泵。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，所述缓冲罐和渗透汽化膜分离装置之间的料液泵与所述缓冲罐通过管路相连接。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，所述在线式有机溶剂脱水装置通过DCS控制。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，所述渗透汽化膜为无机膜、有机-无机复合膜等。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，所述在线式有机溶剂脱水装置处理的有机溶剂为醇类、酮类、醚类、酯类、四氢呋喃、乙腈或这些溶剂的混合物。

在线式有机溶剂脱水装置的工作原理如下：将含水的有机溶剂原料液注入到一级缓冲罐，经过料液泵，并通过流量计控制进入一级加热器，在一级加热器中将原料液温度升至一定温度，送入一级渗透汽化膜分离装置中，有机溶剂液体经过一级渗透汽化膜分离装置时，因膜本身的亲水特性及孔径大小限制，相比于有机溶剂，水分子更容易透过膜，在渗透汽化膜器的渗透侧使用真空泵抽至真空，导致渗透汽化膜分离装置的截留侧和渗透侧形成压差，给水分子透过膜管产生推动力，从而实现有机溶剂和水分离。当经过一级渗透汽化膜分离装置很难将有机溶剂脱水至目标浓度时，需要再继续进入下一级渗透汽化膜分离装置内继续脱水。在经过一级渗透汽化膜分离装置后，由于部分水份渗透会带走一部分热量，可能导致有机溶剂液体的温度降低，因此，需要在进入二级渗透汽化膜分离装置前，需再经过二级加热器加热到一定温度，以便提高脱水效果。根据脱水目标要求，可以依次类推增加多级渗透汽化膜分离装置。经过渗透汽化膜分离装置脱水后的产品溶剂使用冷凝器将其冷却，即可送入产品罐。而在渗透汽化膜分离装置渗透侧，透过的水蒸气和少量的有机溶剂需要在经过一个冷凝器，将其冷凝成液体收集起来，作为废水处理或者再回收利用。根据有机溶剂液体处理量和渗透汽化膜分离装置中的流量设计要求，在需要多级渗透汽化膜分离装置处理时，可在经过一级渗透汽化膜分离装置后一部分回流至原料液入口处，在缓冲罐中与新鲜原料液混合再进入一级渗透汽化膜分离装置，可以达到渗透汽化膜分离装置脱水工艺最优化设计，在最大化提高膜脱水效率及节省渗透汽化膜分离装置的同时，实现有机溶剂在线式连续性脱水工艺。

本实用新型的有益效果是：1）工艺方面：相比传统萃取、吸附分离技术，本实用新型在线式有机溶剂脱水装置在有机溶剂脱水过程中无需添加第三组分，省去了第三组分的添加对环境造成的污染及第三组分的再处理费用，并提高了产品质量；相比传统恒沸精馏、萃取精馏技术，降低能耗50%左右，提高收率可达99.5%以上。