CN113617117A - 一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备及其工艺，包括进料泵、精密过滤器、预热器、加热器、膜组件、成品冷凝器、背压阀、活性炭吸附器、成品罐、渗透液冷凝器、渗透液罐、真空机组、尾气冷凝器、尾气冷凝液罐；所述进料泵、精密过滤器、预热器、加热器、膜组件、成品冷凝器、背压阀、活性炭吸附器、成品罐依次管道连接。本发明采用了液相脱水方式，相较于气相脱水方式可节约80%以上的原料加热用热源和80%以上产品冷却用循环水；本发明完全在液相条件下操作，安全性更高；本发明的管路上设置活性炭吸附器，可提升产品纯度和洁净度；本发明的真空机组出口设置冷却回收装置，降低有机物排放，有利于环保。
Description
技术领域
本发明属于医药化工设备技术领域，具体涉及一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备。
背景技术
在现有渗透气化膜有机溶剂脱水回收过程中，需要大量的热源将有机溶剂和水一起气化后完成脱水，再用循环水将成品液化并冷却到常温。
专利文献CN201710476235.1提供了一种渗透气化膜有机溶剂脱水设备，该设备是将机溶剂原料和水一起气化，但是在气化的过程中需要大量的热源，能耗较大，且尾气排放中有机物的浓度也不符合环保要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供可在液相条件下进行脱水的一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备，包括进料泵、精密过滤器、预热器、加热器、膜组件、成品冷凝器、背压阀、活性炭吸附器、成品罐、渗透液冷凝器、渗透液罐、真空机组、尾气冷凝器、尾气冷凝液罐；所述进料泵、精密过滤器、预热器、加热器、膜组件、成品冷凝器、背压阀、活性炭吸附器、成品罐依次管道连接；所述膜组件的渗透侧、渗透液冷凝器、渗透液罐、真空机组、尾气冷凝器、尾气冷凝液罐依次管道连接。
所述膜组件中的渗透气化膜最少为一级。
所述渗透气化膜的个数有二级或二级以上的个数，二级或二级以上的个数的渗透气化膜单组串联使用或多组并联混合使用。
所述加热器可使用蒸汽或导热油或电加热作为热源。
一种使用有机溶剂综合回收液相膜脱水设备的工艺，包括如下步骤：
步骤一：将含水~10wt.%的有机溶剂原料打入进料泵；
步骤二：原料从进料泵的出口经精密过滤器，进入到预热器，经过预热器壳程预热后进入加热器；
步骤三：预热后的原料在加热器中加热，然后进入膜组件进行脱水处理；
步骤四：加热的原料经过膜组件中分子筛膜截留侧表面，水分子透过膜进入到渗透侧，有机溶剂分子则从膜组件的截留侧出口排出，此时有机溶剂水含量可降低到200PPM以下；
步骤五：从截留侧出口排出的含水~200PPM的产品进入到预热器的顶端，通过预热器管程与打入的常温原料换热后，降温至接近常温的产品，再从预热器的底端进入成品冷凝器；
步骤六：成品冷凝器与成品罐之间依次设有背压阀、活性炭吸附器，活性炭吸附器对其进行除杂、脱色，获得的无水有机溶剂产品，将无水有机溶剂产品储存在成品罐。
所述膜组件渗透侧的气相水分子在经过渗透液冷凝器时，降温冷却至低温的液相；经过冷却的渗透液进入到渗透液罐做气液分离后，液相在渗透液罐中储存并排放。
所述真空机组抽出渗透液罐中的不凝气和有机物分子，将其输送到尾气冷凝器中冷却至常温液态，再输送到尾气冷凝液罐做气液分离后，液相在尾气冷凝液罐中储存并回收利用，少量不凝气排放处理。
步骤五中通过循环水降温至常温。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明采用了液相脱水方式，相较于气相脱水方式可节约80%以上的原料加热用热源和80%以上产品冷却用循环水；
（2）本发明完全在液相条件下操作，安全性更高；
（3）本发明的管路上设置活性炭吸附器，可提升产品纯度和洁净度；
（4）本发明的真空机组出口设置冷却回收装置，降低有机物排放，有利于环保；
（5）本发明采用液相进料后设备结构更简单，安全要求和加工难度也降低了，从而缩短了设备的加工周期，节约了设备制作成本。
附图说明
图1 本发明结构示意图。
其中，1—进料泵；2—精密过滤器；3—预热器；4—加热器；5—膜组件；6—成品冷凝器；7—背压阀；8—活性炭吸附器；9—成品罐；10—渗透液冷凝器；11—渗透液罐；12—真空机组；13—尾气冷凝器；14—尾气冷凝液罐。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备，包括进料泵1、精密过滤器2、预热器3、加热器4、膜组件5、成品冷凝器6、背压阀7、活性炭吸附器8、成品罐9、渗透液冷凝器10、渗透液罐11、真空机组12、尾气冷凝器13、尾气冷凝液罐14；进料泵1、精密过滤器2、预热器3、加热器4、膜组件5、成品冷凝器6、背压阀7、活性炭吸附器8、成品罐9依次管道连接；膜组件5的渗透侧、渗透液冷凝器10、渗透液罐11、真空机组12、尾气冷凝器13、尾气冷凝液罐14依次管道连接。
膜组件5中的渗透气化膜最少为一级；渗透气化膜为二级或二级以上的时候，可进行多级单组串联的方式组合使用，也可采用多级串联多组并联的方式组合，进行混合使用。
加热器4可使用蒸汽或导热油或电加热作为热源。
一种使用有机溶剂综合回收液相膜脱水设备的工艺，包括如下步骤：
步骤一：将含水~10wt.%的有机溶剂原料打入进料泵1；
步骤二：原料从进料泵1的出口经精密过滤器2，进入到预热器3，经过预热器3壳程预热后进入加热器4；
步骤三：预热后的原料在加热器4中加热，然后进入膜组件5进行脱水处理；
步骤四：加热的原料经过膜组件5中分子筛膜截留侧表面，水分子透过膜进入到渗透侧，有机溶剂分子则从膜组件5的截留侧出口排出，此时有机溶剂水含量可降低到200PPM以下；
步骤五：从截留侧出口排出的含水~200PPM的产品进入到预热器3的顶端，通过预热器3管程与打入的常温原料换热后，降温至接近常温的产品，再从预热器3的底端进入成品冷凝器6；
步骤六：成品冷凝器6与成品罐9之间依次设有背压阀7、活性炭吸附器8，活性炭吸附器8对其进行除杂、脱色，获得的无水有机溶剂产品，将无水有机溶剂产品储存在成品罐9。
膜组件5渗透侧的气相水分子在经过渗透液冷凝器10时，降温冷却至低温的液相；经过冷却的渗透液进入到渗透液罐11做气液分离后，液相在渗透液罐11中储存并排放。
真空机组12抽出渗透液罐11中的不凝气和有机物分子，将其输送到尾气冷凝器13中冷却至常温液态，再输送到尾气冷凝液罐14做气液分离后，液相在尾气冷凝液罐14中储存并回收利用，少量不凝气排放处理。
步骤五中通过循环水降温至常温。
本发明的一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备在运行时，通过进料泵1将含水~10wt.%的有机溶剂打入***，首先经过精密过滤器2除掉管道或原料中的颗粒杂质，防止管道和原料中的颗粒物对膜组件5中的分子筛膜造成损坏；再经过预热器3壳程预热后进入加热器4，将预热后的原料加热到工艺要求温度后进入膜组件5脱水，物料经过分子筛膜截留侧表面，水分子透过膜进入到渗透侧，有机溶剂分子则从膜组件5的截留侧出口排出，此时有机溶剂水含量可降低到200PPM以下。
工艺温度下的产品进入到预热器3管程与常温原料换热，充分回收产品所携带热量；降温至接近常温的产品再进入成品冷凝器6，通过循环水降温至常温；成品冷凝器6的出口设置有背压阀7，背压阀7用于维持分子筛膜脱水***的工艺压力稳定；背压阀7与成品罐9之间的管路上设置有活性炭吸附器8，对产品做最终除杂和脱色，达到更高的纯度和洁净度；最终无水有机溶剂产品进入成品罐9储存和使用。
膜组件5渗透侧出口连接渗透液冷凝器10、渗透液罐11和真空机组12，通过真空机组12维持分子筛膜脱水***渗透侧的真空状态，并将从截留侧透过的水分子抽出膜脱水***；渗透侧的气相水分子在经过渗透液冷凝器10时降温冷却至低温的液相；经过冷却的渗透液进入到渗透液罐11做气液分离后，液相在渗透液罐11中储存并排放。
少量不凝气和有机物分子通过真空机组12排出；真空机组12出口设置有尾气冷凝器13，将常压状态下尾气中的大部分有机溶剂分子冷却至常温液态；经过冷却的尾气进入到尾气冷凝液罐14做气液分离后，液相在尾气冷凝液罐14中储存并回收利用，少量不凝气排放处理。真空机组12的尾气出口设置的尾气冷凝器13和尾气冷凝液罐14，有效冷却并收集真空***中的有机溶剂，提高产品综合收率，也进一步降低废气中有机物浓度，降低环保压力。采用本发明的液相脱水方式，相较于原气相脱水方式可节约80%以上的原料加热用热源和80%以上产品冷却用循环水
本发明采用液相进料后设备结构更简单，安全要求和加工难度也降低了，从而缩短了设备的加工周期，节约了设备制作成本。
本发明的一种有机溶剂综合回收液相膜脱水工艺适用于多种不同有机溶剂体系，如：醇类、醚类、酮类、酯类、烃类及乙腈、THF、DMF等。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备，其特征在于：包括进料泵（1）、精密过滤器（2）、预热器（3）、加热器（4）、膜组件（5）、成品冷凝器（6）、背压阀（7）、活性炭吸附器（8）、成品罐（9）、渗透液冷凝器（10）、渗透液罐（11）、真空机组（12）、尾气冷凝器（13）、尾气冷凝液罐（14）；所述进料泵（1）、精密过滤器（2）、预热器（3）、加热器（4）、膜组件（5）、成品冷凝器（6）、背压阀（7）、活性炭吸附器（8）、成品罐（9）依次管道连接；所述膜组件（5）的渗透侧、渗透液冷凝器（10）、渗透液罐（11）、真空机组（12）、尾气冷凝器（13）、尾气冷凝液罐（14）依次管道连接。
2.根据权利要求1所述的一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备，其特征在于：所述膜组件（5）中的渗透气化膜最少为一级。
3.根据权利要求2所述的一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备，其特征在于：所述渗透气化膜的个数有二级或二级以上的个数，二级或二级以上的个数的渗透气化膜单组串联使用或多组并联混合使用。
4.根据权利要求1所述的一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备，其特征在于：所述加热器（4）可使用蒸汽或导热油或电加热作为热源。
5.一种使用权利要求1所述的一种有机溶剂综合回收液相膜脱水设备的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将含水~10wt.%的有机溶剂原料打入进料泵（1）；
步骤二：原料从进料泵（1）的出口经精密过滤器（2），进入到预热器（3），经过预热器（3）壳程预热后进入加热器（4）；
步骤三：预热后的原料在加热器4中加热，然后进入膜组件（5）进行脱水处理；
步骤四：加热的原料经过膜组件（5）中分子筛膜截留侧表面，水分子透过膜进入到渗透侧，有机溶剂分子则从膜组件（5）的截留侧出口排出，此时有机溶剂水含量可降低到200PPM以下；
步骤五：从截留侧出口排出的含水~200PPM的产品进入到预热器（3）的顶端，通过预热器（3）管程与打入的常温原料换热后，降温至接近常温的产品，再从预热器（3）的底端进入成品冷凝器（6）；
步骤六：成品冷凝器（6）与成品罐（9）之间依次设有背压阀（7）、活性炭吸附器（8），活性炭吸附器（8）对其进行除杂、脱色，获得的无水有机溶剂产品，将无水有机溶剂产品储存在成品罐（9）。
6.根据权利要求5所述的一种有机溶剂综合回收液相膜脱水工艺，其特征在于：所述膜组件（5）渗透侧的气相水分子在经过渗透液冷凝器（10）时，降温冷却至低温的液相；经过冷却的渗透液进入到渗透液罐（11）做气液分离后，液相在渗透液罐（11）中储存并排放。
7.根据权利要求6所述的一种有机溶剂综合回收液相膜脱水工艺，其特征在于：所述真空机组（12）抽出渗透液罐（11）中的不凝气和有机物分子，将其输送到尾气冷凝器（13）中冷却至常温液态，再输送到尾气冷凝液罐（14）做气液分离后，液相在尾气冷凝液罐（14）中储存并回收利用，少量不凝气排放处理。
8.根据权利要求5所述的一种有机溶剂综合回收液相膜脱水工艺，其特征在于：步骤五中通过循环水降温至常温。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211109 |