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一种亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统的制作方法

作者:愚公移山  来源:www.zjcxce.com  更新时间:2020-10-12 10:04:20  点击次数:
  本实用新型涉及超重力精馏技术领域,具体涉及一种亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统。

  背景技术:

  亚克力(pmma)是一种有机玻璃,化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯,是目前已知的透光性好的人造有机玻璃,被广泛用于制作各种塑料板材。全世界每年至少有1千万吨的废料产生,需要进行回收利用。

  废有机玻璃可以回收利用,目前主要由两种方法,一种是高温下降解成为单体,单体里面的杂质很多,颜色也是黑色的,需要进行精馏提纯,然后重新进行作业成型;另一种方法是采用溶解及可沉淀法进行回收,是将废有机玻璃溶解在一种适当的溶剂中,溶液经过过滤后除去杂质,精馏提纯,然后将适当的非溶剂沉淀成为聚合物,所得粒料再经洗涤、干燥就是产品。这两种方法都涉及到固体亚克力(聚甲基丙烯甲酯)转变为液体(甲基丙烯酸甲酯)单体。

  上述两种方法得到的液体单体杂质很多,包括多种灰尘、油漆、大分子有机物、胶质等,颜色黑,不能直接利用,需要进行精馏提纯。目前工业上一般采用间歇精馏塔精馏进行提纯,间歇精馏塔设备高度通常在15米以上,存在着投资高、精馏效率低的缺点。

  技术实现要素:

  本实用新型的目的在于解决上述背景技术中存在的不足,提供一种高度仅1米左右、造价低、精馏效率快、纯度高的新型亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统。

  为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:

  一种亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,包括依次通过管路连接的原料罐、进料齿轮泵、加热器、超重力旋转床、冷凝器和产品收集罐;所述进料齿轮泵的进口与所述原料罐连接,所述进料齿轮泵的出口与所述加热器连接,所述超重力旋转床的进料口与所述加热器连通,所述超重力旋转床的出气口与所述冷凝器连接,所述产品收集罐用于收集经所述冷凝器冷凝后的液相产品。

  所述系统还包括真空泵,所述真空泵与产品收集罐连通。

  所述冷凝器出口管路与产品收集罐之间连接有回流比调节阀,所述回流比调节阀的出液口分两回流管路,其中一路与所述产品收集罐连通,另一路与所述超重力旋转床连通,且在两回流管路上均设有流量计,通过控制回流量和产品量的比率(回流比)调节进入所述产品收集罐中产品的纯度。

  所述系统还包括再沸器,所述再沸器与所述超重力旋转床连通,用于将经所述超重力旋转床分离后的液相部分进行加热气化,并在气化后返回所述超重力旋转床。

  所述超重力旋转床包括中空的壳体、旋转轴、以及设置在所述壳体内的动盘和静盘,所述旋转轴一端伸入所述壳体内腔,并与所述壳体呈密封转动连接,所述动盘固定于所述旋转轴上且与所述旋转轴形成同步转动,所述静盘固定于所述壳体内壁,所述静盘位于所述动盘的上方且与所述静盘配套设置。

  所述壳体上设有进料口、出气口、回流口、再沸液体进出口和再沸气体进口,所述进料口与所述加热器连通,所述出气口与所述冷凝器连通,所述回流口与所述回流比调节阀连通,所述再沸液体进出口和再沸气体进口分别与所述再沸器的进口端和出口端分别连通。

  所述进料口、回流口、再沸气体进口分设在所述壳体的侧壁上,所述出气口设置在所述壳体的顶部,所述再沸液体进出口设置在所述壳体的底部。

  所述动盘和静盘沿所述旋转轴方向设有三组,所述进料口为两个,分别位于上一组中的所述动盘与下一组中的所述静盘之间位置。

  本实用新型技术方案,具有如下优点:

  a.本实用新型亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,采用超重力旋转床减压精馏亚克力废液,减压精馏后得到纯白色的甲基丙烯酸甲酯,产品纯度高且精馏效率快,操作温度由常规的110℃降低到70℃,设备高度由常规精馏塔的15米降低到超重力精馏机仅1米高。

  b.本实用新型,将亚克力废液在加热器中加热到一定温度发生汽化,汽化后的亚克力废液从加热器中出来后进入到超重力旋转床内,气液两相在超重力旋转床中的动盘和静盘曲折运动,同时在高速旋转产生的离心力作用下形成比表面积极大而又不断更新的气液界面,不断发生传质和传热过程,从而实现精馏分离提纯。

  c.本实用新型,经超重力旋转床分离出的气相(精馏后的气态甲基丙烯酸甲酯)经过冷凝器冷却后变成液态,通过回流装置控制回流量和产品量的比率(回流比)来调节产品的纯度,可控性好,得到的产品纯度高。

  d.由于甲基丙烯酸甲酯是一个热敏性的物料,通过在产品收集罐上通过真空泵来降低整个系统的压力,在负压下操作,可以降低精馏温度降低能耗同时又保护了产品不发生聚合,进一步保证了产品的质量。

  附图说明

  为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式,下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他实施例。

  图1为本实用新型亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统整体结构示意图;

  图2为超重力旋转床结构示意图。

  附图标记说明:

  1-原料罐

  2-进料齿轮泵

  3-加热器

  4-超重力旋转床

  41-壳体

  411-进料口,412-出气口,413-回流口

  414-再沸液体进出口,415-再沸气体进口

  42-旋转轴,43-动盘,44-静盘,45-电机

  5-冷凝器

  6-产品收集罐

  7-真空泵

  8-回流比调节阀

  9-再沸器

  具体实施方式

  下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

  如图1所示,本实用新型提供了一种亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,包括原料罐1、进料齿轮泵2、加热器3、超重力旋转床4、冷凝器5和产品收集罐6,进料齿轮泵2设置在原料罐1和加热器3之间,用于将原料罐1内待处理的亚克力废液泵送到加热器3内,超重力旋转床4的进料口与加热器3连通,用于接收经加热器3加热气化后的气液两相亚克力废液并对其进行精馏分离,分离后的亚克力废液的气相部分经超重力旋转床4的出气口进入冷凝器5进行冷凝,产品收集罐6用于收集经冷凝器5冷凝后的液相产品;原料罐1、进料齿轮泵2、加热器3、超重力旋转床4、冷凝器5和产品收集罐6依次通过管路相连。本实用新型亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,采用超重力旋转床减压精馏亚克力废液,减压精馏后得到纯白色的甲基丙烯酸甲酯,产品纯度高且精馏效率快,操作温度由常规的110℃降低到70℃,设备高度由常规精馏塔的15米降低到超重力精馏机仅1米高。

  所述系统还包括真空泵7和再沸器9,真空泵7与产品收集罐6连通,为产品收集罐6提供负压。由于甲基丙烯酸甲酯是一个热敏性的物料,通过在产品收集罐上通过真空泵来降低整个系统的压力,在负压下操作,可以降低精馏温度降低能耗同时又保护了产品不发生聚合,进一步保证了产品的质量。再沸器9与超重力旋转床4连通,用于将经超重力旋转床4分离后的液相部分进行加热气化,并在气化后返回超重力旋转床4。

  冷凝器5出口管路与产品收集罐6之间连接有回流比调节阀8,回流比调节阀8的出液口分两回流管路,其中一路与产品收集罐6连通,另一路与超重力旋转床4连通,且在两回流管路上均设有流量计,通过调节回流比调节阀8中阀门的开度大小控制回流量和产品量的比率(回流比),进而控制进入产品收集罐6中产品的纯度。

  如图2所示,超重力旋转床4包括柱状壳体41、旋转轴42、以及设置在壳体41内的动盘43和静盘44,旋转轴42一端伸入壳体41内腔并与之密封转动连接,另一端与电机45相连,用于带动旋转轴42转动。动盘43固定安装在旋转轴42上且与旋转轴42同步周向转动,静盘44固定安装在壳体41内壁,静盘44位于动盘43的上方且与静盘44配套设置。本实用新型,将亚克力废液在加热器中加热到一定温度发生汽化,汽化后的亚克力废液从加热器中出来后进入到超重力旋转床内,气液两相在超重力旋转床中的动盘和静盘曲折运动,同时在高速旋转产生的离心力作用下形成比表面积极大而又不断更新的气液界面,不断发生传质和传热过程,从而实现精馏分离提纯。

  在壳体41上设有进料口411、出气口412、回流口413、再沸液体进出口414和再沸气体进口415,进料口411与加热器3连通,出气口412与冷凝器5连通,回流口413与回流比调节阀8连通,再沸液体进出口414和再沸气体进口415分别与再沸器9的进口端和出口端分别连通。进料口411、回流口413、再沸气体进口415分设在壳体41的侧壁上,出气口412设置在壳体41的顶部,再沸液体进出口414设置在壳体41的底部。

  动盘43和静盘44沿旋转轴42方向设有三组,进料口411为两个,分设在三组动盘43和静盘44之间。

  原料罐1、进料齿轮泵2、加热器3和超重力旋转床4连接形成进料系统;再沸器9和超重力旋转床4连接形成再沸系统;超重力旋转床4、冷凝器5、回流装置8连接形成回流系统;超重力旋转床4、冷凝器5、产品接收罐6和真空泵7连接形成减压系统。

  工作时,在亚克力废液精馏提纯过程中,将亚克力废液放入到原料罐1中,通过进料齿轮泵2泵入到加热器3中,加热器3通入高温水蒸汽进行加热,将亚克力废液在加热器3中加热到一定温度发生汽化,汽化后的亚克力废液从加热器3中出来后进入到超重力旋转床4内,气液两相在超重力旋转床中的动盘和静盘曲折运动,同时在高速旋转产生的离心力作用下形成比表面积极大而又不断更新的气液界面,不断发生传质和传热过程,从而实现精馏分离提纯,气相(精馏后的气态甲基丙烯酸甲酯)从超重力旋转床4的出气口进入冷凝器5中,液相通过超重力旋转床4的出液口进入到再沸器9中进行加热气化,再通过出气口进入超重力旋转床4中,不断气化和液化,形成一个完整的精馏过程;气相(精馏后的气态甲基丙烯酸甲酯)经过冷凝器5冷却后变成液态,通过回流装置控制回流量和产品量的比率(回流比)来调节产品的纯度;由于甲基丙烯酸甲酯是一个热敏性的物料,通过在产品收集罐6上通过真空泵7来降低整个系统的压力,在负压下操作,可以降低精馏温度降低能耗同时又保护了产品不发生聚合影响产品质量。

  显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

  技术特征:

  1.一种亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,其特征在于,所述系统包括依次通过管路连接的原料罐(1)、进料齿轮泵(2)、加热器(3)、超重力旋转床(4)、冷凝器(5)和产品收集罐(6);所述进料齿轮泵(2)的进口与所述原料罐(1)连接,所述进料齿轮泵(2)的出口与所述加热器(3)连接,所述超重力旋转床(4)的进料口与所述加热器(3)连通,所述超重力旋转床(4)的出气口与所述冷凝器(5)连接,所述产品收集罐(6)用于收集经所述冷凝器(5)冷凝后的液相产品。

  2.根据权利要求1所述的亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,其特征在于,所述系统还包括真空泵(7),所述真空泵(7)与产品收集罐(6)连通。

  3.根据权利要求2所述的亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,其特征在于,所述冷凝器(5)出口管路与产品收集罐(6)之间连接有回流比调节阀(8),所述回流比调节阀(8)的出液口分两回流管路,其中一路与所述产品收集罐(6)连通,另一路与所述超重力旋转床(4)连通,且在两回流管路上均设有流量计,通过控制回流量和产品量的比率即回流比调节进入所述产品收集罐(6)中产品的纯度。

  4.根据权利要求3所述的亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,其特征在于,所述系统还包括再沸器(9),所述再沸器(9)与所述超重力旋转床(4)连通,用于将经所述超重力旋转床(4)分离后的液相部分进行加热气化,并在气化后返回所述超重力旋转床(4)。

  5.根据权利要求4所述的亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,其特征在于,所述超重力旋转床(4)包括中空的壳体(41)、旋转轴(42)、以及设置在所述壳体(41)内的动盘(43)和静盘(44),所述旋转轴(42)一端伸入所述壳体(41)内腔,并与所述壳体(41)呈密封转动连接,所述动盘(43)固定于所述旋转轴(42)上且与所述旋转轴(42)形成同步转动,所述静盘(44)固定于所述壳体(41)内壁,所述静盘(44)位于所述动盘(43)的上方且与所述静盘(44)配套设置。

  6.根据权利要求5所述的亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,其特征在于,所述壳体(41)上设有进料口(411)、出气口(412)、回流口(413)、再沸液体进出口(414)和再沸气体进口(415),所述进料口(411)与所述加热器(3)连通,所述出气口(412)与所述冷凝器(5)连通,所述回流口(413)与所述回流比调节阀(8)连通,所述再沸液体进出口(414)和再沸气体进口(415)分别与所述再沸器(9)的进口端和出口端分别连通。

  7.根据权利要求6所述的亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,其特征在于,所述进料口(411)、回流口(413)、再沸气体进口(415)分设在所述壳体(41)的侧壁上,所述出气口(412)设置在所述壳体(41)的顶部,所述再沸液体进出口(414)设置在所述壳体(41)的底部。

  8.根据权利要求7所述的亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,其特征在于,所述动盘(43)和静盘(44)沿所述旋转轴(42)方向设有三组,所述进料口(411)为两个,分别位于上一组中的所述动盘(43)与下一组中的所述静盘(44)之间位置。

  技术总结

  本实用新型涉及一种亚克力废液提纯用超重力减压精馏系统,包括依次通过管路连接的原料罐、进料齿轮泵、加热器、超重力旋转床、冷凝器和产品收集罐;进料齿轮泵的进口与原料罐连接,进料齿轮泵的出口与加热器连接,超重力旋转床的进料口与加热器连通,超重力旋转床的出气口与冷凝器连接,产品收集罐用于收集经冷凝器冷凝后的液相产品。本实用新型采用超重力旋转床减压精馏亚克力废液,减压精馏后得到纯白色的甲基丙烯酸甲酯,产品纯度高且精馏效率快,操作温度由常规的110℃降低到70℃,设备高度由常规精馏塔的15米降低到超重力精馏机仅1米高。
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