一種液液萃取塔用懸掛式降液管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液液萃取塔用懸掛式降液管，包括降液管主體、可旋轉(zhuǎn)管形擋板和導(dǎo)流板，導(dǎo)流板固定于降液管主體下端頭，可旋轉(zhuǎn)管形擋板套在降液管主體外以活動(dòng)方式置于導(dǎo)流板平面上，降液管主體下部和可旋轉(zhuǎn)管形擋板等高的圓周上分別開有孔，可旋轉(zhuǎn)管形擋板旋轉(zhuǎn)時(shí)，降液管主體下部孔的流通面積相應(yīng)變大或變小。該降液管有利于提高萃取塔的操作彈性，在操作條件發(fā)生變化后，不必改造萃取塔塔板或降液管，調(diào)節(jié)流通面積即可滿足正常生產(chǎn)需要，從而可以節(jié)約設(shè)備內(nèi)件改造的資金投入和減少停車改造期的經(jīng)濟(jì)損失。
【專利說明】
一種液液萃取塔用懸掛式降液管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液液萃取塔，特別涉及液液萃取塔降液管設(shè)計(jì)。

【背景技術(shù)】
[0002]液液萃取是石化、化工和制藥等行業(yè)常用的分離均相液體混合物的單元操作之一，利用液體混合物中各組分在某溶劑中溶解度的差異實(shí)現(xiàn)混合物的分離，篩板塔是常用的液液萃取設(shè)備之一。一般液液萃取中的互不相容兩相流動(dòng)方向相反(逆流操作)，其中一相作為分散相，通過篩孔分散成液滴向上(或向下)流動(dòng)，另一相作為連續(xù)相，通過降液管向下(或向上)流動(dòng)。
[0003]在液液萃取塔內(nèi)，只有分散相反復(fù)有效地分散與凝聚，才能實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)界面反復(fù)有效地更新，傳質(zhì)界面更新效果直接關(guān)系到塔板效率。
[0004]專利文獻(xiàn)CN98805791A給出了一種層板塔用降液管，通過優(yōu)化降液管結(jié)構(gòu)，既保證杯底“靜區(qū)”內(nèi)流體有效更新，又避免氣體進(jìn)入降液管，進(jìn)而強(qiáng)化氣液兩相傳質(zhì)。專利文獻(xiàn)CN200610042664A給出了一種帶消能器降液管的塔板，提出了在降液管內(nèi)設(shè)置阻流板或設(shè)置在阻流板上的金屬填料的消能器，從而減少液相向下流動(dòng)的沖濺，降低液相物料在降液管中的流動(dòng)速度，增加液相物料在降液管內(nèi)的停留時(shí)間，提高降液管汽液分離效率。專利CN101396620A通過優(yōu)化降液管結(jié)構(gòu)使連續(xù)相流動(dòng)方向得以優(yōu)化，進(jìn)而提高了傳質(zhì)效率。
[0005]例如在蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫工藝中，萃取工序的萃取塔一般采用篩板萃取塔。含有蒽醌衍生物及有機(jī)溶劑的工作液依次經(jīng)氫化、氧化后進(jìn)入萃取塔底部，去離子水從萃取塔頂部加入。萃取液(過氧化氫水溶液)從萃取塔底部流出，萃余液(經(jīng)萃取后的工作液)從萃取塔頂部流出。在萃取塔內(nèi)，含有過氧化氫的工作液(分散相)自下而上流動(dòng)，最后從塔頂流出，去離子水(連續(xù)相)自上而下流動(dòng)，最后從塔底流出，在兩相接觸過程中，水相過氧化氫濃度自上而下逐步升高，工作液中過氧化氫濃度自下而上逐步降低，過氧化氫逐步從工作液中轉(zhuǎn)移到水中，完成萃取過程。
[0006]在液液萃取塔實(shí)際應(yīng)用過程中，因?yàn)椴僮鳁l件改變，如生產(chǎn)負(fù)荷、兩項(xiàng)物性參數(shù)和工藝參數(shù)的變化，往往出現(xiàn)塔板效率明顯降低現(xiàn)象，甚至不滿足生產(chǎn)的需要。也就是說，液液萃取塔沒有操作彈性，不能適應(yīng)操作條件的較大變化。當(dāng)操作條件大幅變化時(shí)，必須改造萃取塔篩板或降液管。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種液液萃取塔用懸掛式降液管，該降液管置于液液萃取塔塔板下面，作為連續(xù)相的流動(dòng)通道，該降液管局部阻力可調(diào)，使液液萃取塔具有更大的操作彈性，以適應(yīng)操作條件的較大變化。
[0008]本發(fā)明所述的液液萃取塔用懸掛式降液管，包括降液管主體、可旋轉(zhuǎn)管形擋板和導(dǎo)流板，導(dǎo)流板固定于降液管主體下端頭，可旋轉(zhuǎn)管形擋板套在降液管主體外以活動(dòng)方式置于導(dǎo)流板平面上，降液管主體下部和可旋轉(zhuǎn)管形擋板等高的圓周上分別開有孔，可旋轉(zhuǎn)管形擋板旋轉(zhuǎn)時(shí)，降液管主體下部孔的流通面積相應(yīng)變大或變小。
[0009]降液管主體下部和可旋轉(zhuǎn)管形擋板開的孔主要用于液體流通，對(duì)孔的形狀不做特別限定，可為長方形、圓形、方形等。降液管主體下部與可旋轉(zhuǎn)管形擋板可在多個(gè)等高線上分別開多排空，同一等高線上降液管主體上的孔與可旋轉(zhuǎn)管形擋板上的孔，形狀相同或不同。
[0010]降液管中液體流通量與降液管開孔面積成正比，開孔區(qū)域越大、開孔數(shù)越多或孔徑越大，液體流通量越大，可根據(jù)產(chǎn)品需要設(shè)計(jì)。
[0011]實(shí)際生產(chǎn)中，一般開孔區(qū)的高度不超過過降液管主體總的高度1/3，降液管主體底部管壁開孔總面積SI與降液管橫截面積S2的關(guān)系是:S1/S2 = 0.1?1.5，最佳S1/S2 =
0.2?1.3，可滿足需要。
[0012]可旋轉(zhuǎn)管形擋板內(nèi)徑大小，能活動(dòng)套在降液管主體上即可，可旋轉(zhuǎn)管形擋板的內(nèi)徑比降液管主體外徑大I?2_較好。二者縫隙太小，可旋轉(zhuǎn)管形擋板旋轉(zhuǎn)不靈活；縫隙太大，可旋轉(zhuǎn)管形擋板旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)降液管主體下部孔的流量影響較小。
[0013]本發(fā)明通過在降液管出口設(shè)置可旋轉(zhuǎn)管形開孔擋板，以調(diào)整降液管液體出口的流通面積。根據(jù)操作條件，如生產(chǎn)負(fù)荷、兩相物性參數(shù)和工藝參數(shù)等，預(yù)先通過旋轉(zhuǎn)管狀擋板至合適位置來調(diào)節(jié)降液管出口的流通面積，可以調(diào)節(jié)連續(xù)相流出降液管時(shí)的局部流速，進(jìn)而調(diào)整連續(xù)相流出降液管的局部阻力，使分散相在塔板下部積液層厚度保持在最佳范圍。
[0014]該降液管有利于提高萃取塔的操作彈性，在操作條件發(fā)生變化后，不必改造萃取塔塔板或降液管，調(diào)節(jié)流通面積即可滿足正常生產(chǎn)需要，從而可以節(jié)約設(shè)備內(nèi)件改造的資金投入和減少停車改造期的經(jīng)濟(jì)損失。
[0015]通過對(duì)降液管的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使分散相在塔板下部(或上部)保持最佳的積液層厚度(既可以使分散相有效凝聚，又不占用過大空間)，進(jìn)而提高塔板效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)液液萃取塔降液管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中，1-降液管，2-導(dǎo)流板，3-萃取塔塔板
[0018]圖2是現(xiàn)有技術(shù)液液萃取塔降液管的展開圖。
[0019]圖3是本發(fā)明液液萃取塔用懸掛式降液管示意圖。
[0020]其中:3_萃取塔塔板，4-降液管主體，5-可旋轉(zhuǎn)管形擋板，6-導(dǎo)流板
[0021]圖4(a)、圖4(b)是本發(fā)明降液管主體開孔形式示意圖。
[0022]圖5(a)、圖5(b)是本發(fā)明可旋轉(zhuǎn)管形擋板開孔形式示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]這種局部阻力可調(diào)的懸掛式降液管可用于蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫工藝中的萃取塔，置于塔板下面，作為連續(xù)相的流動(dòng)通道。
[0024]實(shí)施例1?4
[0025]采用如圖4?圖5所示的降液管的篩板萃取塔應(yīng)用于蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫工藝中的萃取工序，當(dāng)操作條件(工作液流量、去離子水流量、萃取液流量、工作液過氧化氫濃度和萃取液過氧化氫濃度)大幅變化時(shí)，操作條件數(shù)據(jù)見表1，實(shí)施例結(jié)果見表2。
[0026]表I操作條件數(shù)據(jù)
[0027]
降液管主體降液管出口工作液去離子水萃取液工作液過氧和可旋轉(zhuǎn)管流通面積流量流量流量化氫濃度
形擋板結(jié)構(gòu) (cm2)(m3/h) (m3/h) (m3/h)(g/L)
^~35J 220 3^88 531 93 圖 4 (a) _____
實(shí)施例145.52804.676.409.0
圖 5 (a)-----
60.03506.178.459.5
~4072304Λ95J39^8
圖 4 Ca) _____
實(shí)施例 246.32704.766.529.5
圖 5 Cb)-----
55.23405.667.779.0
^~~35J2203M53?9^5
圖 4 (b) _____
實(shí)施例 345.52804.676.409.0
圖 5 (a)-----
60.03506.178.459.5
^~ 381220 ?92537 9^6
圖 4 (b) _____
實(shí)施例 4 46.0260 4.736.48 9.8
圖 5 (b)-----
56.8350 5.848.00 9.0
[0028]表2實(shí)施例結(jié)果
[0029]
工作液在篩板下的萃余液萃取液積液層厚度(Cm)過氧化氫濃度(g/L)過氧化氫濃度(g/L)
_0^12397.5
實(shí)施例1 ?Τ80Λ23973
1520Λ23982
1?60Λ2398.0
實(shí)施例 2 ?Τ80^2397.5
?52012mo
--?398.0
實(shí)施例 3 1480Λ2398.2
?52012397.6
1460l2398.0
實(shí)施例 4 --80Λ2398.2
?520Λ239X6
[0030]表2數(shù)據(jù)表明:將采用如圖4?圖5所示的降液管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的篩板萃取塔應(yīng)用于蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫工藝中的萃取工序，當(dāng)工作液流量、去離子水流量、萃取液流量、工作液過氧化氫濃度和萃取液過氧化氫濃度發(fā)生大幅變化時(shí)，僅通過預(yù)先調(diào)整降液管出口流通面積就可實(shí)現(xiàn)將工作液在篩板下的積液層厚度、萃取液過氧化氫濃度和萃余液過氧化氫濃度控制在相對(duì)穩(wěn)定的水平，不必改造萃取塔篩板或降液管。
【權(quán)利要求】
1.一種液液萃取塔用懸掛式降液管，包括降液管主體、可旋轉(zhuǎn)管形擋板和導(dǎo)流板，導(dǎo)流板固定于降液管主體下端頭，可旋轉(zhuǎn)管形擋板套在降液管主體外以活動(dòng)方式置于導(dǎo)流板平面上，降液管主體下部和可旋轉(zhuǎn)管形擋板等高的圓周上分別開有孔，可旋轉(zhuǎn)管形擋板旋轉(zhuǎn)時(shí)，降液管主體下部孔的流通面積相應(yīng)變大或變小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液液萃取塔用懸掛式降液管，其特征是降液管主體下部與可旋轉(zhuǎn)管形擋板上的孔為長方形、圓形或方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液液萃取塔用懸掛式降液管，其特征是降液管主體下部與可旋轉(zhuǎn)管形擋板在多個(gè)等高線上分別開多排空。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液液萃取塔用懸掛式降液管，其特征是同一等高線上降液管主體上的孔與可旋轉(zhuǎn)管形擋板上的孔，形狀相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液液萃取塔用懸掛式降液管，其特征是同一等高線上降液管主體上的孔與可旋轉(zhuǎn)管形擋板上的孔，形狀不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液液萃取塔用懸掛式降液管，其特征是降液管主體開孔區(qū)的高度不超過過降液管主體總高度的1/3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液液萃取塔用懸掛式降液管，其特征是降液管主體底部管壁開孔總面積SI與降液管橫截面積S2的關(guān)系是:S1/S2 = 0.1?1.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液液萃取塔用懸掛式降液管，其特征是降液管主體底部管壁開孔總面積SI與降液管橫截面積S2的關(guān)系是:S1/S2 = 0.2?1.3。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液液萃取塔用懸掛式降液管，其特征是可旋轉(zhuǎn)管形擋板的內(nèi)徑比降液管主體外徑大I?2.0mm。
【文檔編號(hào)】C01B15/013GK104162290SQ201410403746
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】寇志豪, 趙蕾, 趙公亮, 李中, 趙曉東, 秦加美, 張永澤 申請(qǐng)人:黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司