專利名稱：一種己內(nèi)酰胺萃取設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于化工分離技術領域，特別涉及一種己內(nèi)酰胺萃取設備。
背景技術：
己內(nèi)酰胺是重要的化纖單體。己內(nèi)酰胺可與水混溶，生產(chǎn)過程復雜，對產(chǎn)品質(zhì)量要 求高，產(chǎn)品的附加值高，這些特點使己內(nèi)酰胺的純化和回收技術既重要又困難。迄今為止， 溶劑萃取是最有效的己內(nèi)酰胺純化和回收技術。 目前工業(yè)應用的己內(nèi)酰胺萃取劑主要是苯和甲苯。萃取工藝一般包括萃取和反萃 兩步。萃取步是用萃取劑從含己內(nèi)酰胺60%以上的酰胺油中萃取己內(nèi)酰胺。該步的特點 是苯和甲苯對己內(nèi)酰胺的分配系數(shù)只有O. 1至0.2，需要采用大相比的多級逆流萃取，水 相體積變化大，相比變化大；己內(nèi)酰胺含量對萃取體系界面張力的影響很大，逆流萃取時， 高濃區(qū)域界面張力小，易乳化，低濃區(qū)域界面張力大，分散困難，傳質(zhì)效率低。反萃步是用水 反萃負載溶劑得到己內(nèi)酰胺水溶液。該步中體系特點與萃取步相同，另外加入的水最終還 要蒸餾除去，減少反萃水加入量，提高所得己內(nèi)酰胺水溶液濃度對工業(yè)節(jié)能很重要，但會面 臨大相比和大的相比變化問題，同時增加乳化風險。 出于對提高萃取收率的考慮，工業(yè)上一般使用有外部能量輸入的萃取設備，如偏 心轉(zhuǎn)盤塔和脈沖填料塔。偏心轉(zhuǎn)盤塔同時有轉(zhuǎn)盤和分相室，試圖兼顧萃取和分相的要求，但 由于能量輸入不均勻，放大效應大，工業(yè)上只能以保守的低轉(zhuǎn)速操作，設備萃取效率和處理 能力低，體積龐大。脈沖填料塔的操作彈性小，相比變化大時負荷低、萃取效率低，很難反萃 得到32%以上的己內(nèi)酰胺水溶液。 因此，發(fā)展適用于在大相比和大的相比變化下操作的，可兼顧萃取和分相的新型 高效己內(nèi)酰胺萃取設備非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種己內(nèi)酰胺萃取設備，其特征在于該設備包括塔體和緩 沖器兩部分；所述塔體分為塔頂擴大段、塔身和塔底擴大段三部分，塔身之上為塔頂擴大 段，塔身之下為塔底擴大段，所述塔頂擴大段和塔底擴大段的橫截面面積均大于塔身的橫 截面面積，緩沖器與塔底擴大段底部連通，所述塔身底部安裝有油相分布器，在塔身內(nèi)油相 分布器之上自下而上交替放置親水性篩板和疏水性導流板，疏水性導流板板面上開有導流 孔，油相由油相分布器進入塔體，由塔頂擴大段上部流出，水相由塔頂擴大段下部進入塔 體，由塔底擴大段下部流出，緩沖器與控壓裝置相連，實現(xiàn)緩沖器內(nèi)壓力周期性變化，使水 相在緩沖器和塔體之間做往復運動，利用壓力差變化周期性地從塔體內(nèi)吸入或向塔體內(nèi)排 出水相?？貕貉b置可以由切換閥和壓力不同的兩個氣體系統(tǒng)構(gòu)成，也可以由切換閥和流體 輸送設備構(gòu)成?？貕貉b置工作時，利用切換閥使緩沖器周期性地交替與壓力不同的兩個氣 體系統(tǒng)，或者與流體輸送設備的進口和出口連通，從而使得緩沖器內(nèi)壓力周期性變化。
所述親水性篩板為不銹鋼材質(zhì)。
所述疏水性導流板為聚四氟乙烯材質(zhì)或表面涂履聚四氟乙烯的不銹鋼材質(zhì)。 所述疏水性導流板板面上開有與水平方向呈20-45°的導流孔。 所述親水性篩板和疏水性導流板放置方式如下每隔3-10塊親水性篩板，放置1
塊疏水性導流板。 所述緩沖器內(nèi)壓力周期性變化的頻率為30-300Hz。 本發(fā)明的有益效果為具有操作穩(wěn)定可靠、彈性大，處理能力大，傳質(zhì)效率高的特 點，對己內(nèi)酰胺的分離精度和回收率高，能得到高濃度的己內(nèi)酰胺水溶液。
造成上述有益結(jié)果的原因在于使用油相作為分散相，提高了在大相比下操作的 相含率和傳質(zhì)比表面積，從而提高了傳質(zhì)效率；采用緩沖器和塔體間水相往復運動方式輸 入能量促進兩相混合，在塔體截面上能量輸入均勻，可避免分散相過度破碎；疏水性導流板 的加入，可促進表面更新，使操作更加穩(wěn)定可靠并進一步提高傳質(zhì)效率；在往復運動過程 中，兩相交替通過篩板和導流板，相對運動的阻力小，可獲得較大通量，提高處理能力和操 作彈性。


圖1是己內(nèi)酰胺萃取設備示意圖； 圖中標號l-塔體；2-緩沖器；11_塔頂擴大段；12_塔身；13_塔底擴大段；14-油 相分布器；15-親水性篩板；16-疏水性導流板。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明
實施例l —種己內(nèi)酰胺萃取設備，示意圖如圖1所示，該設備包括塔體1和緩沖器2兩部 分；所述塔體1分為塔頂擴大段11、塔身12和塔底擴大段13三部分，塔身12之上為塔頂 擴大段11，塔身12之下為塔底擴大段13，所述塔頂擴大段11和塔底擴大段13的橫截面面 積均大于塔身12的橫截面面積，緩沖器2與塔底擴大段13底部連通，所述塔身12底部安 裝有油相分布器14，在塔身12內(nèi)油相分布器14之上自下而上交替放置親水性篩板15和疏 水性導流板16，親水性篩板和疏水性導流板放置方式如下每隔3塊親水性篩板，放置1塊 疏水性導流板的方式交替放置15塊親水性篩板、5塊疏水性導流板，親水性篩板為不銹鋼 材質(zhì)，疏水性導流板為聚四氟乙烯材質(zhì)，疏水性導流板板面上開有與水平方向呈20°的導 流孔，油相由油相分布器14進入塔體1，由塔頂擴大段11上部的出油管口流出，水相由塔頂 擴大段11下部的進水管口進入塔體1，由塔底擴大段13下部的出水管口流出，緩沖器2與 控壓裝置3相連，實現(xiàn)緩沖器2內(nèi)壓力周期性變化，所述控壓裝置3由切換閥、鼓風機構(gòu)成， 當緩沖器與鼓風機出口連通，則向緩沖器2內(nèi)充入氣體，使得水相向塔體1流動，當緩沖器 與鼓風機入口連通，則放出緩沖器2內(nèi)的氣體，水相向緩沖器2流動，利用壓力差變化周期 性地從塔體內(nèi)吸入或向塔體內(nèi)排出水相，使水相在緩沖器2和塔體1之間做往復運動，緩沖 器內(nèi)壓力周期性變化的頻率為300Hz。
實施例2 —種己內(nèi)酰胺萃取設備，示意圖如圖1所示，該設備包括塔體1和緩沖器2兩部分；所述塔體1分為塔頂擴大段11、塔身12和塔底擴大段13三部分，塔身12之上為塔頂 擴大段11，塔身12之下為塔底擴大段13，所述塔頂擴大段11和塔底擴大段13的橫截面面 積均大于塔身12的橫截面面積，緩沖器2與塔底擴大段13底部連通，所述塔身12底部安 裝有油相分布器14，在塔身12內(nèi)油相分布器14之上自下而上交替放置親水性篩板15和 疏水性導流板16，親水性篩板和疏水性導流板放置方式如下由油相分布器位置向上每隔 5塊親水性篩板，放置1塊疏水性導流板的方式交替放置25塊親水性篩板、5塊疏水性導流 板，親水性篩板為不銹鋼材質(zhì)，疏水性導流板為表面涂履聚四氟乙烯的不銹鋼材質(zhì)，疏水性 導流板板面上開有與水平方向呈30°的導流孔，油相由油相分布器14進入塔體1，由塔頂 擴大段11上部的出油管口流出，水相由塔頂擴大段11下部的進水管口進入塔體1，由塔底 擴大段13下部的出水管口流出，緩沖器2與控壓裝置3相連，實現(xiàn)緩沖器2內(nèi)壓力周期性 變化，所述控壓裝置3由切換閥、氮氣系統(tǒng)和大氣系統(tǒng)構(gòu)成，當?shù)獨庀到y(tǒng)與緩沖器連通，則 向緩沖器2內(nèi)充入氮氣，使得水相向塔體1流動，當大氣系統(tǒng)與緩沖器連通，則放出緩沖器 2內(nèi)的氣體，水相向緩沖器2流動，利用壓力差變化周期性地從塔體內(nèi)吸入或向塔體內(nèi)排出 水相，緩沖器內(nèi)壓力周期性變化的頻率為120Hz。
實施例3 —種己內(nèi)酰胺萃取設備，示意圖如圖1所示，該設備包括塔體1和緩沖器2兩部 分；所述塔體1分為塔頂擴大段11、塔身12和塔底擴大段13三部分，塔身12之上為塔頂 擴大段11，塔身12之下為塔底擴大段13，所述塔頂擴大段11和塔底擴大段13的橫截面面 積均大于塔身12的橫截面面積，緩沖器2與塔底擴大段13底部連通，所述塔身12底部安 裝有油相分布器14，在塔身12內(nèi)油相分布器14之上自下而上交替放置親水性篩板15和 疏水性導流板16，親水性篩板和疏水性導流板放置方式如下由油相分布器位置向上每隔 10塊親水性篩板，放置1塊疏水性導流板的方式交替放置50塊親水性篩板、5塊疏水性導 流板，親水性篩板為不銹鋼材質(zhì)，疏水性導流板為聚四氟乙烯材質(zhì)，疏水性導流板板面上開 有與水平方向呈45。的導流孔，油相由油相分布器14進入塔體1，由塔頂擴大段11上部的 出油管口流出，水相由塔頂擴大段11下部的進水管口進入塔體1，由塔底擴大段13下部的 出水管口流出，緩沖器2與控壓裝置3相連，實現(xiàn)緩沖器2內(nèi)壓力周期性變化，所述控壓裝 置3由切換閥、氮氣系統(tǒng)和大氣系統(tǒng)構(gòu)成，當緩沖器與氮氣系統(tǒng)連通，則向緩沖器2內(nèi)充入 氮氣，使得水相向塔體1流動，當緩沖器與大氣系統(tǒng)連通，則放出緩沖器2內(nèi)的氣體，水相向 緩沖器2流動，利用壓力差變化周期性地從塔體內(nèi)吸入或向塔體內(nèi)排出水相，緩沖器內(nèi)壓 力周期性變化的頻率為30Hz。
實施例4 —種己內(nèi)酰胺萃取設備，示意圖如圖1所示，該設備包括塔體1和緩沖器2兩部 分；所述塔體1分為塔頂擴大段11、塔身12和塔底擴大段13三部分，塔身12之上為塔頂 擴大段11，塔身12之下為塔底擴大段13，所述塔頂擴大段11和塔底擴大段13的橫截面面 積均大于塔身12的橫截面面積，緩沖器2與塔底擴大段13底部連通，所述塔身12底部安 裝有油相分布器14，在塔身12內(nèi)油相分布器14之上自下而上交替放置親水性篩板15和 疏水性導流板16，親水性篩板和疏水性導流板放置方式如下由油相分布器向上每隔8塊 親水性篩板，放置1塊疏水性導流板的方式交替放置40塊親水性篩板、5塊疏水性導流板， 親水性篩板為不銹鋼材質(zhì)，疏水性導流板為表面涂履聚四氟乙烯的不銹鋼材質(zhì)，疏水性導
5流板板面上開有與水平方向呈35°的導流孔，油相由油相分布器14進入塔體1，由塔頂擴 大段11上部的出油管口流出，水相由塔頂擴大段11下部的進水管口進入塔體1，由塔底擴 大段13下部的出水管口流出，緩沖器2與控壓裝置3相連，實現(xiàn)緩沖器2內(nèi)壓力周期性變 化，所述控壓裝置3由切換閥和循環(huán)水真空泵構(gòu)成，當緩沖器與循環(huán)水真空泵出口連通，則 向緩沖器2內(nèi)充入氣體，使得水相向塔體1流動，當緩沖器與循環(huán)水真空泵入口連通，則放 出緩沖器2內(nèi)的氣體，水相向緩沖器2流動，利用壓力差變化周期性地從塔體內(nèi)吸入或向塔 體內(nèi)排出水相，緩沖器內(nèi)壓力周期性變化的頻率為60Hz。
權利要求
一種己內(nèi)酰胺萃取設備，其特征在于該設備包括塔體(1)和緩沖器(2)兩部分；所述塔體(1)分為塔頂擴大段(11)、塔身(12)和塔底擴大段(13)三部分，塔身(12)之上為塔頂擴大段(11)，塔身(12)之下為塔底擴大段(13)，所述塔頂擴大段(11)和塔底擴大段(13)的橫截面面積均大于塔身(12)的橫截面面積，緩沖器(2)與塔底擴大段(13)底部連通，所述塔身(12)底部安裝有油相分布器(14)，在塔身(12)內(nèi)油相分布器(14)之上自下而上交替放置親水性篩板(15)和疏水性導流板(16)，疏水性導流板板面上開有導流孔，油相由油相分布器(14)進入塔體(1)，由塔頂擴大段(11)上部流出，水相由塔頂擴大段(11)下部進入塔體(1)，由塔底擴大段(13)下部流出，緩沖器(2)與控壓裝置(3)相連，實現(xiàn)緩沖器(2)內(nèi)壓力周期性變化，使水相在緩沖器(2)和塔體(1)之間做往復運動。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種己內(nèi)酰胺萃取設備，其特征在于所述親水性篩板(15) 為不銹鋼材質(zhì)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種己內(nèi)酰胺萃取設備，其特征在于所述疏水性導流板 (16)為聚四氟乙烯材質(zhì)或表面涂履聚四氟乙烯的不銹鋼材質(zhì)。
4. 根據(jù)權利要求1或3所述的一種己內(nèi)酰胺萃取設備，其特征在于所述疏水性導流 板(16)板面上開有與水平方向呈20-45°的導流孔。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種己內(nèi)酰胺萃取設備，其特征在于所述親水性篩板(15) 和疏水性導流板(16)放置方式如下每隔3-10塊親水性篩板，放置1塊疏水性導流板。
6. 根據(jù)權利要求l所述的一種己內(nèi)酰胺萃取設備，其特征在于所述緩沖器(2)內(nèi)壓 力周期性變化的頻率為30-300Hz。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于化工分離技術領域的一種己內(nèi)酰胺萃取設備。該設備包括塔體和緩沖器兩部分；所述塔體分為塔頂擴大段、塔身和塔底擴大段三部分，緩沖器與塔底擴大段底部連通，所述塔身底部安裝有油相分布器，在塔身內(nèi)油相分布器之上自下而上交替放置親水性篩板和疏水性導流板，疏水性導流板板面上開有導流孔，油相由油相分布器進入塔體，由塔頂擴大段上部流出，水相由塔頂擴大段下部進入塔體，由塔底擴大段下部流出，緩沖器內(nèi)壓力周期性變化，使水相在緩沖器和塔體之間做往復運動。具有操作穩(wěn)定可靠、彈性大，處理能力大，傳質(zhì)效率高的特點，對己內(nèi)酰胺的分離精度和回收率高，能得到高濃度的己內(nèi)酰胺水溶液。
文檔編號C07D201/16GK101786987SQ20101013171
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權日2010年3月23日
發(fā)明者呂陽成, 唐曉津, 駱廣生 申請人:清華大學