化工分離過(guò)程中一種新型自動(dòng)分層裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

劉慶德

(匯智工程科技股份有限公司，山東 青島 266061)

混合液體不同液相之間的分離設(shè)備在化工、石油、醫(yī)藥、環(huán)保等工業(yè)部門的多個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中均有所應(yīng)用，合理選擇不同液相分離設(shè)備，完善設(shè)備設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)備操作，對(duì)節(jié)省投資，減少能耗和降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，有著十分重要的意義。

有機(jī)相和水相的分離是化工過(guò)程中的常規(guī)操作，通常工藝操作會(huì)根據(jù)有機(jī)化合物與水不能互溶的原理，通過(guò)兩相間的分層現(xiàn)象，進(jìn)行兩液相之間的分離。傳統(tǒng)的分離方式將用于分層的錐形設(shè)備底部安裝一段玻璃管道或設(shè)備側(cè)面安裝一個(gè)玻璃視鏡，人工操作，憑目測(cè)分層，控制下層液相的流出和控制，一般耗時(shí)較長(zhǎng)，特別是遇到顏色接近的油層和水層時(shí)，經(jīng)常因誤操作而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至引發(fā)安全事故。

3,3'-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽(簡(jiǎn)稱DCB)是生產(chǎn)雙氯聯(lián)苯胺系列有機(jī)顏料的重要中間體，主要用于合成黃色、橙色顏料品，尤以黃色更為重要在以1999版coiourindex為藍(lán)本的《世界染料品種》中登錄的130個(gè)黃色顏料品中，以DCB為重氮組分的黃色顏料有22個(gè)，占16.9%，占有機(jī)顏料總產(chǎn)量的25%，合成品為c.1顏料黃12、13、14、17、55、63、83、87、114、124、126、127、170、171、172、174、176、188，顏料橙13、34及顏料紅38。以上顏料具有很高的著色力，鮮艷的色光，耐熱、耐溶劑等優(yōu)良的性能，除大量應(yīng)用于印刷油墨外，還用于涂料、塑料、橡膠文具及涂料印花色漿等的著色。黃色有機(jī)顏料主要有聯(lián)苯胺黃及漢沙黃兩系列，其總產(chǎn)量合計(jì)占黃色品總產(chǎn)量的90%以上。

3,3'-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽生產(chǎn)過(guò)程中需要進(jìn)行水相(廢堿液)和有機(jī)相(2.2'-二氯氫化偶氮苯)的分離，2,2'-二氯氫化偶氮苯在下層自流至酸洗釜，廢堿液去廢堿液儲(chǔ)罐。

1 內(nèi)容

此分離有機(jī)相和水相的自動(dòng)分層裝置，主要由一個(gè)筒體，兩側(cè)平蓋組成。不同于以往的靜置分層，本產(chǎn)品主要在物料進(jìn)口及出口采取不同方式，進(jìn)行自動(dòng)分層。筒體內(nèi)部進(jìn)料口處設(shè)置一個(gè)內(nèi)筒，切線進(jìn)料，增加內(nèi)筒流體擾動(dòng)程度，并減小對(duì)罐內(nèi)的已分層液體的沖擊，有利于自動(dòng)分層。有機(jī)相出口位于平蓋上側(cè)部分，方便溢流；水相出口前設(shè)置導(dǎo)流外管，導(dǎo)流外管上部封堵，下部開(kāi)口，水相出料管自下部插入導(dǎo)流外管內(nèi)部，高于相界面處，靠罐內(nèi)液體重力使底部水相出料，以實(shí)現(xiàn)兩相的自動(dòng)分層，完成分離過(guò)程。

2 附圖

圖1～3是結(jié)構(gòu)示意圖。

1-平蓋，2-進(jìn)料管，3-內(nèi)筒，4-備用口，5-筒體，6-人孔，7-導(dǎo)流外管，8-有機(jī)相溢流口，9-填料箱，10-水相出料管，11-鞍座，12-排凈口，13-排凈口。

圖1 主視圖

圖2 側(cè)視圖

圖3 進(jìn)料口詳圖

3 具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本裝置作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1～3所示，本自動(dòng)分層裝置，包括筒體5、兩側(cè)平蓋1、進(jìn)料口2和出料口，平蓋2與圓柱形筒體5密封連接，進(jìn)料口2和出料口通過(guò)平蓋1與筒體5相連，所述出料口包括有機(jī)相出料口8和水相出料口10，有機(jī)相出料口8開(kāi)設(shè)在相界面上方，有機(jī)相出料口8開(kāi)設(shè)在平蓋1上側(cè)位置。水相出料口10開(kāi)設(shè)在水相出料管9下端，水相出料管9外套有導(dǎo)流外管7，導(dǎo)流外管7上部與筒體5內(nèi)壁密封連接，下部開(kāi)口；水相出料管9上端不高于有機(jī)相出料口8。水相出料管9與筒體5外壁間設(shè)有填料箱14；水相出料管9上端高度可上下調(diào)節(jié)。自動(dòng)分層裝置還包括強(qiáng)化分層裝置，包括設(shè)在筒體5底部的圓柱形內(nèi)筒3，進(jìn)料口2通過(guò)進(jìn)料管6與內(nèi)筒3相連，進(jìn)料管6軸線沿內(nèi)筒3截面的圓切線方向。導(dǎo)流外管7下部開(kāi)口處距筒體5底部50 mm，有機(jī)相出料口8開(kāi)設(shè)高度距筒體5頂部200 mm。

自動(dòng)分層裝置還包括筒體5頂部的備用口4和人孔13，筒體5底部的排凈口12和鞍座11。鞍座11在筒體底部起支撐固定的作用。

本產(chǎn)品的使用過(guò)程如下所述：在3,3'-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽生產(chǎn)中需要進(jìn)行水相(廢堿液)和有機(jī)相(2.2'-二氯氫化偶氮苯)的分離，將廢堿液和2.2'-二氯氫化偶氮苯的混合液體通過(guò)進(jìn)料管6切線進(jìn)料至內(nèi)筒3，形成層狀旋渦，促進(jìn)筒體5內(nèi)已有的廢堿液和2.2'-二氯氫化偶氮苯的混合液體的兩相分層，并減小了對(duì)罐內(nèi)已分層液體的沖擊。2.2'-二氯氫化偶氮苯有機(jī)相通過(guò)上層的有機(jī)相出料口8流至酸洗釜，廢堿液通過(guò)下層進(jìn)入導(dǎo)流外管7下口進(jìn)入填滿導(dǎo)流外管7后升到水相出料管9上端，靠罐內(nèi)液體重力使底部廢堿液從水相出料口10出料，進(jìn)入廢堿液儲(chǔ)罐。更好的回收利用有機(jī)相2.2'-二氯氫化偶氮苯，又分離了水相廢堿液，分離率高，節(jié)約人力成本。

若混合液體進(jìn)料速度過(guò)快，靜置時(shí)間較短，兩相分離的程度不夠，調(diào)整減小水相出料管的插入長(zhǎng)度，即水相出料管的上端高度變低，更好的得到已充分分離的水相液體。若兩相比重差較大，進(jìn)料速度慢，靜置時(shí)間夠長(zhǎng)，兩相充分分離，可以將水相出料管固定在筒體上，高度不變。

4 結(jié)語(yǔ)

本自動(dòng)分層裝置，還可以適用于分離有機(jī)相和水相混合液體需要的其他化工石化醫(yī)藥行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)中。本產(chǎn)品能夠快速、有效的分離生產(chǎn)過(guò)程中混合的有機(jī)相和水相，解決以往生產(chǎn)過(guò)程中需要靠人工分水的難題，不僅降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人工成本，杜絕操作失誤帶來(lái)的損失，而且提高了有機(jī)相產(chǎn)品的收集率。

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(本文文獻(xiàn)格式：劉慶德.化工分離過(guò)程中一種新型自動(dòng)分層裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].山東化工,2018,47(7):126-127.)