專利名稱：帶有腔室的循環(huán)蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)易揮發(fā)組分和不易揮發(fā)組分的混合物進(jìn)行分離的循環(huán)蒸發(fā)器，該循環(huán)器包括含有至少兩個(gè)腔室(chamber)的排出容器。本發(fā)明還涉及通過對(duì)由易揮發(fā)組分和不易揮發(fā)組分組成的混合物進(jìn)行蒸餾來(lái)進(jìn)行分離的方法。
例如，現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)蒸發(fā)器的典型例子記載于Dr HermannStage，F(xiàn)ettsure-Geradeausdestillation und-Fraktionierungunter dem Gesichtswinkel der Wirtschaftlichkeit，CZ-Chemie-Teehnik，Annual Set 2，第254-260頁(yè) ；JoachimGebel，Gülle-Aufbereitungumweltgerecht und wirtschaftlich，WLB，Wasser，Luft und Boden 6，第20-26頁(yè) ；B.Gericke，Zwangsumlaufverdampfer im GUD-Prozeβund DruckaufgeladenenSystemen，第一部分Atmosphrischer GUD-Verdampfer，Brennst.-Wrme-Kraft，第4卷，No.6，第247-256頁(yè) 和B.Gericke，Zwangsumlaufverdampfer im GUD-Prozeβund druckaufgeladenenSystemen，第二部分Druckaufgeladener Kohlegas-Verdampfer，Brennst.-Wrme-Kraft，第4卷，No.7/8，第295-304頁(yè) 。
如果將循環(huán)蒸發(fā)器用于分離漆樹脂(lacquer resin)/異氰酸酯混合物，為了調(diào)整所希望的漆樹脂純度，則該循環(huán)蒸發(fā)器需要在相當(dāng)高的溫度和較低的絕對(duì)壓力下運(yùn)行。為避免過高的溫度，循環(huán)蒸發(fā)器必須具有較大的蒸發(fā)表面。這就需要大型的儀器和較長(zhǎng)的停留時(shí)間。
在溫度過高以及在該溫度荷載條件下、停留時(shí)間過長(zhǎng)的情況下，會(huì)發(fā)生漆樹脂的部分分解以及漆樹脂顏色的變化，表現(xiàn)為顏色指數(shù)(color index)的增加。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種循環(huán)蒸發(fā)器，利用該循環(huán)蒸發(fā)器可降低蒸發(fā)溫度，并可減少由易揮發(fā)組分和不易揮發(fā)組分組成的混合物的熱負(fù)荷。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在降低的蒸發(fā)溫度下通過對(duì)有易揮發(fā)組分和不易揮發(fā)組分的混合物進(jìn)行蒸餾來(lái)進(jìn)行分離的方法。
在下面的附圖
的基礎(chǔ)上詳細(xì)描述本發(fā)明。
圖2表示本發(fā)明的、帶有并聯(lián)連接的排出容器腔室的循環(huán)蒸發(fā)器。
圖3表示帶有并聯(lián)連接的腔室的排出容器的另一種實(shí)施方案。
圖4表示帶有并聯(lián)連接的腔室的排出容器的另一種實(shí)施方案。
圖5表示具有串聯(lián)連接的排出容器腔室的循環(huán)蒸發(fā)器。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及循環(huán)蒸發(fā)器，該循環(huán)蒸發(fā)器包含蒸發(fā)器和通過連接件連接到所述蒸發(fā)器上的排出容器、冷凝器、真空泵、將排出容器連接到蒸發(fā)器上并含有泵的循環(huán)線、原料混合物的進(jìn)料線和提純后的混合物的出料線，其特征在于排出容器至少由一個(gè)進(jìn)料室和一個(gè)出料室組成，提純后的混合物的出料線所連接的出料室直接連接到用于從蒸發(fā)器中排出未蒸發(fā)的液體的連接件上，原料混合物的進(jìn)料線所指向的進(jìn)料室直接連接到冷凝器上。
在一種可能的實(shí)施方案中，排出容器的兩個(gè)室并聯(lián)連接，兩者都通過連接件連接到蒸發(fā)器上并都含有至管線的連接(connection)。
在另一種實(shí)施方案中，排出容器的兩個(gè)室串聯(lián)連接，原料混合物的進(jìn)料線所指向的進(jìn)料室位于出料室的下游，提純后的混合物的出料線從該出料室引出，進(jìn)料室含有將其連接到管線上的連接，出料室通過連接件連接到蒸發(fā)器上。
本發(fā)明還涉及通過對(duì)含有易揮發(fā)的和不易揮發(fā)的組分的混合物進(jìn)行蒸餾來(lái)進(jìn)行連續(xù)分離的方法，其中采用本發(fā)明的具有并聯(lián)連接的排出容器腔室的帶腔室的循環(huán)蒸發(fā)器，其中原料混合物通過進(jìn)料線加入到排出容器的進(jìn)料室，在所述的進(jìn)料室中蒸發(fā)1～95％、優(yōu)選10～80％的易揮發(fā)組分并將其在冷凝器中冷凝然后從冷凝器中排出，未蒸發(fā)部分通過管線從排出容器加到蒸發(fā)器中，在所述蒸發(fā)器中蒸發(fā)10～99％、優(yōu)選50～90％的易揮發(fā)組分，并將其在冷凝器中冷凝，然后從冷凝器中排出，未蒸發(fā)的部分加至排出容器的兩個(gè)室，將一部分提純后的混合物通過出料線從排出容器的出料室排出。
本發(fā)明還涉及通過對(duì)含有易揮發(fā)的和不易揮發(fā)的組分的混合物進(jìn)行蒸餾來(lái)進(jìn)行連續(xù)分離的方法，其中所用的循環(huán)蒸發(fā)器具有串聯(lián)連接的排出容器腔室，其中原料混合物通過進(jìn)料線加入到排出容器的進(jìn)料室，在所述的進(jìn)料室中蒸發(fā)1～95％、優(yōu)選10～80％的易揮發(fā)組分并將其在冷凝器中冷凝，然后從冷凝器中排出，未蒸發(fā)部分通過管線加至蒸發(fā)器，在所述蒸發(fā)器中蒸發(fā)10～99％、優(yōu)選50～90％的易揮發(fā)組分并將其在冷凝器中冷凝，然后從冷凝器中排出，未蒸發(fā)的部分加至排出容器的出料室，一部分提純后的混合物通過出料線從該室排出，剩余的提純后的混合物加至排出容器的進(jìn)料室中。
在連續(xù)的穩(wěn)態(tài)操作下，通過出料線從排出容器的出料室排出的那部分提純后的混合物等于通過進(jìn)料線供給的原料混合物的質(zhì)通量與冷凝器中冷凝和排出的質(zhì)通量的差值。
在該方法的一種實(shí)施方案中，先預(yù)熱原料混合物，然后使其進(jìn)入到排出容器，以便在進(jìn)料室中蒸發(fā)相對(duì)大量的易揮發(fā)組分。
在該方法的另一種實(shí)施方案中，循環(huán)蒸發(fā)器以原料混合物從液面下方進(jìn)入排出容器的進(jìn)料室的方式下操作，以便使已經(jīng)流進(jìn)的原料混合物因與提純后的混合物混合而迅速加熱，并且能夠蒸發(fā)易揮發(fā)組分。在該連接中，原料混合物的進(jìn)料位置離液面越近，在排出容器的進(jìn)料室中蒸發(fā)的低沸點(diǎn)組分的比例越大，這是由液體混合物內(nèi)的靜壓的降低引起的。
另外，循環(huán)蒸發(fā)器也可按如下方式操作，例如，預(yù)熱后的原料混合物從液面上方流進(jìn)排出容器的進(jìn)料室。
供給的原料混合物的溫度越高，在排出容器的進(jìn)料室內(nèi)蒸發(fā)的低沸點(diǎn)組分的比例就越大。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，通過循環(huán)線循環(huán)的混合物的質(zhì)通量與通過進(jìn)料線供給的原料混合物的質(zhì)通量之比等于1～100，優(yōu)選3～20。
循環(huán)蒸發(fā)器優(yōu)選在低壓下、優(yōu)選在1～100毫巴、更優(yōu)選2～10毫巴的絕對(duì)壓力下運(yùn)行。
該方法尤其適用于從漆樹脂或其它聚氨酯或其混合物中分離一種或多種異氰酸酯、優(yōu)選1，6-己二異氰酸酯?？衫矛F(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行分離的混合物也適合于在本發(fā)明的帶有腔室的循環(huán)蒸發(fā)器中進(jìn)行分離。具體地說，特別適合的是聚異氰酸酯和縮二脲和/或異氰尿酸酯和/或脲基甲酸酯和/或氨基甲酸乙酯和/或uretdione結(jié)構(gòu)，通常將其用于聚氨酯漆應(yīng)用或與固定結(jié)構(gòu)元件混合的類型。
將從蒸發(fā)器1和排出容器4的進(jìn)料室4a蒸出的質(zhì)通量通過真空泵3傳送到冷凝器2并在此冷凝，該真空泵產(chǎn)生10毫巴的絕對(duì)壓力。從冷凝器2排出的質(zhì)通量為530kg/h，其組成為100wt.％的1，6-己二異氰酸酯。
通過出料線8從排出容器4的出料室4b排出的質(zhì)通量為270kg/h，其組成為86wt.％漆樹脂和14wt.％的1，6-己二異氰酸酯。
出料室4b和進(jìn)料室4a以連通方式彼此相互連接。
泵6于140℃的溫度將約7000kg/h的質(zhì)通量從排出容器4的兩個(gè)腔室4a和4b通過循環(huán)線5傳送到蒸發(fā)器1的頂部。實(shí)施例2通過蒸餾從聚異氰酸酯和縮二脲結(jié)構(gòu)的混合物中分離1，6-己二異氰酸酯利用圖2的循環(huán)蒸發(fā)器來(lái)進(jìn)行蒸餾。將組成為42wt.％漆樹脂和58wt.％1，6-己二異氰酸酯的1450kg/h的質(zhì)通量作為進(jìn)料7于145℃的溫度下導(dǎo)入到排出容器4的進(jìn)料室4a中，在所述進(jìn)料室中與來(lái)自蒸發(fā)器1的液體排出物進(jìn)行混合，該蒸發(fā)器在165℃的溫度下將混合物排入排出容器4的出料室4b和進(jìn)料室4a。在該過程中，蒸發(fā)一部分隨著進(jìn)料7引入進(jìn)料室4a的1，6-己二異氰酸酯。
從蒸發(fā)器1和排出容器4的進(jìn)料室4a蒸發(fā)的質(zhì)通量通過真空泵3傳送到冷凝器2并在此冷凝，該真空泵產(chǎn)生10毫巴的絕對(duì)壓力。從冷凝器2排出的質(zhì)通量為800kg/h，其組成為100wt.％的1，6-己二異氰酸酯。
通過出料線8從排出容器4的出料室4b排出的質(zhì)通量為650kg/h，其組成為94wt.％漆樹脂和6wt.％的1，6-己二異氰酸酯。
出料室4b和進(jìn)料室4a以連通方式彼此相互連接。
泵6于155℃的溫度將約10,000kg/h的質(zhì)通量從排出容器4的兩個(gè)室4a和4b通過循環(huán)線5傳送到蒸發(fā)器1的頂部。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)蒸發(fā)器，其包含蒸發(fā)器和通過連接件連接到所述蒸發(fā)器上的排出容器，冷凝器，真空泵，將排出容器連接到蒸發(fā)器上并包含泵的循環(huán)線、原料混合物的進(jìn)料線，和提純后的混合物的出料線，其中排出容器含有至少一個(gè)進(jìn)料室和一個(gè)出料室，提純后的混合物的出料線所連接的出料室直接連接到從蒸發(fā)器排出未蒸發(fā)液體的連接件上，原料混合物的進(jìn)料線所指向的進(jìn)料室直接連接到冷凝器上。
2.權(quán)利要求1所述的循環(huán)蒸發(fā)器，其包含蒸發(fā)器(1)和通過連接件(9)連接到所述蒸發(fā)器上的排出容器(4)，冷凝器(2)，真空泵(3)，將排出容器(4)連接到蒸發(fā)器(1)上并含有泵(6)的循環(huán)線(5)、進(jìn)料線(7)，和出料線(8)，其中排出容器(4)包含進(jìn)料室(4a)和出料室(4b)，提純后混合物的出料線(8)所連接的出料室(4b)直接連接到用于從蒸發(fā)器(1)排出未蒸發(fā)的液體的連接件(9)上，原料混合物的進(jìn)料線(7)所指向的進(jìn)料室(4a)直接連接到冷凝器(2)上。
3.權(quán)利要求1所述的循環(huán)蒸發(fā)器，其中排出容器(4)的兩個(gè)腔室(4a；4b)是并聯(lián)連接，兩者都通過連接件(9)連接到蒸發(fā)器上并都含有至循環(huán)線(5)上的連接。
4.權(quán)利要求1所述的循環(huán)蒸發(fā)器，其中排出容器(4)的兩個(gè)腔室(4a；4b)是串聯(lián)連接，且進(jìn)料室(4a)位于出料室(4b)的下游。
5.在權(quán)利要求1所述的循環(huán)蒸發(fā)器中通過蒸餾對(duì)含有易揮發(fā)的和不易揮發(fā)的組分的混合物進(jìn)行分離的方法，該方法包括a)將原料混合物通過進(jìn)料線加入到排出容器的進(jìn)料室，在所述的進(jìn)料室中蒸發(fā)1～95％的易揮發(fā)組分，按原料混合物計(jì)，然后將該易揮發(fā)組分在冷凝器中進(jìn)行冷凝，并從冷凝器中排出冷凝后的易揮發(fā)組分，和b)將步驟a)的未蒸發(fā)部分通過管線從排出容器加入到蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中蒸發(fā)出10～99％的易揮發(fā)組分，按照未蒸發(fā)部分的易揮發(fā)組分計(jì)，然后將其在冷凝器中進(jìn)行冷凝并從冷凝器中排出冷凝后的易揮發(fā)組分，和c)將步驟b)的未蒸發(fā)部分加入到排出容器的兩個(gè)腔室，和d)從排出容器的出料室通過出料線排出一部分提純后的混合物。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其中循環(huán)蒸發(fā)器的排出容器(4)的兩個(gè)腔室(4a；4b)是并聯(lián)連接，兩者都通過連接件(9)連接到蒸發(fā)器上，并都含有至管線(5)上的連接。
7.權(quán)利要求5所述的方法，其中在室(4a)中蒸發(fā)10～80％的易揮發(fā)組分。
8.權(quán)利要求5所述的方法，其中在蒸發(fā)器(1)中蒸發(fā)50～90％的易揮發(fā)組分。
9.權(quán)利要求5所述的方法，其中循環(huán)蒸發(fā)器的排出容器(4)的兩個(gè)腔室(4a；4b)是串聯(lián)連接，進(jìn)料室(4a)位于出料室(4b)的下游，該方法包括c)將步驟b)的未蒸發(fā)部分加入到排出容器(4)的出料室(4b)中，d)從出料室(4b)通過出料線(8)排出一部分提純后的混合物，和e)將出料室剩余部分的提純后的混合物加入到排出容器(4)的進(jìn)料室(4a)中。
10.權(quán)利要求5所述的方法，其中先預(yù)熱原料混合物，然后將其加入到排出容器(4)中。
11.權(quán)利要求5所述的方法，其中循環(huán)蒸發(fā)器以原料混合物從液面下方流進(jìn)排出容器(4)的進(jìn)料室(4a)的方式操作。
12.權(quán)利要求5所述的方法，其中通過循環(huán)線(5)循環(huán)的混合物的質(zhì)通量與通過進(jìn)料線(7)供給的原料混合物的質(zhì)通量之比等于1～100。
13.權(quán)利要求5所述的方法，其中通過循環(huán)線(5)循環(huán)的混合物的質(zhì)通量與通過進(jìn)料線(7)供給的原料混合物的質(zhì)通量之比等于3～20。
14.權(quán)利要求5所述的方法，其中使至少一種異氰酸酯與至少一種聚氨酯或聚異氰酸酯分離。
15.權(quán)利要求14所述的方法，其中的異氰酸酯是1，6-己二異氰酸酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于分離由易揮發(fā)組分和不易揮發(fā)性組分組的混合物的循環(huán)蒸發(fā)器,該循環(huán)蒸發(fā)器包含由至少一個(gè)進(jìn)料室和一個(gè)出料室組成的排出容器。本發(fā)明還涉及利用循環(huán)蒸發(fā)器通過蒸餾對(duì)由易揮發(fā)組分和不易揮發(fā)性組分組的混合物進(jìn)行分離的方法。
文檔編號(hào)B01D3/00GK1386559SQ0212028
公開日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2002年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月22日
發(fā)明者K·M·屈珀, A·費(fèi)爾赫爾特 申請(qǐng)人:拜爾公司