本發(fā)明屬于物料分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分離熱敏物料的精餾裝置及其精餾方法。

背景技術(shù)：

熱敏物料是指對溫度很敏感，受熱之后容易發(fā)生分解、聚合、氧化還原等反應(yīng)的物料，其廣泛存在于化工醫(yī)藥、石油煉制、食品加工、香料等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，如醫(yī)藥行業(yè)中的維生素和某些中藥成分、石化行業(yè)中常見的苯乙烯、食品加工行業(yè)中的抗氧化劑、甾醇和脂肪酸以及香料行業(yè)中的香蘭素、大茴香醛和羥基香茅醛都屬于熱敏物料。

目前，分離熱敏物料的技術(shù)主要有冷態(tài)分離、分子蒸餾、間歇精餾和減壓精餾。其中，冷態(tài)分離又包括結(jié)晶、色譜分離和超臨界萃取，結(jié)晶對物料成分的要求較高，需有一種或幾種物料在較易實現(xiàn)的溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，實際應(yīng)用中很難滿足此條件；色譜分離一般不適合大規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)；超臨界萃取采用CO₂作為溶劑，能夠在常溫下進行，但其設(shè)備投資很大，對工藝條件要求很高，實際生產(chǎn)中很難滿足工藝條件的要求。分子蒸餾為單級蒸餾過程，雖然可避免物料分解，但分離級數(shù)不夠多，且設(shè)備投資很高，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。減壓精餾雖然可以降低分離所需溫度，但需要在再沸器中保持適當液位以產(chǎn)生靜壓差，從而使得物料在塔釜的汽化溫度升高，不一定能有效避免物料的分解。

這些無疑加大了工業(yè)分離提純熱敏物料的難度，因此，如何選擇合適的分離技術(shù)、開發(fā)新型工藝和設(shè)備，以便最大限度地降低熱敏物料因發(fā)生熱反應(yīng)而引起的損失，更為經(jīng)濟和高效地完成熱敏物料分離純化的任務(wù)就成為了科研工作者和工程技術(shù)人員長期面臨的一大課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種分離熱敏物料的精餾裝置及其精餾方法，能夠減少物料的受熱時間且受熱均勻。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：發(fā)明一種分離熱敏物料的精餾裝置，包括再沸器和精餾塔，精餾塔的塔頭連接冷凝器，精餾塔的采出口連接第一儲液罐，其特征在于：所述再沸器內(nèi)設(shè)置上管板和下管板，上管板和下管板將再沸器的內(nèi)腔分隔為自上而下依次排布的封頭、傳熱腔和汽化室，封頭內(nèi)設(shè)置錐形導(dǎo)流件；傳熱腔中設(shè)有多根豎向放置的降液管，降液管的上端連通封頭、下端連通汽化室，汽化室的下端通過循環(huán)管路連通封頭的上端，循環(huán)管路上安裝物料輸送泵，物料輸送泵出口側(cè)的循環(huán)管路還連接分支管路，分支管路連通第二儲液罐；

汽化室和精餾塔之間設(shè)置自上而下依次排布的升氣管和下降液流管。

優(yōu)選的，所述錐形導(dǎo)流件的錐度為120度，錐形導(dǎo)流件的外徑為封頭下端內(nèi)徑的0.5倍，錐形導(dǎo)流件的頂端距離封頭進液管管口的豎直高度為封頭總高度的0.1倍。

優(yōu)選的，所述降液管內(nèi)設(shè)有插件，插件呈紐帶型。

優(yōu)選的，所述冷凝器的排氣口連接真空泵，真空泵和冷凝器之間加設(shè)緩沖罐。

優(yōu)選的，所述循環(huán)管路和分支管路上均安裝有流量計。

優(yōu)選的，所述汽化室的底部連通放凈管，放凈管上安裝第一閥門。

優(yōu)選的，所述封頭的頂部連通放氣管，放氣管上安裝第二閥門。

本發(fā)明還提供了一種上述精餾裝置的精餾方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）打開第二閥門，待分離的物料從封頭的頂端輸入再沸器，封頭內(nèi)的空氣排凈后關(guān)閉第二閥門；

（2）進入封頭的物料經(jīng)導(dǎo)流件布料后均勻進入降液管，在降液管內(nèi)形成向下流動的均勻液流，經(jīng)傳熱腔中受熱后進入汽化室內(nèi)，部分物料汽化成氣體；

（3）步驟（2）中被汽化的物料從升氣管進入精餾塔，在精餾塔內(nèi)充分精餾純化，精餾塔內(nèi)的上升氣體進入冷凝器被冷凝成液體后，收集在第一儲液罐中，精餾塔塔底的液體流回汽化室；

（4）汽化室內(nèi)的液體經(jīng)物料輸送泵輸送回封頭內(nèi)，再次執(zhí)行步驟（2）和（3）；

（5）在步驟（1）～（4）中，由真空泵提供操作壓力。

優(yōu)選的，物料在降液管中下降的過程中，經(jīng)插件改變流向，物料均勻地與降液管的管壁接觸、受熱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、待精餾的物料在降液管中由于重力作用和物料輸送泵的推動作用，從上向下快速流過，減少了物料在降液管內(nèi)的受熱時間；并在下降的過程中，傳熱腔中的熱媒或膜加熱裝置給降液管內(nèi)的物料加熱，而降液管內(nèi)空間有限，內(nèi)部壓力大，不會發(fā)生沸騰，在降液管的出口處由于壓力降低，被瞬間釋放而沸騰，大大降低了物料的熱分解及其他副反應(yīng)，提高了物料的純化質(zhì)量。

2、由于導(dǎo)流件的設(shè)置，一方面增大了物料在各降液管中分部的均勻性，避免現(xiàn)有技術(shù)中由于物料分布不均而導(dǎo)致的未布有物料的降液管的管壁的干燒現(xiàn)象，從而避免部分物料局部過熱而產(chǎn)生化學反應(yīng)；另一方面大大降低了操作難度。

3、由于降液管內(nèi)插件的設(shè)置，使得物料在降液管內(nèi)下降的過程中，流動方向時刻發(fā)生變化，物料能夠更好的混合，從而使物料受熱更加均勻。

4、本發(fā)明生產(chǎn)能力調(diào)節(jié)幅度大，適用于不同處理量的連續(xù)精餾操作和間歇精餾操作，便于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是再沸器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中A-A剖視圖。

附圖標記為：1、精餾塔；2、塔頭；3、冷凝器；4、第一儲液罐；5、緩沖罐；6、真空泵；7、再沸器；8、物料輸送泵；9、第二儲液罐；10、流量計；11、錐形導(dǎo)流件；12、連接片；13、上管板；14、降液管；15、插件；16、封頭；17、傳熱腔；18、下管板；19、汽化室；20、放凈管；21、第一閥門；22、下降液流管；23、升氣管；24、循環(huán)管路；25、分支管路；26、排氣管；27、第二閥門。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。

本發(fā)明以處于使用狀態(tài)時所對應(yīng)的上端定義為頂端，相應(yīng)地將其下端定義為底端。

如圖1所示，本發(fā)明的精餾塔1的塔頭2連接冷凝器3，冷凝器3的排氣口連接真空泵6，真空泵6和冷凝器3之間加設(shè)緩沖罐5。塔頭2的采出口連接第一儲液罐4，冷凝器3的排氣口通過緩沖罐5連接真空泵6，為精餾提供操作壓力。精餾塔1的下部通過升氣管23和下降液流管22連通再沸器7的下部，下降液流管22位于升氣管23的下方。如圖2和圖3所示，再沸器7內(nèi)設(shè)置自上而下依次設(shè)置的上管板13和下管板18，上管板13和下管板18將再沸器7的內(nèi)腔分隔為自上而下依次排布的封頭16、傳熱腔17和汽化室19。封頭16的頂部連通排氣管26，排氣管26上安裝第二閥門27，封頭16內(nèi)設(shè)置錐形導(dǎo)流件11，錐形導(dǎo)流件11通過連接片12安裝在上管板13上。錐形導(dǎo)流件11的錐度為120度，錐形導(dǎo)流件11的外徑為封頭16下端內(nèi)徑的0.5倍，錐形導(dǎo)流件11的頂端距離封頭16進液管管口的豎直高度為封頭16總高度的0.1倍。傳熱腔17中設(shè)有多根豎向放置的降液管14，降液管14內(nèi)設(shè)有插件15，插件15呈紐帶型。降液管14的上端連通封頭16、下端連通汽化室19，汽化室19的下端通過循環(huán)管路24連通封頭16的上端，循環(huán)管路24上安裝物料輸送泵8，物料輸送泵8出口側(cè)的循環(huán)管路24還連接分支管路25，分支管路25連通第二儲液罐9。

為了測量循環(huán)管路24和分支管路25中的流量，在循環(huán)管路24和分支管路25上均安裝有流量計10。并在汽化室19的底部連通放凈管20，放凈管20上安裝第一閥門21，在精餾操作完成后，便于物料的排空。

上述精餾裝置的精餾過程，包括如下步驟：

（1）打開第二閥門27，使排氣管26處于導(dǎo)通狀態(tài)，待分離的物料從封頭16的頂端輸入再沸器7，待排氣管26中有物料溢出時，可判定為封頭16內(nèi)的空氣已經(jīng)排凈，此時關(guān)閉第二閥門27，從而保證物料充滿整個封頭16。

（2）進入封頭16的物料經(jīng)導(dǎo)流件11布料后均勻進入降液管14，在降液管14內(nèi)形成向下流動的均勻液流，同時物料在降液管14中下降的過程中，經(jīng)插件15改變物料的流向，從而使其混合更加均勻。經(jīng)傳熱腔17中受熱后到達汽化室19內(nèi)，受降液管14空間和壓力的限制，物料在降液管14內(nèi)不會沸騰，在降液管14出口處的汽化室19內(nèi)，由于空間的瞬間釋放，壓力突降，使得部分物料瞬間汽化成氣體；

（3）步驟（2）中被汽化的物料從升氣管23進入精餾塔1，在精餾塔1內(nèi)上行的氣體與下行的液體發(fā)生氣液交換，沸點高的組分由于放熱被液化，沸點低的組分受熱被汽化，提高物料的純化質(zhì)量，充分實現(xiàn)精餾純化，精餾塔1內(nèi)的氣體經(jīng)塔頭2進入冷凝器3，被冷凝成液體后回流，經(jīng)塔頭2的采出口收集在第一儲液罐4中，精餾塔1塔底的液體則流回汽化室19；

（4）汽化室19內(nèi)的液體經(jīng)物料輸送泵8輸送回封頭16內(nèi)，執(zhí)行步驟（2）和（3）。如果對再沸器7進行一次進料，從精餾塔1的塔頭2采出低沸點組分，精餾結(jié)束后，從放凈管20放出汽化室19內(nèi)的高沸點組分，然后再次進料精餾，則實現(xiàn)間歇式精餾；如果從精餾塔1的中部連續(xù)進料，塔頭2中連續(xù)采出低沸點組分，分支管路25中連續(xù)采出高沸點組分，則實現(xiàn)連續(xù)式精餾。如此實現(xiàn)低沸點的物料被收集在第一儲液罐4中，高沸點的物料收集在第二儲液罐9中，從而實現(xiàn)物料的分離。如果不采出高沸點物料時，則可關(guān)閉分支管路25。

（5）在步驟（1）～（4）中，均由連接在冷凝器3排氣口上的真空泵6提供操作壓力，調(diào)節(jié)各部件內(nèi)的操作壓力，物料輸送泵8則加快物料在降液管14內(nèi)的流速有助于避免物料由于過熱而變性。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以組合、變更或改型均為本發(fā)明的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。