一种连续液液分离装置的制作方法

本技术属于精细化工中的液液分离，具体公开了一种连续液液分离装置。

背景技术：

1、在化工生产中，为了回收利用有用液体，混合液体的分离设备被广泛应用。液液分离设备是一种用于分离两种互不相溶且比重不同的混合液体的设备，它能有效地将至少两种分层液体分离开来。可应用于制药、农药、石油化工等领域的萃取、洗涤、分水处理等工艺环节。现有液液分离的技术手段主要有：

2、(1)应用重力沉降设备分离，主要代表设备为传统分层罐、间歇式分离釜。工作原理为利用水相和有机相的密度差，通过静置分层实现分离。主要适用于密度差较大、乳化程度低的体系，如粗制油品脱水。

3、(2)应用离心分离设备分离，主要代表设备为离心萃取机(如cwl-m系列)、碟式离心机。工作原理为通过高速旋转产生离心力场(分离因数达300-1000g)，强化两相分离速度。主要适用于高粘度、高密度差或易乳化体系，如制药行业的抗生素萃取。

4、(3)应用膜分离技术进行分离，主要设备为陶瓷膜、高分子膜分离装置。工作原理为利用膜的选择性渗透特性实现相分离。主要适用于微量组分分离或高精度要求的体系，如盐湖提硼。

5、(4)应用萃取塔设备分离，代表设备为填料塔、脉冲筛板塔。工作原理为通过多级逆流接触实现传质与分离。主要适用于大规模连续生产，如石油化工中的芳烃萃取。

6、(5)应用智能控制设备分离，代表设备为基于传感器的自动分离装置(如智能视镜+plc控制系统)。工作原理为结合光学、超声波等检测技术实时监测界面，自动控制阀门启闭。主要适用于对分离精度要求高的精细化工过程，如医药中间体生产。

7、然而，现有的液液分离设备普遍存在以下问题，1)效率与连续性不足：多为间歇操作，静置耗时久，高速离心加剧乳化，难以匹配连续生产。2)结构复杂成本高：萃取塔维护难，膜需要频繁清洗更换，离心机需哈氏合金等特殊材质，设备昂贵。3)破乳能力弱：对稳定乳液效果差，需额外添加破乳剂；膜分离易堵孔。4)能耗环保压力大：离心设备电耗高，溶剂损失率>5％，vocs排放高；萃取剂挥发夹带严重，回收成本高。5)自动化适应性差：依赖人工监测，操作易失误；连续设备对物料特性变化适应性有限，需频繁调参。

8、因此，制作一种有效的连续液液分离装置很有必要，而且市场前景应用广泛。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的问题是，连续分离效率与稳定性不足；设备结构复杂与维护成本高；能耗与溶剂损失高；夹带与分离纯度不足。

2、本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，通过结构优化实现水相和有机相的动态连续分离。提供一种连续液液分离装置，其特征在于，包括混合相进口、三级导流分相结构、dcs控制系统、轻组分液体出口1、轻组分液体出口2和重组分液体出口；三级导流分相结构包括混合相区、主分相区、重组分液体精制区1和重组分精制区2，两区之间设置有挡板；挡板a-b和挡板b-c上设置有可供液体通过的孔洞；混合相区内部设置有平行于分离装置底面的挡板a-b，挡板a-b的位置在挡板a-b上的孔洞外侧，连接于分离装置底面；挡板a-b上设置有孔洞；主分相区内部设置有垂直于分离装置底面的挡板b-c，挡板b-c垂直安装并固定于挡板a-b、挡板b-c和分离装置的底面上；轻组分液体出口1设置在主分相区上方，所述轻组分液体出口2设置在重组分液体精制区2的顶部；所述重组分液体出口设置在重组分液体精制区2的外侧上端。

3、作为本技术方案的进一步优化，挡板a-b高度为60cm，挡板a-b和b-c的高度为100cm，挡板a-b上设置的孔洞高度为65～95cm，挡板b-c上设置的孔洞高度为0～20cm；挡板b-c的高度为95cm，挡板b-c的宽度为40cm，供轻组分液体溢流；挡板c-d高度为90cm，供重组分液体溢流。

4、作为本技术方案的进一步优化，所述混合相入口(a-1)与公称直径为dn50入口管道相连接，所述入口管道上设置有流量计(ficq)，控制混合相进入流速0.1-1m/s；所述轻组分液体出口1(b-1)与公称直径为dn50的出口管道相连接，所述重组分液体出口(c-1)与公称直径为dn25的出口管道相连接，所述出口管道上设置有流量计(ficq)，流量计信号与dcs控制系统相连接，控制流速为0.2-1m/s；所述出口管道的坡度≥1％。

5、作为本技术方案的进一步优化，主分相区和重组分液体精制区侧边设置有液位计和密度计，实时监测主分相区和重组分液体精制区的液位和密度；液位计和密度计的信号与dcs控制系统相连接，联锁控制流量计和阀门开度。

6、作为本技术方案的进一步优化，液位计为激光液位计、浮球液位计、雷达液位计、电容式液位计、差压式液位计、超声波液位计中的一种。

7、作为本技术方案的进一步优化，混合相区侧壁上设置有溶剂入口，必要时，冲入溶剂洗涤；轻组分液体出口1、2和重组分液体出口均设置有实时监测取样口。

8、作为本技术方案的进一步优化，混合相区的底部、挡板a-b的内部可加装超声波破乳模块进行再分层；当液位波动超过±2mm时，当密度差＜0.2g/cm3时，开启超声波破乳模块工作。

9、作为本技术方案的进一步优化，分离装置的长宽高尺寸为1m×1m×1m，有效容积0.8m3，处理量为1～10m3/h。

10、作为本技术方案的进一步优化，分离装置的主体材质为316l不锈钢；接触界面涂覆聚四氟乙烯(ptfe)，接触角＞110°；分离装置所用的密封材料为氟橡胶密封圈。

11、作为本技术方案的进一步优化，分离装置适用于密度差≥0.3g/cm3，黏度≤50mpa·s，ph 0～14的混合相分离。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

13、(1)高效连续分离

14、1.1重力分层驱动：利用轻组分与重组分的密度差，在静止流场中实现自然分层。

15、1.2多级导流强化：通过不同高度的挡板组成的三级导流结构，引导流体形成稳定层流，缩短分层时间至5分钟内。

16、1.3液位精准控制：通过两区之间挡板的高度差设计和dn50/dn25管道配置，实现两相界面的动态平衡，确保轻组分优先排出，避免重组分夹带，实现连续稳定出料。

17、(2)低能耗与环保

18、本申请的液液分离装置，无需动力驱动就可实现分离效率＞99.9％。

19、(3)结构紧凑与低维护

20、本申请的液液分离装置，体积小巧，可以匹配现代化连续化生产的需求。

1.一种连续液液分离装置，其特征在于，包括混合相进口(a-1)、三级导流分相结构(1)、dcs控制系统、轻组分液体出口1(b-1)、轻组分液体出口2(b-2)和重组分液体出口(c-1)；所述三级导流分相结构(1)包括混合相区(a)、主分相区(b)、重组分液体精制区1(c)和重组分精制区2(d)，两区之间设置有挡板(a-b)、挡板(b-c)和挡板(c-d)；所述挡板(a-b)和挡板(b-c)上设置有可供液体通过的孔洞；所述混合相区(a)内部设置有平行于底面(e)的挡板(a-b)，所述挡板(a-b)位置在挡板(a-b)上的孔洞外侧；所述挡板(a-b)上设置有孔洞；所述主分相区(b)内部设置有垂直于分离装置底面的挡板(b-c)，所述挡板(b-c)垂直安装并固定于挡板(a-b)、挡板(b-c)和分离装置的底面(e)上；所述轻组分液体出口1(b-1)设置在主分相区(b)上方，所述轻组分液体出口2(b-2)设置在重组分液体精制区2的顶部；所述重组分液体出口(c-1)设置在重组分液体精制区2(d)的外侧上端。

2.根据权利要求1所述的一种连续液液分离装置，其特征在于，所述挡板(a-b)高度为60cm；所述挡板(a-b)和(b-c)的高度为100cm，所述挡板(a-b)上设置的孔洞高度为65～95cm，所述挡板(b-c)上设置的孔洞高度为0～20cm；所述挡板(b-c)的高度为95cm，宽度为40cm，供轻组分液体溢流；所述挡板(c-d)高度为90cm，供重组分液体溢流。

3.根据权利要求1所述的一种连续液液分离装置，其特征在于，所述混合相进口(a-1)与公称直径为dn50入口管道相连接，所述入口管道上设置有流量计(ficq)，控制混合相进入流速0.1-1m/s；

4.根据权利要求1所述的一种连续液液分离装置，其特征在于，所述主分相区(b)和重组分液体精制区(c和d)侧边设置有液位计(lias)和密度计(dt)，实时监测主分相区(b)和重组分液体精制区(c和d)的液位和密度；所述液位计(lias)和密度计(dt)的信号与dcs控制系统相连接，联锁控制流量计和阀门开度。

5.根据权利要求4所述的一种连续液液分离装置，其特征在于，所述液位计(lias)为激光液位计、浮球液位计、雷达液位计、电容式液位计、差压式液位计、超声波液位计中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种连续液液分离装置，其特征在于，所述混合相区(a)侧壁上还设置有溶剂入口(a-2)，必要时，冲入溶剂洗涤；所述轻组分液体出口1(b-1)、轻组分液体出口2(b-2)和重组分液体出口(c-1)均设置有实时监测取样口。

7.根据权利要求1所述的一种连续液液分离装置，其特征在于，所述混合相区(a)的底部、挡板(a-b)的内部可加装超声波破乳模块进行再分层；当液位波动超过±2mm时，当密度差＜0.2g/cm3时，开启超声波破乳模块工作。

8.根据权利要求1所述的一种连续液液分离装置，其特征在于，所述分离装置的长宽高尺寸为1m×1m×1m，有效容积0.8m3，处理量为1～10m3/h。

9.根据权利要求8所述的一种连续液液分离装置，其特征在于，所述分离装置的主体材质为316l不锈钢；接触界面涂覆聚四氟乙烯(ptfe)，接触角＞110°；所述分离装置所用的密封材料为氟橡胶密封圈。

10.根据权利要求9所述的一种连续液液分离装置，其特征在于，所述分离装置适用于密度差≥0.3g/cm3，黏度≤50mpa·s，ph 0～14的混合相分离。