一种用于分离不同沸点物质的简易精馏装置的制作方法

本实用新型属于有机化学领域，涉及一种用于分离不同沸点物质的简易精馏装置。

背景技术：

在1,1-二氟-1-氯乙烷的工业化生产过程中，不可避免地产生一些高沸点物质。这些高沸点物质在大部分国内1,1-二氟-1-氯乙烷的生产厂家中均未得到利用，大都采用囤积或焚烧的方法来处置，在浪费资源的同时也造成了环境的污染。为了变废为宝，充分利用这些资源，首先需要将它们分离开来，然后根据不同物质的不同性质来合理利用。

在化工生产过程中，对于沸点、挥发度不同的物质，常用精馏的方法来分离。精馏的基本原理是将液体混合物多次部分气化和部分冷凝，利用其中各组分挥发度的的不同，实现分离目的的单元操作。

精留器常见的形式有板式和填料式。板式塔应用十分广泛，其壳体通常呈圆柱形，内部按一定间距设置有若干塔板，液体靠重力作用自上而下通过各层塔板由塔底排出。气体在压差的推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板由塔顶排出。在每块塔板上都储存有一定的液体，气体穿过板上液层时，两相接触进行传质，从而达到精馏目的。但因其压降高，易发生漏液、液泛等问题。填料塔塔身为一直立式圆筒，筒内堆放一定高度的填料，液体自塔顶加入，沿填料表面流下，自塔底流出。气体自塔底进入，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙。在填料表面气液两相接触进行传质，从而达到精馏目的。

在中试实验或工业化生产中，精馏塔被广泛应用，但对于小试实验分离不同沸点的物质，迄今未出现一种操作简便、分离效率高的简易精馏装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于分离不同沸点物质的简易精馏装置，便于针对不同沸点的物质进行简易高效的精馏作业。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：提供一种用于分离不同沸点物质的简易精馏装置，其特征在于包括油浴锅、填料塔、冷凝塔、玻璃冷凝管和接收盛料罐；所述填料塔设置在油浴锅的上部，填料塔的上部设置填料塔出料口和填料塔回料口，所述填料塔出料口通过玻璃气相管连接冷凝塔的上端入料口，在填料塔的底部设置填料塔上料口；冷凝塔的下端出料口通过导流管连接第一分料管和第二分料管，第一分料管接回填料塔回料口，第二分料管连接玻璃冷凝管的上端入料口，玻璃冷凝管的下端出料口连接出料管，所述出料管下方设置接收盛料罐。

优选的，在玻璃气相管上设置第一控制开关阀；在第一分料管和第二分料管上分别设置第二控制开关阀和第三控制开关阀。

优选的，在所述填料塔外设置第一筒形外套，所述第一筒形外套与填料塔的外壁之间围合形成第一冷却循环空间，在第一筒形外套的下部外壁上设置第一冷却水进水口，在第一筒形外套的上部外壁上设置第一冷却水出水口。

优选的，在所述冷凝塔外设置第二筒形外套，所述第二筒形外套与冷凝塔的外壁之间围合形成第二冷却循环空间，在第二筒形外套的下部外壁上设置第二冷却水进水口，在第二筒形外套的上部外壁上设置第二冷却水出水口。

优选的，在所述玻璃冷凝管外设置第三筒形外套，所述第三筒形外套与冷凝塔的外壁之间围合形成第三冷却循环空间，在第三筒形外套的下部外壁上设置第三冷却水进水口，在第三筒形外套的上部外壁上设置第三冷却水出水口。

优选的，还包括冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括去离子水储液罐和自来水储液槽，所述自来水冷却管内设置自来水冷却盘管，所述自来水冷却盘管的出水口通过第三冷却水导流管连接第三冷却水进水口，第三冷却水出水口通过第二冷却水导流管连接第二冷却水进水口，第二冷却水出水口通过第一冷却水导流管连接第一冷却水进水口，第一冷却水出水口通过回水管接回去离子水储液罐的入水口，去离子水储液罐的出水口通过出水管连接自来水冷却盘管的进水口；在出水管上设置冷却水循环泵；在自来水储液槽上设置自来水进水口和自来水出水口，所述自来水进水口通过自来水进水管连接自来水源，所述自来水出水口连接自来水排水管。

优选的，所述自来水冷却盘管包括若干根纵向设置冷却竖管和若干根横向设置的冷却横管，各个冷却竖管通过冷却横管首尾衔接在一起；所述冷却竖管的长度为冷却横管的长度的3-5倍。

优选的，还包括除垢装置，所述除垢装置包括设置在自来水储液槽内的水垢刷板，所述水垢刷板上设置若干个刷孔，所述刷孔内环绕设置金属刷毛，所述水垢刷板通过刷孔套装在冷却竖管上；还包括刷板升降驱动装置，所述刷板升降驱动装置能够带动水垢刷板沿冷却竖管上下升降。

优选的，所述刷板升降驱动装置包括升降驱动电机、左上定滑轮、左下定滑轮、右上定滑轮、右下定滑轮、左拉绳和右拉绳，所述升降驱动电机的电机轴上安装绕线轮；所述左上定滑轮和右上定滑轮分别安装在自来水储液槽的左右侧壁上端，所述左下定滑轮和右下定滑轮分别设置在自来水储液槽外部左右两侧的地面上；所述左拉绳的前端连接水垢刷板的左侧，左拉绳的后端向上穿过左上定滑轮后，向下穿过左下定滑轮，而后盘绕在绕线轮上；所述右拉绳的前端连接水垢刷板的右侧，右拉绳的后端向上穿过右上定滑轮后，向下穿过右下定滑轮，而后盘绕在绕线轮上；启动升降驱动电机正向转动，能够带动绕线轮将左右拉绳缠绕收紧，继而带动水垢刷板上移；启动升降驱动电机反向转动，能够带动绕线轮释放左右拉绳，继而带动水垢刷板下移。

优选的，所述自来水储液槽的底部呈漏斗型，在自来水储液槽的底部开设除渣口，所述除渣口上设置排料阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本发明的一种用于分离1,1-二氟-1-氯乙烷生产过程中高沸点物质的简易精馏装置，能够充分利用填料式精馏器的工作原理，通过油浴锅对物料进行加热，变成气体，通过冷凝塔对物料进行冷却，变成液体。填料塔顶部与冷凝塔底部通过第一分料管(铜管)相连，可使冷凝塔中的液体进入填料塔。当精馏效果欠佳时，打开第二控制开关阀，使液体物料进入填料塔，在装有填料的填料塔内上升的气体与下落的液体逆流接触，连续通过填料层的空隙，液相中的易挥发组分转入气相，气相中的难挥发组分转入液相，从而大大提高了塔顶中易挥发组分的纯度，提高了精馏效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图(实施例一)；

图2是本实用新型的结构示意图(实施例二)

图3是实施例二中除垢装置的结构示意图；

图4是图3的a部放大图；

图中：1、玻璃气相管；2、第一控制开关阀；3、玻璃温度计；4、填料塔出料口；5、填料塔回料口；6、第一冷却水出水口；7、第一冷却循环空间；8、填料塔；9、第一冷却水进水口；10、油浴锅；12、第二控制开关阀；13、第三冷却水出水口；14、接收盛料罐；15、出料管；16、第三冷却水进水口；17、第三冷却循环空间；18、玻璃冷凝管；19、第三控制开关阀；20、第二分料管；21、第一分料管；22、第二冷却水进水口；23、第二冷却循环空间；24、冷凝塔；25、第二冷却水出水口；26、回水管；27、去离子水储液罐；28、出水管；29、冷却水循环泵；30、自来水进水管；31、左下定滑轮；32、左拉绳；33、自来水储液槽；34、排料阀；35、右下定滑轮；36、右拉绳；37、绕线轮；38、自来水排水管；39、第二冷却水导流管；40、第一冷却水导流管；41、第三冷却水导流管；42、左上定滑轮；43、水垢刷板；44、刷孔；45、冷却竖管；46、冷却横管；47、右上定滑轮；48、金属刷毛。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一

如图1所示，本实用新型所述的一种用于分离不同沸点物质的简易精馏装置，包括油浴锅10、填料塔8、冷凝塔24、玻璃冷凝管18和接收盛料罐14；所述填料塔8设置在油浴锅10的上部，填料塔8的上部设置填料塔出料口4和填料塔回料口5，所述填料塔出料口4通过玻璃气相管1连接冷凝塔24的上端入料口，在填料塔8的底部设置填料塔上料口。在填料塔8的顶部设置玻璃温度计3。冷凝塔24的下端出料口通过导流管连接第一分料管21和第二分料管20，第一分料管21接回填料塔回料口5，第二分料管20连接玻璃冷凝管18的上端入料口，玻璃冷凝管18的下端出料口连接出料管15，所述出料管15下方设置接收盛料罐14。

在玻璃气相管1上设置第一控制开关阀2；在第一分料管21和第二分料管20上分别设置第二控制开关阀12和第三控制开关阀19。

在所述填料塔8外设置第一筒形外套，所述第一筒形外套与填料塔8的外壁之间围合形成第一冷却循环空间7，在第一筒形外套的下部外壁上设置第一冷却水进水口9，在第一筒形外套的上部外壁上设置第一冷却水出水口6。

在所述冷凝塔24外设置第二筒形外套，所述第二筒形外套与冷凝塔24的外壁之间围合形成第二冷却循环空间23，在第二筒形外套的下部外壁上设置第二冷却水进水口22，在第二筒形外套的上部外壁上设置第二冷却水出水口25。

在所述玻璃冷凝管18外设置第三筒形外套，所述第三筒形外套与冷凝塔24的外壁之间围合形成第三冷却循环空间17，在第三筒形外套的下部外壁上设置第三冷却水进水口16，在第三筒形外套的上部外壁上设置第三冷却水出水口13。

在精馏过程中，物料经油浴锅10加热后从填料塔上料口进入填料塔8，再从填料塔8的填料塔出料口4出来进入冷凝塔24，从冷凝塔24经过冷凝呈液态，一部分液态物料顺由第一分料管21再回流至填料塔8；另一部分液态物料顺由第二分料管20进入玻璃冷凝管18，从玻璃冷凝管18出来进入接收烧杯。当精馏效果欠佳时，打开第二控制开关阀12，使液体物料进入填料塔8，在装有填料的填料塔8内上升的气体与下落的液体逆流接触，连续通过填料层的空隙，液相中的易挥发组分转入气相，气相中的难挥发组分转入液相，从而大大提高了塔顶中易挥发组分的纯度，提高了精馏效果。

在本实施例中，可设置两支冷却水水源，第一支冷却水从第一水源处出发，由第二冷却水进水口22进入冷凝塔24外的第二冷却循环空间23内，而后从第二冷却水出水口25排出，再进入第一冷却水进水口9进入填料塔8的第一冷却循环空间7内，而后从第一冷却水出水口6排出并流回第一水源处。第二支冷却水从第二水源处出发，由第三冷却水进水口16进入玻璃冷凝管18外的第三冷却循环空间17，从第三冷却水出水口13排出并流回第二水源处。两支冷却循环水源能够循环为填料塔8、冷凝塔24和玻璃冷凝管18降温，能够有效提升精馏效率。

具体实施过程及效果如下：所述油浴锅10加热温度为45～115℃，所述填料塔8上部温度为30～70℃，所述冷凝水的水压为0.01～0.1mpa。在油浴锅10中加入1,1-二氟-2-氯乙烷(沸点35.1℃)纯度为60％、1,1-二氟-1,2-二氯乙烷(沸点47℃)纯度为25％、1,1-二氟-2,2-二氯乙烷(沸点60.9℃)纯度为15％的物料10l，给冷凝塔24、填料塔8、玻璃冷凝管18通入冷却循环水，打开油浴锅10电源开关，通过调节油浴锅10加热温度控制填料塔8上部玻璃温度计3温度为35℃，打开第一控制开关阀2、第二控制开关阀12和第三控制开关阀19，待接接收盛料罐14中有液体滴入，30min后检测流入接接收盛料罐14的物料的组分，物料中1,1-二氟-2-氯乙烷的纯度为90％。

实施例二

如图2所示，在本实施例中，还包括冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括去离子水储液罐27和自来水储液槽33，所述自来水冷却管内设置自来水冷却盘管，所述自来水冷却盘管的出水口通过第三冷却水导流管41连接第三冷却水进水口16，第三冷却水出水口13通过第二冷却水导流管39连接第二冷却水进水口22，第二冷却水出水口25通过第一冷却水导流管40连接第一冷却水进水口9，第一冷却水出水口6通过回水管26接回去离子水储液罐27的入水口，去离子水储液罐27的出水口通过出水管28连接自来水冷却盘管的进水口；在出水管28上设置冷却水循环泵29；在自来水储液槽33上设置自来水进水口和自来水出水口，所述自来水进水口通过自来水进水管30连接自来水源，所述自来水出水口连接自来水排水管38。

本实施例以去离子水和自来水相结合的方式：以去离子水为填料塔8、冷凝塔24和玻璃冷凝管18降温，而后以动态流动的自来水为去离子水降温。所述的冷却水循环系统既解决了冷却管路易结垢堵塞的问题，又节约去离子水使用量，降低运行成本。

所述自来水冷却盘管包括若干根纵向设置冷却竖管45和若干根横向设置的冷却横管46，各个冷却竖管45通过冷却横管46首尾衔接在一起；所述冷却竖管45的长度为冷却横管46的长度的3-5倍。

还包括除垢装置，所述除垢装置包括设置在自来水储液槽33内的水垢刷板43，所述水垢刷板43上设置若干个刷孔44，所述刷孔44内环绕设置金属刷毛48，所述水垢刷板43通过刷孔44套装在冷却竖管45上；还包括刷板升降驱动装置，所述刷板升降驱动装置能够带动水垢刷板43沿冷却竖管45上下升降。

所述刷板升降驱动装置包括升降驱动电机、左上定滑轮42、左下定滑轮31、右上定滑轮47、右下定滑轮35、左拉绳32和右拉绳36，所述升降驱动电机的电机轴上安装绕线轮37；所述左上定滑轮42和右上定滑轮47分别安装在自来水储液槽33的左右侧壁上端，所述左下定滑轮31和右下定滑轮35分别设置在自来水储液槽33外部左右两侧的地面上；所述左拉绳32的前端连接水垢刷板43的左侧，左拉绳32的后端向上穿过左上定滑轮42后，向下穿过左下定滑轮31，而后盘绕在绕线轮37上；所述右拉绳36的前端连接水垢刷板43的右侧，右拉绳36的后端向上穿过右上定滑轮47后，向下穿过右下定滑轮35，而后盘绕在绕线轮37上；启动升降驱动电机正向转动，能够带动绕线轮37将左右拉绳36缠绕收紧，继而带动水垢刷板43上移；启动升降驱动电机反向转动，能够带动绕线轮37释放左右拉绳36，继而带动水垢刷板43下移。

所述自来水储液槽33的底部呈漏斗型，在自来水储液槽33的底部开设除渣口，所述除渣口上设置排料阀34。

本实施例中，通过一支冷却循环水源即可为整套装置冷却降温，并且所述的冷却循环水源为去离子水，能够有效避免冷却循环管路中出现结垢阻塞的现象。在本装置中，还设置有除垢装置，能够避免去离子水和自来水在换热的过程中，在自来水储液槽33及内部装置上出现的结垢现象，有效提升去离子水的换热效率，继而提升整套装置的生产效率。

除垢装置的工作过程如下：启动升降驱动电机正向转动，能够带动绕线轮37将左右拉绳缠绕收紧，继而带动水垢刷板43上移；启动升降驱动电机反向转动，能够带动绕线轮37释放左右拉绳，继而带动水垢刷板43下移。由于水垢刷板43能够使上下移动，从而令刷孔44内的金属毛刷往复刷洗冷却竖管45的表面，避免在自来水冷却盘管外出现大面积积垢的情况，保证了去离子水与自来水的换热效率。除垢装置在使用一段时间后，可以开启自来水储液槽33底部的除渣口上的排料阀34，以便将积累在自来水储液槽33底的水垢排除出系统外。

其余结构和使用方法同实施例一，不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。