[發明專利]一種微尺度高效精餾分離過程強化裝置及工藝

有效

• 申請號: 202011393123.8
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112843765B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 高鑫;王佳碩;李洪;李鑫鋼;從海峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14;B01D3/32;C07C7/04;C07C9/15;C07C13/18;C07C29/80;C07C31/04;C07C15/06;C07C11/107
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 霍慧慧

1.一種微尺度高效精餾分離過程強化裝置，其特征在于：包括進料管、進料蠕動泵、換熱器、微精餾柱、冷凝器、限域流動微結構及再沸器，所述進料管連接至所述進料蠕動泵，所述進料蠕動泵通過輸料管連接至所述換熱器，所述換熱器連接至所述微精餾柱的進料口，所述微精餾柱頂部的氣相出口通過管路連接至所述冷凝器，所述冷凝器上設置有回流口及頂端物料采出口，所述回流口連接至所述微精餾柱頂部的回流口，所述回流口連接至限域流動微結構上端，所述限域流動微結構下端通過固定頭與所述微精餾柱的液相出口相連，所述微精餾柱液相出口分別連接至再沸器及底端物料采出口，所述再沸器連接至所述微精餾柱，限域流動微結構約束引導液相流動，微結構外側為氣相通道，氣相與液相逆向流動，在微結構上進行接觸和傳質。

2.根據權利要求1所述的微尺度高效精餾分離過程強化裝置，其特征在于：所述限域流動微結構為微螺旋結構，所述微螺旋結構的螺旋內部和螺線間隙中有液相流動，所述微螺旋結構的螺旋外側有氣相流動，所述氣相及液相在螺線間隙接觸并傳質；所述微螺旋結構的長度為10～500mm，外徑為0.4～1.5mm，螺旋間隙為0.1～0.5mm，螺線截面為矩形、圓形或梯形，螺旋方向為順時針下降或逆時針下降。

3.根據權利要求1所述的微尺度高效精餾分離過程強化裝置，其特征在于：所述限域流動微結構為微集束結構，所述微集束結構內側有液相流動，所述微集束結構外側有氣相流動，所述氣相及液相在微集束間隙接觸并傳質；所述微集束結構的長度為10～500mm，外徑為0.4～1.5mm，集束間距為0.1～0.5mm；集束截面為矩形或圓形。

4.根據權利要求1所述的微尺度高效精餾分離過程強化裝置，其特征在于：所述限域流動微結構為微側柱結構，所述微側柱結構的側柱間隙有液相流動，所述微側柱結構的側柱外側有氣相流動，所述氣相及液相在側柱間隙的凹液面處接觸并傳質；所述微側柱結構的長度為10～500mm，外徑為0.2～1.0mm，側柱長度為0.1～0.5mm，側柱分布角度為2～30°，側柱截面為矩形、圓形或三角形。

5.根據權利要求1所述的微尺度高效精餾分離過程強化裝置，其特征在于：所述限域流動微結構為微側孔結構，所述微側孔結構內側有液相流動，所述微側孔結構外側有氣相流動，所述氣相及液相在側孔處接觸并傳質；微側孔結構的長度為10～500mm，外徑為0.5～1.5mm，壁厚0.1～0.3mm，側孔為圓形、矩形或三角形。

6.根據權利要求1所述的微尺度高效精餾分離過程強化裝置，其特征在于：所述限域流動微結構為直線型或彎曲型，操作角度為0～90°。

7.一種微尺度高效精餾分離過程強化工藝，其特征在于：所述工藝流程為：

1)精餾進料：待精餾分離的物料通過進料管由進料蠕動泵進行輸送進料；

2)進料換熱：進料蠕動泵輸送的物料經換熱器換熱后生成氣體混合物；

3)精餾分離：氣相混合物通過微精餾柱的進料口進入微精餾柱進行精餾，微精餾柱頂端的氣相產物通過氣相出口進入冷凝器，冷凝液冷凝后的液相物料一部分作為產物經頂端物料采出口采出，另一部分作為回流物料返回到微精餾柱的回流口，回流物料沿限域流動微結構向下流動，并與向上流動的氣相接觸傳質；微精餾柱底端的液相通過液相出口流出，一部分作為產物經底端物料采出口采出，另一部分進入再沸器，經過再沸器再次加熱返回微精餾柱。

8.根據權利要求7所述的微尺度高效精餾分離過程強化工藝，其特征在于：所述進料蠕動泵的進料量為1～50μL/min。

9.根據權利要求7所述的微尺度高效精餾分離過程強化工藝，其特征在于：所述換熱器的出口熱物流溫度為50～200℃。

10.根據權利要求7所述的微尺度高效精餾分離過程強化工藝，其特征在于：所述微精餾柱的絕對壓力為1～2atm，所述微精餾柱的回流比為0.5～8。