[發(fā)明專(zhuān)利]一種非均相三組元液體燃料的快速分離系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110228644.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113004940B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪營(yíng)磊;高福磊;陳斌;白志山;董霄;劉衛(wèi)孝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安近代化學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C10L1/00
• 分類(lèi)號(hào): C10L1/00
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 王芳

本發(fā)明公開(kāi)了一種非均相三組元液體燃料的快速分離方法：（a）收集非均相三組元液體燃料的混合溶液；（b）對(duì)混合溶液均分進(jìn)入離心分離器中；（c）離心分離器對(duì)混合溶液離心分離；（d）將重相強(qiáng)氧化劑溶液匯總送入重相收集罐，將輕相復(fù)合燃料匯總送入輕相收集罐。（e）對(duì)重相收集罐中的重相強(qiáng)氧化劑溶液用分離內(nèi)件分離得到強(qiáng)氧化劑溶液和復(fù)合燃料；對(duì)輕相收集罐中的輕相復(fù)合燃料用分離內(nèi)件分離得到強(qiáng)氧化劑溶液和復(fù)合燃料；將重相收集罐和輕相收集罐輸出的強(qiáng)氧化劑溶液匯總，將復(fù)合燃料匯總。本發(fā)明采用離心分離技術(shù)多級(jí)并聯(lián)加纖維強(qiáng)化聚結(jié)分離技術(shù)的組合分離方式，在離心分離器離心分離的基礎(chǔ)上進(jìn)一步精細(xì)分離，提高了生產(chǎn)效率，夾帶量＜0.5%。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工分離應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種非均相三組元液體燃料的快速分離系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

非均相三組元液體燃料，通常由兩種共聚化合物材料、一種氧化劑溶液組成，如丙烯酸甲酯、丙二醇硝酸酯、PBA，以及液氧/液氫、丁二醇、煤油等。通過(guò)該液體燃料制備的推進(jìn)劑產(chǎn)物能夠充分燃燒，其體積能量密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一元燃料單獨(dú)使用時(shí)的密度，可以顯著增加火箭發(fā)動(dòng)機(jī)效率或魚(yú)雷等武器射程。同時(shí)，其燃燒產(chǎn)物溶于水，對(duì)于減少魚(yú)雷航跡、提高魚(yú)雷隱身性能具有重要意義。因而三組元液體燃料是一種前景廣闊的新型化工材料。但是，三組元液體燃料制備的原工藝，通常還是依靠傳統(tǒng)的釜式攪拌，再靜置完成分離，屬于間歇性操作，存在分離效率低、靜止時(shí)間長(zhǎng)（4h）、夾帶量大（2%）等問(wèn)題，極大影響了后處理單元。同時(shí)，單一組元燃料正常下安定，但多元溶劑在非正常狀態(tài)下混合后與強(qiáng)氧化劑長(zhǎng)時(shí)間共聚同一反應(yīng)釜，具備爆炸潛力且爆炸界限不明，存在極大的安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)。目前，試驗(yàn)安全問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重阻礙三組元液體燃料的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，亟需開(kāi)發(fā)一種快速的液-液分離技術(shù)，能夠使此類(lèi)混合溶液制備過(guò)程中在較短的時(shí)間內(nèi)完全分開(kāi)，保障非均相三組元液體燃料的安全應(yīng)用。

離心分離技術(shù)是一種通過(guò)離心力場(chǎng)實(shí)現(xiàn)液-液兩相快速分離的技術(shù)，該技術(shù)具有分離時(shí)間短、結(jié)構(gòu)緊湊、處理量大等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于分離體系的要求，離心分離技術(shù)的應(yīng)用一般僅需要兩相具有一定的密度差（0.1g/cm³），互不溶解。非均相三組元液體燃料實(shí)際是氧化劑溶液與復(fù)合物燃料組成的兩相體系，它們的密度差達(dá)到0.15-0.5g/cm³，因此，采用離心分離技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)非均相三組元液體燃料的快速分離是十分適合的。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN110082402A公開(kāi)了一種易爆溶劑體系用充氮測(cè)氧本質(zhì)安全型離心萃取方法，通過(guò)充氮單元向離心分離器內(nèi)部引入氮?dú)猓脫Q掉離心分離器內(nèi)部的空氣，使離心分離器內(nèi)部使用易燃易爆溶劑時(shí)的氧含量控制在預(yù)設(shè)安全范圍之內(nèi)；發(fā)明專(zhuān)利CN110117034A提出了一種離心萃取高濃度含酚廢水及其資源化的方法，利用多級(jí)離心分離器的逆流串聯(lián)和絡(luò)合萃取、反萃取技術(shù)，克服了化學(xué)萃取可逆性差的不足，提高脫酚率，以降低生化處理或者后續(xù)處理的壓力；實(shí)用新型CN209865380U涉及一種三級(jí)串聯(lián)控溫離心萃取分離裝置，將控溫、傳質(zhì)與分離匯集一體，適用于萃取分離效果與溫度高度敏感的料液處理工藝；發(fā)明專(zhuān)利CN108654139A公開(kāi)了一種制藥用三級(jí)逆流離心萃取器，通過(guò)螺紋槽中旋轉(zhuǎn)活動(dòng)桿的延伸長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變與萃取藥液之間的接觸面積，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)離心力場(chǎng)的改變。但是，上述公開(kāi)專(zhuān)利無(wú)論是分離設(shè)備還是分離方法均存在分離方式單一、傳質(zhì)效率低、相夾帶嚴(yán)重等問(wèn)題，使得非均相三組元液體燃料混合溶液通常存在以下問(wèn)題：1、高速離心力場(chǎng)中，物料與旋轉(zhuǎn)件之間摩擦導(dǎo)致的發(fā)熱和靜電，存在安全隱患；2、在環(huán)隙區(qū)域傳質(zhì)不均勻?qū)е戮植咳榛瘒?yán)重，形成非正常狀態(tài)混合；3、分離效率不高，分離后燃料溶液仍然存在少量相夾帶影響后處理單元。因此，為了滿(mǎn)足非均相三組元液體燃料制備工藝的要求，本領(lǐng)域迫切需要開(kāi)發(fā)出一種混合效果好、傳質(zhì)效率高以及能夠?qū)崿F(xiàn)快速分離的技術(shù)，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的分離裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供一種非均相三組元液體燃料的快速分離系統(tǒng)及方法。

一方面，本發(fā)明提供了一種非均相三組元液體燃料的快速分離方法，包括以下步驟：

（a）收集非均相三組元液體燃料的混合溶液；