[發明專利]短程真空蒸餾分離設備

無效

• 申請號: 89103484.6
• 申請日: 1989-05-18
• 公開（公告）號: CN1022463C
• 公開（公告）日: 1993-10-20
• 發明（設計）人: 李達剛;張宏祥;夏春谷;肖弟倫
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: B01D3/10
• 分類號: B01D3/10;B01D1/22
• 代理公司: 中國科學院蘭州專利事務所
• 代理人: 李實君

本發明涉及短程真空蒸餾熱敏性有機化合物的混合物的分離設備及該設備的真空密封結構及潤滑方式。

采用蒸餾的方法分離液體有機化合物的混合物由來已久，例如板式蒸餾塔已被工業界廣泛地用于碳氫化合物的分離。類似于蒸餾塔這樣的傳統分離方法，在用于分離熱敏性化合物時，如：均相反應中絡合物催化劑的回收，高級醛類分離及香料提純等，卻遇到了挑戰，原因是如果在較高的壓強下或在較低的真空下分離上述熱敏性化合物，尚未達到其沸點之前就可能分解或相互反應。由于蒸餾塔不能適應熱敏性化合物的分離，既難以進一步減小物料在塔內的停留時間，又不宜降低塔內壓強以降低分離溫度，為此先后發展了降膜蒸餾、拭膜蒸餾以及短程蒸餾等方法。

在降膜蒸餾過程中，待蒸餾物沿被加熱直立器壁流下形成降膜，所產生的蒸汽向上移出，而拭膜蒸餾，是采用機械旋轉拭件將待蒸餾物料沿加熱器壁形成一均勻薄膜，克服了降膜蒸餾中容易形成過熱點等缺陷。用這兩種方法進行真空蒸餾時，蒸餾物均需移至外部冷凝器冷卻，使得系統中蒸汽壓差較大，不利于真空度提高和蒸餾溫度的降低。

短程真空蒸餾，是將待蒸餾的液體物料在加熱蒸發面上形成均勻的薄膜，并不斷更換。由于蒸發表面和冷凝表面之間距離小于分子平均自由程，使蒸發產生的蒸汽僅移動很短路程即在冷凝表面冷凝，并以餾出液體形式采出，從而縮短了待蒸餾物的停留時間，使熱分解減少到最小。根據形成蒸發薄膜的方式不同，短程真空蒸餾設備可分為：離心式薄膜蒸發器和拭件式薄膜蒸發器。

以西德萊寶-海拉斯（Leybold-Heraeus）公司為代表的拭件式薄膜蒸發器，采用機械旋轉的滾動式涂抹裝置使物料在垂直的加熱表面形成均勻一致的膜層，實現分離目的，但因其傳動旋轉軸采用動密封結構，不僅密封結構較復雜，而且密封材料易磨損而喪失真空度。其潤滑方式為油脂潤滑，即不利于真空度的提高，又需經常補充，而且潤滑油在較高的真空下也易揮發，對待分離物帶來了污染，如果分離對象是香料或食品時，這種污染是不能允許的。

本發明的目的是，提供一種新的用于刮板真空薄膜蒸發器的傳動密封結構，采用這種結構的短程真空蒸餾分離設備，不僅保證了拭膜型短程真空蒸餾設備的優點，而且具備較好的密封性能，其真空度空載時可達10^-4Torr，負載時不低于10^-2Torr。

本發明的另一目的是，提供一種新的潤滑方式，以固體潤滑材料代替潤滑油或潤滑脂，避免潤滑油脂的污染。

本發明的傳動密封結構為：采用磁力傳動技術，使動密封改變為靜密封，從而保證了蒸發器在高真空度下長時間連續操作的可靠性。

本發明采用固體潤滑軸承代替潤滑油脂，不僅在結構上省掉注油孔，利于真空度的提高，而且從根本上避免了潤滑脂的污染。此項措施促成了本發明裝置的真空度得以提高，拓寬了本裝置的應用范圍。

本發明的短程真空蒸餾分離設備主要包括：磁力傳動系統、成膜裝置、內冷凝器、蒸發（真空）腔體和加熱夾套等。

磁力傳動系統主要包括：磁力傳動器、聯軸器、傳動軸、軸承和推力球軸承，以及密封軸套等。磁力傳動器與密封軸套之間為靜密封，其傳動軸通過聯軸器與轉動軸相聯，聯軸器可采用半聯軸器，萬向節聯軸器等。轉動軸由兩組軸承定心，并承受成膜裝置的重量，軸承可以是滾動軸承或滑動軸承。可以采用無油固體潤滑材料做為滾動軸承的保持架，而滑動軸承則由固體潤滑材料制成。固體潤滑材料的選擇關鍵是適應其工況條件和技術要求。

成膜裝置主要包括：刮板架、刮板和定位圈。刮板為斜槽型條狀柱體，其材料為固體潤滑材料。刮板架為圓柱形框架結構，用以固定刮板定位槽，定位槽為凹形槽體，使刮板定位于其中。定位槽數量根據蒸發器大小決定。刮板架頂部為物料分配盤，其盤壁開有若干個孔，用以使待蒸餾物料均勻地分配在真空腔壁上。刮板架通過鎖緊螺母直接與轉動軸聯接，也可采用萬向節聯軸器。為降低成膜裝置的機械擺動，在刮板架底部裝有定位圈或定位輪。成膜裝置可通過萬向節聯軸器和定位圈或定位輪自動調節旋轉軸心。定位圈或定位輪由固體潤滑材料。

內冷凝器由一組開放直立冷凝管和冷凝管翼片組成，置于刮板架內。冷凝管為薄壁不銹鋼管，其長度與數量取決于蒸發面的大小。為減少餾出液體的蒸汽壓及對獲取真空系統的污染，冷凝器底部（即蒸發器底部）為一冷卻水包。

蒸發腔體為圓柱形腔體，腔體下部側面開有物料（未蒸發）出口和真空抽口。腔體外部有加熱夾套與保溫層。真空腔體與磁力傳動系統為靜密封聯接，構成本發明的短程真空蒸餾設備的整體。

下面通過附圖對本發明作進一步的敘述：

附圖1

本圖為本發明全圖。