超重力場(chǎng)精餾技術(shù)(杭州)課件

超重力場(chǎng)精餾技術(shù)計(jì)建炳浙江工業(yè)大學(xué)化材學(xué)院2010年8月杭州起源：1970年代末期美國(guó)太空計(jì)劃征求微重力場(chǎng)研究項(xiàng)目，英國(guó)ICI新科學(xué)研究小組提出。原理：利用離心力場(chǎng)代替重力場(chǎng)，離心力可以達(dá)到重力的數(shù)百至數(shù)千倍，因此被稱為超重力，國(guó)外稱為Higee。超重力技術(shù)原理超重力氣液接觸設(shè)備常規(guī)氣液接觸設(shè)備a=w2rg氣相液相液相氣相世界上第一個(gè)超重力旋轉(zhuǎn)床專利英國(guó)ICI公司Ramshaw教授在1981年申請(qǐng)了世界上第一個(gè)超重力旋轉(zhuǎn)床專利。采用超重力來(lái)提高氣液相間接觸面積和傳質(zhì)速率。設(shè)備的尺寸極大縮小。不易液泛，可采用高比表面積填料。摘自《MassTransferApparatusandItsUse,PatentEP0002568》Ramshaw,C.1979Glitsch公司超重力床用于精餾操作摘自《Higee-astatusreport》Fowler,R.1989Glitsch公司購(gòu)買ICI公司的超重力旋轉(zhuǎn)床專利，開始了超重力旋轉(zhuǎn)床在精餾操作中的研究與應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)床再沸器Glitsch公司超重力旋轉(zhuǎn)床用于精餾塔改造常規(guī)精餾塔高度可觀如對(duì)常規(guī)精餾塔改造，增加塔板數(shù)或填料層高度，難以實(shí)現(xiàn)。摘自《Higee-astatusreport》Fowler,R.1989Glitsch公司超重力床用于精餾塔改造摘自《Higee-astatusreport》Fowler,R.1989超重力旋轉(zhuǎn)床用于精餾塔改造，可以在不增加塔高的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)增加塔板數(shù)或填料層高度的目的。超重力旋轉(zhuǎn)床的優(yōu)點(diǎn)傳質(zhì)效率/通量非常高，不易液泛；液速非常高，適于高粘度物料的處理；微觀混合程度很大，適于制備納米粉體材料；持液量很小，適于貴重/有毒物料的處理；氣液停留時(shí)間極短，適于熱敏物系的分離；轉(zhuǎn)子可自清洗，適于含固/結(jié)垢物料處理；安裝方向隨意，抗顛簸，可安裝于運(yùn)動(dòng)物體。單層折流式超重力床結(jié)構(gòu)1-動(dòng)盤;2－動(dòng)折流圈;3-氣體進(jìn)口管;4-靜折流圈5-靜盤;6-氣體出口管;7-液體進(jìn)口管;8－中間進(jìn)料管;9-殼體;10-液體出口管;11-轉(zhuǎn)軸94567813101121-動(dòng)盤;2-動(dòng)折流圈;3-氣體進(jìn)口管;4-1,2,3－液體進(jìn)口管;5-靜盤;6－靜折流圈;7-氣體出口管;8-導(dǎo)流管;9-回流管;10-殼體;11-液體出口管;12-轉(zhuǎn)軸三層轉(zhuǎn)子的折流式超重力床結(jié)構(gòu)4-34-2121110987654-1321上板靜止下板旋轉(zhuǎn)，可省掉1個(gè)動(dòng)密封（上動(dòng)密封），設(shè)備可靠性提高上板靜止，進(jìn)料口可設(shè)置在上板任意位置，實(shí)現(xiàn)中間進(jìn)料，因而可用于連續(xù)精餾過(guò)程轉(zhuǎn)子的氣液接觸元件為折流圈，因此不需要中心進(jìn)料的液體分布器，防堵塞的能力強(qiáng)轉(zhuǎn)子內(nèi)氣液以“S”形路線通過(guò)折流圈，流動(dòng)路徑增長(zhǎng)，有利于提高傳質(zhì)效率可以方便地在一個(gè)殼體內(nèi)實(shí)現(xiàn)多轉(zhuǎn)子同軸串連，理論塔板數(shù)可成倍提高折流式超重力床的特點(diǎn)壓降ΔPvs.

氣相流量Q壓降ΔPvs.

液相流量L折流式超重力床流體力學(xué)性能壓降ΔPvs.

轉(zhuǎn)速n平均壓降ΔPvs.

氣相負(fù)荷F折流式超重力床流體力學(xué)性能功耗Pvs.

氣相流量Q功耗Pvs.

液相流量L折流式超重力床功率特性功耗P隨氣相體積流量Q、液相體積流量L和轉(zhuǎn)速n的增大而增大，但P對(duì)Q變化不敏感，對(duì)L和n變化敏感，因此L和n是RZB功耗的主要決定因素功耗Pvs.轉(zhuǎn)速n折流式超重力床功率特性每個(gè)理論級(jí)壓降

vs.

氣相負(fù)荷F折流式超重力床傳質(zhì)性能填料塔回流塔釜產(chǎn)品塔頂產(chǎn)品進(jìn)料冷凝器再沸器精餾段提餾段精餾流程折流式旋轉(zhuǎn)床回流塔釜產(chǎn)品塔頂產(chǎn)品進(jìn)料再沸器冷凝器精餾段提留段酒精精餾裝置

ZG750-Ⅲ型和Ⅱ型設(shè)備無(wú)水乙醇精餾操作現(xiàn)場(chǎng)折流式超重力旋轉(zhuǎn)床的工業(yè)應(yīng)用ZG750-Ⅲ型三臺(tái)用于物料連續(xù)精餾操作現(xiàn)場(chǎng)甲醇—水系統(tǒng)精餾實(shí)例甲醇—水體系常壓

轉(zhuǎn)速：

1000rpm

三層轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子直徑：750mm殼體直徑：830mm，殼體高度：800mm回流比1.5進(jìn)料甲醇質(zhì)量濃度：70%餾出液甲醇質(zhì)量濃度：大于99.8%釜液甲醇質(zhì)量濃度:小于0.2%餾出液流量：500kg/h全塔理論板:16,精餾段理論板:11.6對(duì)應(yīng)常規(guī)填料塔：塔高10m，塔徑600mm項(xiàng)目乙醇/水甲醇/水RZBPBRZBPB直徑/m0.800.40.830.6總高度/m0.559.00.8011.0體積/m30.2761.130.4333.11高度比(PB/RZB)16.413.7體積比(PB/RZB)4.17.2折流式超重力床RZB與填料塔PB的尺寸對(duì)比折流式超重力床與填料塔的對(duì)比

冷凝器再沸器間歇進(jìn)料填料塔再沸器冷凝器旋轉(zhuǎn)床電機(jī)連續(xù)進(jìn)料折流式超重力床與填料塔的對(duì)比折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床代替精餾塔使用現(xiàn)場(chǎng)水蒸汽甲醇產(chǎn)品出冷卻水進(jìn)出冷卻水汽提脫甲醇新工藝流程圖原料進(jìn)至真空系統(tǒng)冷凍鹽水進(jìn)出原料進(jìn)水蒸汽產(chǎn)品出高粘度熱敏物料脫甲醇原工藝流程圖甲醇高粘度熱敏物系汽提脫甲醇?xì)馓峁に囉糜诜磻?yīng)過(guò)程的應(yīng)用前景產(chǎn)品+溶劑A脫溶劑A蒸餾加溶劑B反應(yīng)脫溶劑B蒸餾加溶劑C反應(yīng)脫溶劑C蒸餾產(chǎn)品+溶劑A溶劑B蒸汽RZB溶劑A+B汽相產(chǎn)品+溶劑B溶劑C蒸汽RZB溶劑B+C汽相…...…...序號(hào)數(shù)量用戶單位分離介質(zhì)設(shè)備規(guī)格原料指標(biāo)原料處理能力成品指標(biāo)起用時(shí)間累計(jì)總數(shù)注11浙江永寧制藥乙醇/水Φ600-兩層乙醇40%7t/d乙醇＞92%2004.07121嘉興金禾化工甲醇/水Φ750-三層甲醇70%11t/d甲醇＞99.5%2005.10231寧波天衡制藥多組份乙醇Φ750-三層乙醇＞80%5t/d乙醇＞95%2005.09342杭州鑫富藥業(yè)泛酸鈣水/甲醇Φ750-三層/四層甲醇12%65t/d甲醇＜0.3%2005.095脫甲醇51浙江永農(nóng)化工甲醇/水等Φ750-三層甲醇75%12.5t/d甲醇＞99.7%2005.09661浙江思賢制藥乙醇/水Φ750-三層乙醇10-20%20t/d乙醇＞92%2006.03771泰安圣奧化工甲醇/水Φ750-兩層甲醇30%15t/d甲醇＞85%2006.05881蘭溪?jiǎng)P普化學(xué)DMSO/水Φ750-三層DMSO90%18t/d水＜0.1%2006.07991浙江國(guó)邦制藥DMSO/水Φ750-三層DMSO70%7.5t/d水＜0.1%2006.0810101杭州爭(zhēng)光樹脂甲醇/甲縮醛/水Φ750-三層甲醇33%/甲縮醛20%14t/d水＜0.8%2006.0811折流式超重力床工業(yè)應(yīng)用業(yè)績(jī)序號(hào)數(shù)量用戶單位分離介質(zhì)設(shè)備規(guī)格原料指標(biāo)原料處理能力成品指標(biāo)起用時(shí)間累計(jì)總數(shù)注112浙江國(guó)邦制藥乙醇/水Φ750-三層/兩層乙醇＞92%9.6t/d水＜1%2006.0813121嘉善海倫甲醇/水Φ750-三層甲醇70%11t/d甲醇＞99.5%2006.0814131下沙生物高科甲醇/水Φ750-三層甲醇45%20t/d甲醇＞99.8%2006.1015141浙江花園高科甲醇/水Φ750-三層甲醇45%20t/d甲醇＞99.8%2006.1016151浙江花園高科甲醇/水Φ900-四層甲醇95%25t/d甲醇＞99.7%2006.1017164浙江天宇藥業(yè)多組份物質(zhì)分離Φ750-三層略10t/d略2007.0221171東陽(yáng)巍華化工甲醇/水Φ750-三層甲醇94%12t/d甲醇＞99%2007.0422182浙江東邦化工乙腈/水Φ750-三層乙腈70%1.5t/d乙腈＞99.9%2007.0724191浙江東邦化工二氯甲烷/硅醚Φ750-三層二氯甲烷94%/硅醚6%3.5t/d二氯甲烷＞99.5%2007.0725201下沙生物高科甲醇/水Φ900-四層甲醇70%25t/d甲醇＞99.5%2007.1026折流式超重力床工業(yè)應(yīng)用業(yè)績(jī)序號(hào)數(shù)量用戶單位分離介質(zhì)設(shè)備規(guī)格原料指標(biāo)原料處理能力成品指標(biāo)起用時(shí)間累計(jì)總數(shù)注211浙江傳化甲醇/甲醛/水Φ750-三層甲醇42%/甲醛3%20t/d甲醇＞98%2007.1127224浙江天宇藥業(yè)多組份物質(zhì)分離Φ750/Φ800-三層略10t/d略2007.1231231江蘇英力甲醇/水Φ750-三層甲醇70%11t/d甲醇＞99.5%2008.0132241湖北黃岡永安甲醇/水Φ750-三層甲醇70%2008.0333252淮安博泰化工多組份物質(zhì)分離Φ750-三層略10t/d略35安裝中261河北永泰甲醇/水Φ750-四層甲醇70%24t/d甲醇＞98%36安裝中271黃巖四方溶劑回收Φ750-三層略7.5t/d略37安裝中281淮安博泰化工二氯甲烷Φ750-三層二氯甲烷97.5%16t/d水＜0.1%38加工中291浙江宏達(dá)甲醇/水/DMFΦ750-三層/Φ650-二層甲醇5%/DMF50%14t/d甲醇＞99%/DMF中水＜0.1%39加工中302精進(jìn)藥業(yè)丙酮/水Φ850-三層丙酮95%6.6t/d丙酮＞99.7%41安裝中折流式超重力床工業(yè)應(yīng)用業(yè)績(jī)序號(hào)數(shù)量用戶單位分離介質(zhì)設(shè)備規(guī)格原料指標(biāo)原料處理能力成品指標(biāo)起用時(shí)間累計(jì)總數(shù)注311臺(tái)州一銘醫(yī)藥丙酮/水等Φ750-四層丙酮80%5t/d丙酮＞99.5%42加工中321埃斯特維華義溶劑回收Φ750-三層略12t/d略43加工中331淮安博泰化工DMSO/水Φ850-三層DMSO75%6t/dDMSO中水＜0.1%44加工中341嘉興巨成化工甲醇/水Φ750-三層甲醇70%11t/d甲醇＞99.5%45加工中352浙江天宇藥業(yè)乙酸乙酯/水Φ750-三層乙酸乙酯98%30t/d乙酸乙酯中水＜0.2%47加工中361東江能源浙江甲醇/水Φ900-三層甲醇70%20t/d甲醇＞99.0%48加工中371江蘇英力溶劑回收Φ750-三層略10t/d略49加工中381寧波杰森甲醇回收Φ750-三層甲醇90%12t/d甲醇＞99.5%50加工中折流式超重力床工業(yè)應(yīng)用業(yè)績(jī)折流式超重力床應(yīng)用于精餾的優(yōu)點(diǎn)※高度低、體積小，占地面積小，安置靈活；※可以減少設(shè)備制造和附屬設(shè)施耗材；※操作和維修方便，避免了高空作業(yè)；※車間溶劑可以就地回收；※反應(yīng)中間產(chǎn)物提純方便；※減少?gòu)S內(nèi)物流量，簡(jiǎn)化管理模式；※可實(shí)現(xiàn)分布式的生產(chǎn)管理和物流模式。折流式超重力旋轉(zhuǎn)床相關(guān)的科研成果⑴發(fā)明專利證書：折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床裝置，專利號(hào)ZL01134321.4，授權(quán)日2004.11.10.⑵發(fā)明專利證書：多層折流式超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，專利號(hào)ZL200510049145.1，授權(quán)日2007.07.11.⑶美國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)受理通知書：Equipmentofmulti-rotorszigzaghigh-gravityrotatingbeds，專利號(hào)US7344126B2，授權(quán)日2