化工分離過程中一種新型自動分層裝置的設計及應用

劉慶德

(匯智工程科技股份有限公司，山東 青島 266061)

混合液體不同液相之間的分離設備在化工、石油、醫藥、環保等工業部門的多個生產過程中均有所應用，合理選擇不同液相分離設備，完善設備設計，優化設備操作，對節省投資，減少能耗和降低成本，提高經濟效益，有著十分重要的意義。

有機相和水相的分離是化工過程中的常規操作，通常工藝操作會根據有機化合物與水不能互溶的原理，通過兩相間的分層現象，進行兩液相之間的分離。傳統的分離方式將用于分層的錐形設備底部安裝一段玻璃管道或設備側面安裝一個玻璃視鏡，人工操作，憑目測分層，控制下層液相的流出和控制，一般耗時較長，特別是遇到顏色接近的油層和水層時，經常因誤操作而造成較大的經濟損失，甚至引發安全事故。

3,3'-二氯聯苯胺鹽酸鹽(簡稱DCB)是生產雙氯聯苯胺系列有機顏料的重要中間體，主要用于合成黃色、橙色顏料品，尤以黃色更為重要在以1999版coiourindex為藍本的《世界染料品種》中登錄的130個黃色顏料品中，以DCB為重氮組分的黃色顏料有22個，占16.9%，占有機顏料總產量的25%，合成品為c.1顏料黃12、13、14、17、55、63、83、87、114、124、126、127、170、171、172、174、176、188，顏料橙13、34及顏料紅38。以上顏料具有很高的著色力，鮮艷的色光，耐熱、耐溶劑等優良的性能，除大量應用于印刷油墨外，還用于涂料、塑料、橡膠文具及涂料印花色漿等的著色。黃色有機顏料主要有聯苯胺黃及漢沙黃兩系列，其總產量合計占黃色品總產量的90%以上。

3,3'-二氯聯苯胺鹽酸鹽生產過程中需要進行水相(廢堿液)和有機相(2.2'-二氯氫化偶氮苯)的分離，2,2'-二氯氫化偶氮苯在下層自流至酸洗釜，廢堿液去廢堿液儲罐。

1 內容

此分離有機相和水相的自動分層裝置，主要由一個筒體，兩側平蓋組成。不同于以往的靜置分層，本產品主要在物料進口及出口采取不同方式，進行自動分層。筒體內部進料口處設置一個內筒，切線進料，增加內筒流體擾動程度，并減小對罐內的已分層液體的沖擊，有利于自動分層。有機相出口位于平蓋上側部分，方便溢流；水相出口前設置導流外管，導流外管上部封堵，下部開口，水相出料管自下部插入導流外管內部，高于相界面處，靠罐內液體重力使底部水相出料，以實現兩相的自動分層，完成分離過程。

2 附圖

圖1～3是結構示意圖。

1-平蓋，2-進料管，3-內筒，4-備用口，5-筒體，6-人孔，7-導流外管，8-有機相溢流口，9-填料箱，10-水相出料管，11-鞍座，12-排凈口，13-排凈口。

圖1 主視圖

圖2 側視圖

圖3 進料口詳圖

3 具體實施方式

下面結合附圖對本裝置作進一步說明。

如圖1～3所示，本自動分層裝置，包括筒體5、兩側平蓋1、進料口2和出料口，平蓋2與圓柱形筒體5密封連接，進料口2和出料口通過平蓋1與筒體5相連，所述出料口包括有機相出料口8和水相出料口10，有機相出料口8開設在相界面上方，有機相出料口8開設在平蓋1上側位置。水相出料口10開設在水相出料管9下端，水相出料管9外套有導流外管7，導流外管7上部與筒體5內壁密封連接，下部開口；水相出料管9上端不高于有機相出料口8。水相出料管9與筒體5外壁間設有填料箱14；水相出料管9上端高度可上下調節。自動分層裝置還包括強化分層裝置，包括設在筒體5底部的圓柱形內筒3，進料口2通過進料管6與內筒3相連，進料管6軸線沿內筒3截面的圓切線方向。導流外管7下部開口處距筒體5底部50 mm，有機相出料口8開設高度距筒體5頂部200 mm。

自動分層裝置還包括筒體5頂部的備用口4和人孔13，筒體5底部的排凈口12和鞍座11。鞍座11在筒體底部起支撐固定的作用。

本產品的使用過程如下所述：在3,3'-二氯聯苯胺鹽酸鹽生產中需要進行水相(廢堿液)和有機相(2.2'-二氯氫化偶氮苯)的分離，將廢堿液和2.2'-二氯氫化偶氮苯的混合液體通過進料管6切線進料至內筒3，形成層狀旋渦，促進筒體5內已有的廢堿液和2.2'-二氯氫化偶氮苯的混合液體的兩相分層，并減小了對罐內已分層液體的沖擊。2.2'-二氯氫化偶氮苯有機相通過上層的有機相出料口8流至酸洗釜，廢堿液通過下層進入導流外管7下口進入填滿導流外管7后升到水相出料管9上端，靠罐內液體重力使底部廢堿液從水相出料口10出料，進入廢堿液儲罐。更好的回收利用有機相2.2'-二氯氫化偶氮苯，又分離了水相廢堿液，分離率高，節約人力成本。

若混合液體進料速度過快，靜置時間較短，兩相分離的程度不夠，調整減小水相出料管的插入長度，即水相出料管的上端高度變低，更好的得到已充分分離的水相液體。若兩相比重差較大，進料速度慢，靜置時間夠長，兩相充分分離，可以將水相出料管固定在筒體上，高度不變。

4 結語

本自動分層裝置，還可以適用于分離有機相和水相混合液體需要的其他化工石化醫藥行業產品的生產中。本產品能夠快速、有效的分離生產過程中混合的有機相和水相，解決以往生產過程中需要靠人工分水的難題，不僅降低了勞動強度，減少人工成本，杜絕操作失誤帶來的損失，而且提高了有機相產品的收集率。

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(本文文獻格式：劉慶德.化工分離過程中一種新型自動分層裝置的設計及應用[J].山東化工,2018,47(7):126-127.)