阅读说明：本技术 一种醇水分离装置 (Alcohol-water separation device ) 是由 张晓岭 刘骏尘 祝研 刘青 于 2018-05-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种醇水分离装置,所述装置由塔釜、蒸馏塔、转动轴、旋转带、电动马达、测温装置、冷凝器构成,所述蒸馏塔顶端与冷凝器相连,并具有一用于测温的热电偶；塔釜为三口瓶,分别接塔体、温度计和玻璃塞；回流阀用继电器和电磁阀控制,在蒸馏塔顶端取样；塔釜采用电加热形式,塔身具有一真空玻璃夹层用于保温,冷凝器采用水冷至室温；旋转带采用螺旋式设计。分离时打开进料口,加入待分离原料,检查各接口密封性,通入冷却用自来水后,对塔釜进行加热,当塔顶温度高于分离液中低沸点的物质时全回流,当塔顶温度小于等于分离液中低沸点物质的温度时收集,最终由收集瓶和塔釜分别收集得到两种高纯度物质。本发明优点为分离效率高、压降小。(The invention discloses an alcohol-water separation device, which consists of a tower kettle, a distillation tower, a rotating shaft, a rotating belt, an electric motor, a temperature measuring device and a condenser, wherein the top end of the distillation tower is connected with the condenser and is provided with a thermocouple for measuring temperature; the tower kettle is a three-mouth bottle which is respectively connected with the tower body, a thermometer and a glass plug; the reflux valve is controlled by a relay and an electromagnetic valve, and samples are taken at the top end of the distillation tower; the tower kettle adopts an electric heating mode, the tower body is provided with a vacuum glass interlayer for heat preservation, and the condenser adopts water cooling to room temperature; the rotating belt is designed in a spiral manner. And opening a feeding hole during separation, adding raw materials to be separated, checking the tightness of each interface, heating the tower kettle after introducing tap water for cooling, fully refluxing when the temperature of the tower top is higher than that of substances with low boiling points in the separation liquid, collecting when the temperature of the tower top is lower than or equal to that of the substances with low boiling points in the separation liquid, and finally respectively collecting by a collecting bottle and the tower kettle to obtain two high-purity substances. The invention has the advantages of high separation efficiency and small pressure drop.)

一种醇水分离装置

技术领域

本发明涉及一种化学分离领域，具体涉及的是对醇和水的恒沸混合物进行分离的技术。

背景技术

醇类化合物受羟基的影响，存在分子间的氢键，在水中还有醇分子和水分子间的氢键。所以，它们的物理性质与相应的烃差异较大。主要表现在熔沸点比较高，在水中有一定的溶解度等。一般而言，低级的醇类水溶性较好，甲醇、乙醇和丙醇能与水以任意比例混溶。醇是一种重要的工业化工材料，如乙醇在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，低毒性，能与水以任意比互溶。料乙醇是通过农作物发酵制得乙醇，再进一步提纯为无水乙醇。无水乙醇的制备常采用精馏的方法，但乙醇溶液达到95.6％时会成为恒沸溶液，而采用精馏方法进一步提纯，过程复杂，能耗高，污染严重，如采用真空精馏、分子精馏的方式，但以上方法仍存在分离系数低的缺点。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供了一种醇和水的分离方法，用于提高分离系数，降低同位素效应。

为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：

一种醇和水的分离方法，所述方法采用由塔釜、蒸馏塔、转动轴、旋转带、电动马达、测温装置、冷凝器构成的蒸馏装置，实现共沸精馏分离醇和水组成的混合物。所述分离方法包括：将待分离试剂置于塔釜中，蒸发出的蒸汽上升进入蒸馏塔，之后在冷凝器处凝结，蒸馏塔具有一定特殊形状的旋转带刮擦壁面。蒸馏时旋转带在中空的塔中高速旋转，对塔内上升蒸汽和下降液体不断作用，使气液两相不断紧密接触，进行充分的质量和能量传递。在塔中，易挥发组分不断气化，形成上升蒸汽，经塔顶的冷凝器冷凝后采出；难挥发组分不断液化，形成下降液相，最后在塔釜聚集。

作为本发明的改进，所述醇水分离装置用塔釜为三口瓶塔釜。

作为本发明的改进，所述醇水分离装置用测温装置为温度计或热电偶。

作为本发明进一步的改进，所述醇水分离装置蒸馏塔与塔釜相连接。

作为本发明进一步的改进，所述蒸馏塔中有用于样品分离用的旋转带，所述旋转带为金属或聚四氟乙烯，形状为螺旋形，所述旋转带与蒸馏塔内壁紧密贴合在一起。

作为本发明又进一步的改进，所述蒸馏塔顶部设置有一个孔道，用于放置所述测温装置。

作为本发明更进一步的改进，所述蒸馏塔顶部设置有一回流装置，采用阀门控制回流阀，所述装置为电磁阀或针阀等。

作为本发明更进一步的改进，所述醇水分离装置具有一冷凝器，与蒸馏塔顶部相连接，采用水冷方式冷却。

作为本发明再进一步的改进，所述醇水分离装置具有一真空保温层，用于蒸馏塔保温。

作为本发明再进一步的改进，所述醇水分离装置具有一电动马达，用于带动旋转带转动。

在本发明中，在冷凝器的上端***密封件，将转动轴与冷凝器上端口连接密封，转动轴穿过塞子与旋转带相连，塞子可以为尼龙、聚四氟乙烯或采用磁力密封。蒸馏塔中有一个可以高速旋转的旋转带，其可以为金属或聚四氟乙烯，其形状可以为螺旋形，该旋转带与蒸馏塔内壁紧密贴合在一起。在蒸馏塔的分馏区的顶部设置一个孔道，以放置温度计，用于测量该点处的蒸气温度。可以使用热电偶来代替温度计。该蒸馏装置的回流阀通过阀门控制，可以是电磁阀或针阀等。在蒸馏塔的顶端设有电动马达，该马达通过旋转轴与旋转带连接，其旋转方向与旋转带的推力相同并且向下，从而有助于液体沿着其向下的路径下降。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明是针对醇水分离用设备，国内尚无此种设备；

(2)本发明中，采用旋转带蒸馏的方法进行分离，压降比常规的精馏采用填料或塔板的方式的压降小。

(3)本发明中，醇水的蒸汽采用旋转带蒸馏塔进行分离，该蒸馏塔体积较小，旋转带片的材质可以为聚四氟乙烯，蒸馏过程中旋转带的高速旋转，带上的回流液被甩到塔壁上，同时，旋转带刮擦塔内壁，从而使塔壁上的回流液形成液膜，使得塔内持液量很低，可对小批量样品进行处理。

(4)本发明中，蒸馏塔中的蒸馏带高速旋转，使得塔内有限高度内理论塔板数低，同时提高了分离效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明具体实施例中管路系统的原理图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供的一种醇和水的分离方法，请参阅图1，所述方法采用由塔釜 1、蒸馏塔2、转动轴(图中未标号)、旋转带3、电动马达4、测温装置5、冷凝器6构成的蒸馏装置，用于实现共沸精馏分离醇和水组成的混合物。

请继续参阅图1，本实施例中，实验可采用的蒸馏塔2参数可以为，高度750mm，管壁内直径50mm，蒸馏塔2顶端与冷凝器6相连，蒸馏塔2底端与塔釜1相连接并具有一用于测温的热电偶51，所述热电偶51放置于蒸馏塔 2顶部设置的一个孔道中，旋转带3长度覆盖冷凝器6和蒸馏塔2；塔釜1为 250ml的三口瓶，分别接塔体、温度计52和玻璃塞7；回流阀8用继电器和电磁铁控制，可以是电磁阀或针阀等；在蒸馏塔2顶端取样；塔釜1采用电加热形式，塔身具有一真空玻璃夹层用于保温，冷凝器6采用水冷至室温；旋转带 3采用螺旋式设计，蒸馏塔内壁紧密贴合在一起，塔板数为70。

所述分离过程为：请继续参阅图1，打开玻璃塞7的进料口，加入待分离原料，检查各接口密封性，后通入冷却用自来水后，接通加热电源对塔釜1 进行加热，在塔顶温度高于分离液中低沸点的物质时全回流，在蒸馏塔2的顶端设有电动马达4，所述电动马达4通过旋转轴与旋转带3连接，其旋转方向与旋转带3的推力相同并且向下，有助于液体沿着其向下的路径下降，当塔顶温度小于等于分离液中低沸点物质的温度时收集，最终由收集瓶9和塔釜1 分别收集得到两种高纯度物质。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。