一种分离有机液体杂质的装置及方法制造方法及图纸

本申请属于分离提纯类化工技术领域，具体涉及一种分离有机液体杂质的装置及方法，通过分子筛分与溶解扩散去除溶剂体系中微粒类杂质、带颜色的杂质、大分子量的杂质、凝胶类杂质、无机盐等，以及通过分子量选择筛分或者富集合适分子量的物质等；装置的核心部件包括缓冲罐、进料泵、膜分离设备等；进料泵用于进料并提供适当温度和压力；膜分离设备中设置有机纳滤膜，基于具有不同大小孔径的分离膜通过分子量大小的差异进行分离或者基于不同物质在膜内溶解与扩散速率的差异实现分离；所述装置占地小、节能、提纯效率高、适用性广，可以独立使用，也可以嵌入现有设备，在普通化工及电子级化工原材料领域都有广阔的应用前景。

A device and method for separating organic liquid impurities

The application belongs to the technical field of separating and purifying chemical industry, in particular to a device and a method for separating impurities in organic liquids. The particles, such as particulate impurities, colored impurities, macromolecular impurities, gel impurities, inorganic salts, and so on, are screened through molecular sieve and dissolution diffusion. The core components include buffer tank, feed pump, membrane separation equipment, etc.; the feed pump is used for feeding and provides appropriate temperature and pressure; the membrane separation equipment is equipped with organic nanofiltration membrane, which can be separated based on the difference of molecular weight of the separation membrane with different sizes and apertures, or based on the difference of dissolution and diffusion rate of different substances in the membrane; the device occupies a small area and saves It can be used independently or embedded in existing equipment. It has a broad application prospect in the field of general chemical and electronic chemical raw materials.

【技术实现步骤摘要】
一种分离有机液体杂质的装置及方法
本申请属于分离提纯类化工
，具体涉及一种分离有机液体杂质的装置及方法。
技术介绍
狭义上的有机化合物主要是由碳元素、氢元素组成，是一定含碳的化合物，但是不包括碳的氧化物、硫化物、碳酸、碳酸盐、氰化物、硫氰化物、氰酸盐、碳化物、碳硼烷、烷基金属、羰基金属、金属的有机配体配合物等物质。有机物是生命产生的物质基础，所有的生命体都含有机化合物。脂肪、氨基酸、蛋白质、糖、血红素、叶绿素、酶、激素等。生物体内的新陈代谢和生物的遗传现象，都涉及到有机化合物的转变。此外，许多与人类生活有密切相关的物质，如石油、天然气、棉花、染料、化纤、塑料、有机玻璃、天然和合成药物等，均与有机化合物有着密切联系。有机化合物的纯度以及杂质的含量对于其性能和应用有非常大的影响，甚至是决定性的影响，例如药物的纯度，聚合物制备中用到的单体的纯度等等，都有极高的纯度要求。随着环保要求的日益严格和我国经济社会的不断进步，高纯度、低杂质含量的高端化学品的要求也日益增加。一般来说，有机物中杂质的去除主要有以下几类方法：1)较大的颗粒状物质可以通过过滤去除；2)如果有机物是液体，可以通过蒸馏，精馏，分馏，分子蒸馏等等方法分离提纯；3)产物是固体可以通过重结晶方法提纯；4)产物有颜色，可以通过活性炭吸附等方式提纯；5)如果是大分子与单体或者齐聚物，可以通过沉淀法或者透析法提纯；6)水分可以通过共沸或者干燥剂等方法去除；7)其它方法。这些方法综合运用可以初步提纯几乎大部分有机物到一定的纯度，例如分析纯，化学纯等等。但是，当杂质要求含量更低，或者常规的方法不能实现的时候，例如聚合物单体中微凝胶和痕量齐聚物，天然产物中的色素，HPLC用流动相中含量极低且极细的固体颗粒，或者多种杂质共存于体系中一次性去除，传统方法不能实现或者实现成本很高时，新的绿色节能的提纯方法和装置是非常必要的。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本申请提供了一种分离有机液体杂质的装置及方法，以实现一些特殊要求高纯度的、环境敏感以及常规方法无法实现、或者能耗很高的杂质的去除，同时装置构造简单、成本可控、占地空间少、有很大的工业化潜力。为达到上述目的，本申请的解决方案是：一种分离有机液体杂质的装置，包括依次通过管路连接的原料罐、缓冲罐、进料泵、膜分离设备；其中，原料罐用以存放待分离的有机液体；缓冲罐用以将待分离的有机液体直接形成进料液或加入有机溶剂将待分离的有机液体稀释成进料液；进料泵用于根据膜分离设备中有机纳滤膜的尺寸、流量调整进料液的温度和压力形成进膜液；膜分离设备中设置有有机纳滤膜，用以将进膜液进行分离提纯并形成截留液和渗透液。截流液可以根据需要注入缓冲罐与待分离的有机液体混合后，再次进行分离过滤，或经截流液出料回收管路直接回收。由此，截留液可以分为截留循环液和截留出料液。其中，截留循环液循环进入缓冲罐并与待分离的有机液体混合后继续通过膜分离设备中的有机纳滤膜进行循环分离，而截留出料液可以直接出料。渗透液也可以根据需要直接进行收集，或者进一步进行纯化；对渗透液的进一步纯化可以采用普通分离方式，如蒸馏、精馏、分馏、分子蒸馏、重结晶等等，也可以采用本申请提供的分离有机液体杂质的装置和方法进行。进一步，膜分离设备的渗透端和/或截留端可以通过管路与缓冲罐连接，使膜分离设备、缓冲罐、进料泵之间进一步构成循环分离体系，使来自于膜分离设备的渗透液和/或截留液回到缓冲罐中与待分离的有机液体混合再次形成进料液，进料液再经过进料泵调整温度和压力后形成进膜液，进膜液再进入膜分离设备，在有机纳滤膜作用下形成截留液和渗透液。进一步，本申请提供的分离有机液体杂质的装置还可以设置多级分离，即可以将多个分离有机液体杂质的装置串联起来，使上一级的渗透液作为下一级的待分离的有机溶液进入下一级装置进一步分离提纯。具体多级分离膜设备的级数根据实际需要设计。进一步，膜分离设备之后也可以连接常规分离装置，进一步对渗透液进行分离提纯。在本申请中，有机纳滤膜可以采用耐受有机溶剂的各种材质及型号的有机纳滤膜；作为举例而非限制，可以采用赢创特种化学(上海)有限公司的PuraMem膜，依据用途不同，可以选择聚酰亚胺基底或者是聚丙烯腈的膜，各种膜的尺寸以及筛分的分子量等均可根据待提纯分离的组分决定。在本申请中，各段管路和阀门均为特种钢材或者内衬聚四氟乙烯的特种钢材制备而成。本申请装置可以独立使用，也可以集成到现有的各类含有有机溶剂的化工生产及提纯的设备中，实现生产过程中原材料的富集、分离、提纯等等操作。本申请还提供一种分离有机液体杂质的方法，包括：S1.将原料液经过普通的过滤装置去除大的颗粒物并得到待分离的有机溶剂，以避免有机纳滤膜被破坏；S2.将步骤S1所述待分离的有机溶液直接形成进料液，或在有机溶剂作用下按照要求被稀释形成进料液；S3.将步骤S2得到的进料液通过进料泵进行温度和压力调整形成进膜液；S4.将步骤S3得到的进膜液经过有机纳滤膜进行分离提纯，得到截留液和渗透液。进一步，在步骤S4后还包括：S5.将步骤S4得到的截留液返回至步骤S2中，进一步与步骤S2所述待分离的有机溶液进行混合形成进料液。只要步骤S4得到的截流液仍保持均相，则该截流液就可以根据实际截留率的具体要求，确定合适比例或者全部要回到步骤S2，并进行再次分离。进一步，在步骤S4后还包括：S6.将步骤S4得到的渗透液再次经过有机纳滤膜进行分离提纯。再次分离提纯降低杂质含量时，可依据要求改变相应的温度和压力参数。进一步，在步骤S4后还包括：S7.将步骤S4得到的渗透液再次经过蒸馏、或精馏、或分馏、或分子蒸馏、或重结晶进行分离提纯。在本申请中，待分离的有机溶液可以是含有超细微、超低含量的固体颗粒杂质的纯溶剂或者混合溶剂等形成的有机溶液中；也可以是含有低聚物、微凝胶等高分子量杂质的可聚合型单体溶液；也可以是含有天然产物的有机溶剂提取物溶液；也可以是含有废润滑油等带大量杂质的有机溶液，以及其它不会破坏膜的有机溶液。进一步，待分离的有机溶液中有机化合物的重量百分比至少为80％；进一步优选为90％；更进一步优选为95％。进一步，步骤S3进膜液的温度为-30℃至100℃，进一步优选为-10℃至70℃；更进一步优选为10℃至50℃。进一步，步骤S3进膜液的压力为5bar至70bar；进一步优选为20bar至60bar；更进一步优选为30bar至50bar。由于进液膜的后面是没有压力的，所以跨膜压差就是进膜液前面的压力。进一步，步骤S3所述温度和压力根据步骤S4所述有机纳滤膜的尺寸、流量进行调整。调整的依据是通过检测不同溶液在不同压力下的工作曲线进行调整。进一步，步骤S4所述有机纳滤膜的面积即能满足分离的量的要求，也不浪费，具体根据分离有机溶液的量和截留/透过率比，以及具体的工况决定。在本申请中，根据分离的原理和目标产物的性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离有机液体杂质的装置，其特征在于：包括依次通过管路连接的原料罐(1)、缓冲罐(2)、进料泵(3)、膜分离设备(4)；/n其中，原料罐(1)用以存放待分离的有机液体(11)；缓冲罐(2)用以将待分离的有机液体(11)直接形成进料液(21)或加入有机溶剂将待分离的有机液体(11)稀释成进料液(21)；进料泵(3)用于根据膜分离设备(4)中有机纳滤膜的尺寸、流量调整进料液(21)的温度和压力形成进膜液(31)；膜分离设备中设置有有机纳滤膜，用以将进膜液(31)进行分离提纯并形成截留液(41)和渗透液(42)。/n

【技术特征摘要】
1.一种分离有机液体杂质的装置，其特征在于：包括依次通过管路连接的原料罐(1)、缓冲罐(2)、进料泵(3)、膜分离设备(4)；
其中，原料罐(1)用以存放待分离的有机液体(11)；缓冲罐(2)用以将待分离的有机液体(11)直接形成进料液(21)或加入有机溶剂将待分离的有机液体(11)稀释成进料液(21)；进料泵(3)用于根据膜分离设备(4)中有机纳滤膜的尺寸、流量调整进料液(21)的温度和压力形成进膜液(31)；膜分离设备中设置有有机纳滤膜，用以将进膜液(31)进行分离提纯并形成截留液(41)和渗透液(42)。


2.根据权利要求1所述的分离有机液体杂质的装置，其特征在于：膜分离设备(4)的渗透端和/或截留端通过管路与缓冲罐(2)连接，使膜分离设备(4)、缓冲罐(2)、进料泵(3)之间进一步构成循环分离体系，使来自于膜分离设备(4)的渗透液(42)和/或截留液(41)回到缓冲罐(2)中与待分离的有机液体(11)混合再次形成进料液(21)，进料液(21)再经过进料泵(3)调整温度和压力后形成进膜液(31)，进膜液(31)再进入膜分离设备(4)，在有机纳滤膜作用下形成截留液(41)和渗透液(42)。


3.根据权利要求1所述的分离有机液体杂质的装置，其特征在于：所述管路均为特种钢材或者内衬聚四氟乙烯的特种钢材制备而成。


4.一种分离有机液体杂质的方法，其特征在于，包括：
S1.将原料液经过普通的过滤装置去除大的颗粒物并得到待分离的有机溶剂，以避免有机纳滤膜被破坏；
S2.将步骤S1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金明，陈笑媛，朱杨阳，潘鲤霆，
申请(专利权)人：同济大学，上海飞态环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31