本实用新型专利技术涉及一种高效分离含水溶剂中水的沸石膜脱水装置，包括两级沸石膜组件，每一级沸石膜组件内均设有一个或多个相互串联的沸石膜单元，每一级沸石膜组件还包括含水溶剂进口、渗透汽出口和溶剂出口；沸石膜的渗透侧设置了两级渗透液分级回收系统，分别用于一级沸石膜组件和二级沸石膜组件，并将溶剂含量较低的渗透液用作出料排放到体系外以降低体系内的整体水含量，而溶剂含量高的渗透液则循环至进料端与原料混合后再次进入沸石膜组件，大幅降低了处理过程的溶剂损耗。大幅降低了处理过程的溶剂损耗。大幅降低了处理过程的溶剂损耗。
【技术实现步骤摘要】
一种高效分离含水溶剂中水的沸石膜脱水装置
[0001]本技术涉及膜分离领域，具体涉及一种高效分离含水溶剂中水的沸石膜脱水装置。
技术介绍
[0002]随着无机沸石膜制备技术的不断进步，采用无机沸石膜进行有机溶剂脱水的技术得到了市场的认可，在精细化工、医药化工以及石油化工等行业得到了越来越多的工业化应用。
[0003]沸石膜脱水原理：沸石是一种具有均匀微孔结构的铝硅酸盐材料，沸石膜本身是在圆柱形陶瓷支撑管的外表面有一层沸石膜涂层。沸石膜通过其“分子筛”功能选择性地让水分子通过，为了使含水有机溶剂脱水，在膜管外部（壳程）进料，水分子从分子筛膜层外部向内部渗透（管程），由两侧的压力差驱动脱水。
[0004]沸石膜脱水系统有两种脱水方式：VP（蒸汽渗透）和PV（渗透汽化）。这两种方式共同点是进料侧加压和渗透侧抽真空，二者主要区别在于进料相态是气相还是液相。应该注意的是，无论选择VP还是PV脱水方式，渗透侧始终是气相。
[0005]对于沸石膜溶剂脱水过程，膜通量和分离效率是两个最关键的性能参数，这两个性能参数与操作条件有很大关联，原料和产品的含水率越低，则膜通量和分离效率越低。
[0006]对于高含水率溶剂的沸石膜脱水过程来说，如要求产品含水率较低时（例如≤0.1wt%），一般采用多级沸石膜串联脱水，溶剂和水的分离效率会随着级数的增加会逐级降低，渗透汽中的溶剂含量会逐级升高。现有沸石膜溶剂脱水的装备大多数采用一级渗透液回收系统，产品含水率能够达到目标值，但是却忽略了溶剂的收率，使得溶剂和水的总体分离效率较低，降低了沸石膜脱水的经济效益。
技术实现思路
[0007]本技术的目的在于提供一种高效分离含水溶剂中水的沸石膜脱水装置，设置了两级渗透液分级回收系统，将第二级渗透液返回进料罐以回收其中的溶剂，解决了现有沸石膜溶剂脱水装备存在的溶剂和水分离效率较低的问题。本技术特别适合于原料含水率高而要求产品含水率低的使用工况，提高了溶剂收率和沸石膜脱水的经济效益。
[0008]本技术采用的技术方案如下：
[0009]一种高效分离含水溶剂中水的沸石膜脱水装置，包括两级沸石膜组件，每一级沸石膜组件内均设有一个或多个相互串联的沸石膜单元，每一级沸石膜组件还包括含水溶剂进口、渗透汽出口和溶剂出口；其中，一级沸石膜组件的溶剂出口通过二级进料管与二级沸石膜组件的含水溶剂进口连通；所述沸石膜脱水装置还包括两级渗透水罐，其中，一级渗透水罐通过一级渗透汽冷凝器和一级渗透汽管道与一级沸石膜组件的渗透汽出口连通；二级渗透水罐通过二级渗透汽冷凝器和二级渗透汽管道与二级沸石膜组件的渗透汽出口连通；所述一级渗透水罐顶部通过不凝气管道连接于二级渗透汽冷凝器上游的二级渗透汽管道；
所述二级渗透水罐顶部连通真空泵从而抽出体系内的不凝气并向所述沸石膜组件的渗透侧提供负压。所述一级渗透水罐的底部通过一级渗透水泵和一级渗透液管道将冷凝的一级渗透水加压后送外界；所述二级渗透水罐的底部通过二级渗透水泵和二级渗透液管道连通于一级沸石膜组件的进料侧以对二级渗透液进行循环处理。
[0010]优选的，所述沸石膜脱水装置还包括设在一级沸石膜组件上游的进料泵和进料预热器，其中，所述二级渗透液管道连接于所述进料泵和进料预热器的上游侧，从而所述进料泵和进料预热器可以将新鲜原料和循环的二级渗透液的混合液进行加压和预热，然后送至一级沸石膜组件的含水溶剂进口。
[0011]优选的，所述沸石膜脱水装置还包括原料罐，所述原料罐上连接有进料管道，所述二级渗透液管道连接于所述进料管道，从而新鲜原料与循环的二级渗透液在进料管中混合并暂存；所述原料罐的底部连通进料泵。
[0012]优选的，所述沸石膜脱水装置还包括进出料换热器；所述进料泵通过加压后进料管道连通所述进出料换热器的冷物料进口，所述进出料换热器的冷物料出口通过预热后进料管道连通进料预热器，所述进料预热器通过一级进料管道连通一级沸石膜组件的含水溶剂进口；所述进出料换热器的热物料进口通过产品管道连通二级沸石膜组件的溶剂出口，从而实现对待脱水原料的两级预热同时对从二级沸石膜组件中排出的溶剂进行热量回收。
[0013]优选的，所述沸石膜脱水装置还包括产品冷却器、产品罐和产品泵，所述产品罐通过产品冷却器连通于进出料换热器的热物料出口；所述产品罐的底部通过产品泵连通终产品管道，以将脱水后的溶剂冷却、加压后送外界。
[0014]优选的，所述一级沸石膜组件内包括四个相互串联的沸石膜单元，该处的串联指沸石膜单元的溶剂侧串联，而渗透侧则通过管道并联至一级渗透汽管道，所述的溶剂侧串联是指上一级沸石膜单元的溶剂出口连通下一级沸石膜单元的含水溶剂进口。
[0015]优选的，所述一级沸石膜组件内至少位于上游的两个沸石膜单元采用耐水沸石膜，其他沸石膜单元采用普通膜。
[0016]优选的，所述二级沸石膜组件内包括个相互串联的沸石膜单元，且采用普通膜。
[0017]相比于现有技术，本技术至少能够产生如下有益效果：沸石膜渗透侧设置了两级渗透液分级回收系统，分别用于一级沸石膜组件和二级沸石膜组件，并将溶剂含量较低的渗透液用作出料排放到体系外以降低体系内的整体水含量，而溶剂含量高的渗透液则循环至进料端与原料混合后再次进入沸石膜组件，该对渗透液的分级回收和区别处理过程允许同时满足处理后产品含水率要求和溶剂收率要求，大幅降低了处理过程的溶剂损耗，在经济性、环境友好度方面均具有明显进步。
附图说明
[0018]图1为沸石膜脱水装置的示意图。
[0019]图中：1为进料罐，2为进料泵，3为进出料换热器，4为进料预热器，5为一级沸石膜组件，6为二级沸石膜组件，7为产品冷却器，8为产品罐，9为产品泵，10为一级渗透汽冷凝器，11为一级渗透水罐，12为一级渗透水泵，13为二级渗透汽冷凝器，14为二级渗透水罐，15为二级渗透水泵，16为真空泵，17为进料管道，18为终产品管道，19为一级渗透液管道，20为加压后进料管道，21为预热后进料管道，22为一级进料管道，23为二级进料管道，24为产品
管道，25为一级渗透汽管道，26为二级渗透汽管道，27为二级渗透液管道，TC为温度控制，FC为流量控制，PC为压力控制，LC为液位控制；N2
‑
低压氮气，RG为安全放空气，LS为低压蒸汽，LC为低压蒸汽凝液，CWS为循环上水， CHWS为冷冻水上水。
具体实施方式实施例1
[0020]参见图1，本实施例提供一种高效分离含水溶剂中水的沸石膜脱水装置，包括两级沸石膜组件，每一级沸石膜组件内均设有一个或多个相互串联的沸石膜单元，每一级沸石膜组件还包括含水溶剂进口、渗透汽出口和溶剂出口；其中，一级沸石膜组件5的溶剂出口通过二级进料管23与二级沸石膜组件6的含水溶剂进口连通；所述沸石膜脱水装置还包括两级渗透水罐，其中，一级渗透水罐11通过一级渗透汽冷凝器10和一级渗透汽管道25与一级沸石膜组件5的渗透汽出口连通；二级渗透水罐14通过二级渗透汽冷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高效分离含水溶剂中水的沸石膜脱水装置，包括两级沸石膜组件，每一级沸石膜组件内均设有一个或多个相互串联的沸石膜单元，每一级沸石膜组件还包括含水溶剂进口、渗透汽出口和溶剂出口；其特征在于：还包括两级渗透水罐，一级渗透水罐（11）通过一级渗透汽冷凝器（10）和一级渗透汽管道（25）与一级沸石膜组件（5）的渗透汽出口连通；二级渗透水罐（14）通过二级渗透汽冷凝器（13）和二级渗透汽管道（26）与二级沸石膜组件（6）的渗透汽出口连通；所述一级渗透水罐（11）顶部通过不凝气管道连接于二级渗透汽冷凝器（13）的进口；所述二级渗透水罐（14）顶部连通真空泵（16）；所述一级渗透水罐（11）的底部通过一级渗透液管道（19）连通外界；所述二级渗透水罐（14）底部通过二级渗透水泵（15）和二级渗透液管道（27）连通于一级沸石膜组件（5）的进料侧。2.如权利要求1所述的高效分离含水溶剂中水的沸石膜脱水装置，其特征在于：还包括设在一级沸石膜组件（5）上游的进料泵（2）和进料预热器（4），所述二级渗透液管道（27）连接于所述进料泵（2）和进料预热器（4）的上游侧。3.如权利要求2所述的高效分离含水溶剂中水的沸石膜脱水装置，其特征在于：还包括原料罐（1），所述原料罐（1）上连接有进料管道（17），所述二级渗透液管道（27）连接于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建平，文婷，
申请(专利权)人：合肥江新化工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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