化工分离过程中一种新型自动分层装置的设计及应用

刘庆德

(汇智工程科技股份有限公司，山东 青岛 266061)

混合液体不同液相之间的分离设备在化工、石油、医药、环保等工业部门的多个生产过程中均有所应用，合理选择不同液相分离设备，完善设备设计，优化设备操作，对节省投资，减少能耗和降低成本，提高经济效益，有着十分重要的意义。

有机相和水相的分离是化工过程中的常规操作，通常工艺操作会根据有机化合物与水不能互溶的原理，通过两相间的分层现象，进行两液相之间的分离。传统的分离方式将用于分层的锥形设备底部安装一段玻璃管道或设备侧面安装一个玻璃视镜，人工操作，凭目测分层，控制下层液相的流出和控制，一般耗时较长，特别是遇到颜色接近的油层和水层时，经常因误操作而造成较大的经济损失，甚至引发安全事故。

3,3'-二氯联苯胺盐酸盐(简称DCB)是生产双氯联苯胺系列有机颜料的重要中间体，主要用于合成黄色、橙色颜料品，尤以黄色更为重要在以1999版coiourindex为蓝本的《世界染料品种》中登录的130个黄色颜料品中，以DCB为重氮组分的黄色颜料有22个，占16.9%，占有机颜料总产量的25%，合成品为c.1颜料黄12、13、14、17、55、63、83、87、114、124、126、127、170、171、172、174、176、188，颜料橙13、34及颜料红38。以上颜料具有很高的着色力，鲜艳的色光，耐热、耐溶剂等优良的性能，除大量应用于印刷油墨外，还用于涂料、塑料、橡胶文具及涂料印花色浆等的着色。黄色有机颜料主要有联苯胺黄及汉沙黄两系列，其总产量合计占黄色品总产量的90%以上。

3,3'-二氯联苯胺盐酸盐生产过程中需要进行水相(废碱液)和有机相(2.2'-二氯氢化偶氮苯)的分离，2,2'-二氯氢化偶氮苯在下层自流至酸洗釜，废碱液去废碱液储罐。

1 内容

此分离有机相和水相的自动分层装置，主要由一个筒体，两侧平盖组成。不同于以往的静置分层，本产品主要在物料进口及出口采取不同方式，进行自动分层。筒体内部进料口处设置一个内筒，切线进料，增加内筒流体扰动程度，并减小对罐内的已分层液体的冲击，有利于自动分层。有机相出口位于平盖上侧部分，方便溢流；水相出口前设置导流外管，导流外管上部封堵，下部开口，水相出料管自下部插入导流外管内部，高于相界面处，靠罐内液体重力使底部水相出料，以实现两相的自动分层，完成分离过程。

2 附图

图1～3是结构示意图。

1-平盖，2-进料管，3-内筒，4-备用口，5-筒体，6-人孔，7-导流外管，8-有机相溢流口，9-填料箱，10-水相出料管，11-鞍座，12-排净口，13-排净口。

图1 主视图

图2 侧视图

图3 进料口详图

3 具体实施方式

下面结合附图对本装置作进一步说明。

如图1～3所示，本自动分层装置，包括筒体5、两侧平盖1、进料口2和出料口，平盖2与圆柱形筒体5密封连接，进料口2和出料口通过平盖1与筒体5相连，所述出料口包括有机相出料口8和水相出料口10，有机相出料口8开设在相界面上方，有机相出料口8开设在平盖1上侧位置。水相出料口10开设在水相出料管9下端，水相出料管9外套有导流外管7，导流外管7上部与筒体5内壁密封连接，下部开口；水相出料管9上端不高于有机相出料口8。水相出料管9与筒体5外壁间设有填料箱14；水相出料管9上端高度可上下调节。自动分层装置还包括强化分层装置，包括设在筒体5底部的圆柱形内筒3，进料口2通过进料管6与内筒3相连，进料管6轴线沿内筒3截面的圆切线方向。导流外管7下部开口处距筒体5底部50 mm，有机相出料口8开设高度距筒体5顶部200 mm。

自动分层装置还包括筒体5顶部的备用口4和人孔13，筒体5底部的排净口12和鞍座11。鞍座11在筒体底部起支撑固定的作用。

本产品的使用过程如下所述：在3,3'-二氯联苯胺盐酸盐生产中需要进行水相(废碱液)和有机相(2.2'-二氯氢化偶氮苯)的分离，将废碱液和2.2'-二氯氢化偶氮苯的混合液体通过进料管6切线进料至内筒3，形成层状旋涡，促进筒体5内已有的废碱液和2.2'-二氯氢化偶氮苯的混合液体的两相分层，并减小了对罐内已分层液体的冲击。2.2'-二氯氢化偶氮苯有机相通过上层的有机相出料口8流至酸洗釜，废碱液通过下层进入导流外管7下口进入填满导流外管7后升到水相出料管9上端，靠罐内液体重力使底部废碱液从水相出料口10出料，进入废碱液储罐。更好的回收利用有机相2.2'-二氯氢化偶氮苯，又分离了水相废碱液，分离率高，节约人力成本。

若混合液体进料速度过快，静置时间较短，两相分离的程度不够，调整减小水相出料管的插入长度，即水相出料管的上端高度变低，更好的得到已充分分离的水相液体。若两相比重差较大，进料速度慢，静置时间够长，两相充分分离，可以将水相出料管固定在筒体上，高度不变。

4 结语

本自动分层装置，还可以适用于分离有机相和水相混合液体需要的其他化工石化医药行业产品的生产中。本产品能够快速、有效的分离生产过程中混合的有机相和水相，解决以往生产过程中需要靠人工分水的难题，不仅降低了劳动强度，减少人工成本，杜绝操作失误带来的损失，而且提高了有机相产品的收集率。

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(本文文献格式：刘庆德.化工分离过程中一种新型自动分层装置的设计及应用[J].山东化工,2018,47(7):126-127.)