[实用新型]动态萃取压榨浓缩设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动态萃取浓缩设备，特别指全封闭式、环保型、溶剂可循环再利用、废渣再利用型、适合大规模工业处理的动态富勒烯萃取设备，亦可推广至相似工艺方法的应用领域。

背景技术

富勒烯分子是除金刚石和石墨之外发现的第三种碳同素异形体。与石墨的层状结构、金刚石的立方结构完全不同，是由多个相邻的五元环和六元环构成的三维笼状球形分子。富勒烯独特的分子赋予了他们更为独特的物理和化学性质，使得富勒烯这种新型碳纳米材料在化学、物理、材料等多个科学领域都产生了深远的影响，特别是在电池、超导、磁性、光学、催化材料及生物医疗等方面表现出了优异的性能，这些潜在应用价值令富勒烯的规模化生产显示出诱人的商业前景。美国一家著名咨询公司Bcc，inc.(Business Communications Company Inc.)调查显示，全球富勒烯的市场价值2006年为9200万美元，但会以年均70％的速度增长，2011年就将达13亿美元，到2016年则完全有可能超过47亿美元。

富勒烯的制备与分离是富勒烯工业化生产必须要解决的两大关键问题。而随着富勒烯制备方法的不断改进及生产能力的进一步提高，如何大规模快速、高效分离目标富勒烯产物成为制约富勒烯产业快速发展的瓶颈。目前富勒烯的实验室分离方法已经趋于成熟，常用的分离方法主要有以下几种：(1)升华法。此方法主要是基于不同富勒烯分子间作用力不同，挥发难易程度不同的原理。在温度为400-500℃的真空条件或惰性气氛下令C₆₀和C₇₀升华。此法条件较难控制，分离出的C₆₀和C₇₀纯度不高，所以还没能得到推广；(2)重结晶法。不同富勒烯相同条件下在同一种溶剂中的溶解度不同。故可选择合适的溶剂分离富勒烯。此法简单易行，分离量大，有较多溶剂可供选择。经反复重结晶还可进一步提高纯度到98％以上，所以是一种有效的分离方法。只是目前各种富勒烯在不同溶剂中的溶解度及溶解度参数还不够完整，因而限制了它的应用；(3)化学分离法。通过生成衍生物的化学方法改变富勒烯分子间的性质差异。如在溶有富勒烯提取物的CS₂溶液中加入少量AlCl₃后，C₇₀及其它大富勒烯会优先与AlCl₃发生反应而沉淀出来从而达到分离目的；再如用对叔丁基杯芳烃处理含C₆₀和C₇₀混合物的甲苯溶液，由于C₆₀可与杯芳烃发生选择性络合形成1∶1包合物而结晶析出，该包合物又可在氯仿中迅速解离。从而得到纯度大于99.5％的C₆₀；(4)色谱分离法。这种方法的基本原理是利用混合物中各组分在固定相上吸附能力以及在流动相中的溶解度差异，通过反复吸附和解吸而使各组分分离。这是目前富勒烯分离和提纯最常用的方法。色谱分离按照其固定相的不同又可分为：a)高压液相色谱法(HPLC)，目前有专门用于分离富勒烯的色谱柱，用此方法分离效果较好，但分离量小，且设备昂贵，比较适于实验室条件下较少量的富勒烯分离；b)中性氧化铝柱色谱法，此法耗费溶剂较多，费时较长；c)活性炭/硅胶加压柱色谱法(Tour法)。此法虽分离速度快，使用溶剂也较少，但分离效果不好，且需加压，使操作带有一定的危险性。

总之，目前国内外对于富勒烯分离纯化技术的研究都还局限于实验室阶段，无法满足也不适于工业化大量生产富勒烯的要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一套富勒烯动态萃取压榨浓缩设备，这套萃取设备用于提纯富勒烯产品，具有真空条件下能够自动上料，动态循环萃取，溶剂自动回收，零接触可视集料，废渣再利用，而且防爆。生产过程中保证全封闭零接触，尤其适用于含量低但价格高产品的萃取提纯。

本实用新型的技术方案是：一种动态萃取压榨浓缩设备，包括萃取罐、真空蒸馏罐、废渣处理罐和溶剂回收罐，萃取罐分别通过下管道与真空蒸馏罐、废渣处理罐和溶剂回收罐连接，该真空蒸馏罐、废渣处理罐和溶剂回收罐的顶端通过上管道相互连接，其特征在于，在所述的萃取罐的上部装有真空上料口、超声搅拌装置和喷淋清洗系统，在该萃取罐的底部装有过滤装置；在所述的真空蒸馏罐的顶部设有操作手孔和带灯视镜，在该真空蒸馏罐的底部装有成品收集罐；在所述的废渣处理罐上装有搅拌挤压成形装置和成形利用器；在所述的上管道上装有冷却器；在所述的真空蒸馏罐和废渣处理罐上分别设有控温加热装置。