[发明专利]一种非均相三组元液体燃料的快速分离系统及方法

说明书

本发明公开了一种非均相三组元液体燃料的快速分离方法：（a）收集非均相三组元液体燃料的混合溶液；（b）对混合溶液均分进入离心分离器中；（c）离心分离器对混合溶液离心分离；（d）将重相强氧化剂溶液汇总送入重相收集罐，将轻相复合燃料汇总送入轻相收集罐。（e）对重相收集罐中的重相强氧化剂溶液用分离内件分离得到强氧化剂溶液和复合燃料；对轻相收集罐中的轻相复合燃料用分离内件分离得到强氧化剂溶液和复合燃料；将重相收集罐和轻相收集罐输出的强氧化剂溶液汇总，将复合燃料汇总。本发明采用离心分离技术多级并联加纤维强化聚结分离技术的组合分离方式，在离心分离器离心分离的基础上进一步精细分离，提高了生产效率，夹带量＜0.5%。

技术领域

本发明属于化工分离应用领域，具体涉及一种非均相三组元液体燃料的快速分离系统及方法。

背景技术

非均相三组元液体燃料，通常由两种共聚化合物材料、一种氧化剂溶液组成，如丙烯酸甲酯、丙二醇硝酸酯、PBA，以及液氧/液氢、丁二醇、煤油等。通过该液体燃料制备的推进剂产物能够充分燃烧，其体积能量密度要远远超过一元燃料单独使用时的密度，可以显著增加火箭发动机效率或鱼雷等武器射程。同时，其燃烧产物溶于水，对于减少鱼雷航迹、提高鱼雷隐身性能具有重要意义。因而三组元液体燃料是一种前景广阔的新型化工材料。但是，三组元液体燃料制备的原工艺，通常还是依靠传统的釜式搅拌，再静置完成分离，属于间歇性操作，存在分离效率低、静止时间长（4h）、夹带量大（2%）等问题，极大影响了后处理单元。同时，单一组元燃料正常下安定，但多元溶剂在非正常状态下混合后与强氧化剂长时间共聚同一反应釜，具备爆炸潜力且爆炸界限不明，存在极大的安全隐患和风险。目前，试验安全问题已经严重阻碍三组元液体燃料的开发和生产，亟需开发一种快速的液-液分离技术，能够使此类混合溶液制备过程中在较短的时间内完全分开，保障非均相三组元液体燃料的安全应用。

离心分离技术是一种通过离心力场实现液-液两相快速分离的技术，该技术具有分离时间短、结构紧凑、处理量大等优点。对于分离体系的要求，离心分离技术的应用一般仅需要两相具有一定的密度差（0.1g/cm³），互不溶解。非均相三组元液体燃料实际是氧化剂溶液与复合物燃料组成的两相体系，它们的密度差达到0.15-0.5g/cm³，因此，采用离心分离技术来实现非均相三组元液体燃料的快速分离是十分适合的。

中国发明专利CN110082402A公开了一种易爆溶剂体系用充氮测氧本质安全型离心萃取方法，通过充氮单元向离心分离器内部引入氮气，置换掉离心分离器内部的空气，使离心分离器内部使用易燃易爆溶剂时的氧含量控制在预设安全范围之内；发明专利CN110117034A提出了一种离心萃取高浓度含酚废水及其资源化的方法，利用多级离心分离器的逆流串联和络合萃取、反萃取技术，克服了化学萃取可逆性差的不足，提高脱酚率，以降低生化处理或者后续处理的压力；实用新型CN209865380U涉及一种三级串联控温离心萃取分离装置，将控温、传质与分离汇集一体，适用于萃取分离效果与温度高度敏感的料液处理工艺；发明专利CN108654139A公开了一种制药用三级逆流离心萃取器，通过螺纹槽中旋转活动杆的延伸长度进行调节，改变与萃取药液之间的接触面积，进而实现了对离心力场的改变。但是，上述公开专利无论是分离设备还是分离方法均存在分离方式单一、传质效率低、相夹带严重等问题，使得非均相三组元液体燃料混合溶液通常存在以下问题：1、高速离心力场中，物料与旋转件之间摩擦导致的发热和静电，存在安全隐患；2、在环隙区域传质不均匀导致局部乳化严重，形成非正常状态混合；3、分离效率不高，分离后燃料溶液仍然存在少量相夹带影响后处理单元。因此，为了满足非均相三组元液体燃料制备工艺的要求，本领域迫切需要开发出一种混合效果好、传质效率高以及能够实现快速分离的技术，并设计出相应的分离装置。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种非均相三组元液体燃料的快速分离系统及方法。

一方面，本发明提供了一种非均相三组元液体燃料的快速分离方法，包括以下步骤：

（a）收集非均相三组元液体燃料的混合溶液；