一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法及所用裝置的製作方法
2023-08-06 10:05:16
專利名稱：一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法及所用裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙效蒸發方法及所用裝置，尤其涉及一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法及所用裝置。
背景技術：
超細纖維合成革是繼PVC革、普通PU革之後的第三代人工皮革，具有與天然皮革中束狀膠原纖維相似的結構和性能，是人工皮革的發展方向。超細纖維合成革是指制合成革時採用的基布是超細纖維(一般把纖度O. 3旦，即直徑5微米以下的纖維稱為超細纖維)，其透氣性、耐磨性比較好。在超細纖維合成革生產中，所使用的底布為無紡布，它是由尼龍和聚乙烯兩種組分的合成纖維做成的。在製革過程中將其中的一個組分——聚乙烯用熱甲苯溶解掉，從而使產品強度高、透氣性好、柔軟、輕便、手感好。超纖合成革的後加工工序是將前加工基布導 入抽出槽中，經熱甲苯浸泡、壓輥擠壓，抽出纖維中的聚乙烯後，再用熱水置換出(追出)基布中的甲苯。溶有大量聚乙烯和其他雜質的粗甲苯溶液必須進行回收以便重新使用。在甲苯回收工序，將粗甲苯溶液中的甲苯蒸發，同時將聚乙烯和雜質除掉。純淨的回收甲苯送回抽出工序重新使用，聚乙烯作為副產品出售。一般工藝採用單效蒸發工藝，在蒸發器中使用蒸汽對混合溶液進行蒸發，其中甲苯蒸汽和少量的水蒸汽由蒸發器頂部管口逸出，後經換熱器冷凝為粗甲苯溶液。蒸發器底部溶液中聚乙烯得到濃縮，含量由I. 5%(wt)上升至40%以上。蒸發器內溫度一般為120°C。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，克服現有單效蒸發時，甲苯蒸汽需要通過循環冷卻水進行冷卻，浪費水源，且對直接粗甲苯加熱需要更多熱量的缺陷。本發明解決上述技術問題的技術方案如下一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，(I)負壓蒸餾粗甲苯經過二效蒸發器物料入口進入二效蒸發器管程中進行蒸發，二效甲苯蒸汽通過二效蒸發器頂部溢出，經二效甲苯蒸汽輸出管進入冷凝器，被循環冷卻水冷凝、冷卻後排出；甲苯濃縮液經二效蒸發器底部流出並通過泵從一效蒸發器下部的濃縮甲苯入口進入一效蒸發器的管程；( 2 )常壓蒸餾向一效蒸發器殼程內通入低壓飽和蒸汽，對一效蒸發器管程內的甲苯濃縮液進行蒸餾，一效甲苯蒸汽通過一效蒸發器頂部溢出；甲苯殘液通過一效蒸發器中部的溢流口排出；(3)步驟(2)所述一效甲苯蒸汽通過一效甲苯蒸汽管道進入二蒸發器的換熱部分的殼程，並與二效蒸發器管程內的粗甲苯進行熱交換，粗甲苯被加熱氣化，由二效蒸發器頂部溢出，經二效甲苯蒸汽輸出管進入冷凝器，被循環冷卻水冷凝後排出；一效甲苯蒸汽被冷凝為一效液體甲苯，經二效蒸發器的冷凝液出口流出進入冷凝器，被循環冷卻水冷卻後排出。本發明的有益效果是在利用了雙效蒸發，通過一效甲苯蒸汽通過一效甲苯蒸汽管道進入二蒸發器的換熱部分的殼程，並與二效蒸發器管程內的粗甲苯進行熱交換，實現了熱能的階梯利用，提高了熱能的利用率，同時節省了水資源。在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。進一步，步驟(I)所述的進入二效蒸發器管程的粗甲苯的預熱步驟。進一步，所述粗甲苯預熱溫度為70 90°C。進一步，還包括從一效蒸發器下部冷凝水出口流出的冷凝水的利用步驟，所述的一效蒸發器下部冷凝水出口流出的冷凝水進入粗甲苯的預熱步驟中的換熱器，粗甲苯與冷 凝水在換熱器內實現熱量交換後對進入二效蒸發器管程的粗甲苯預熱。進一步的有益效果是採用了一效蒸發器下部冷凝水出口流出的冷凝水進入換熱器，粗甲苯與冷凝水在換熱器內實現熱量交換(還具有較高的溫度)對粗甲苯進行預熱，有效的利用冷凝水的熱量對需要蒸發的粗甲苯進行預熱，節約加熱所需的能量，實現有效節倉泛。進一步，所述粗甲苯包括O. 5% 3% (重量百分比)的聚乙烯、少量的水及甲苯。進一步，步驟(I)和(2)所述甲苯濃縮液包括4% 6% (重量百分比)的聚乙烯及甲苯；步驟(2)所述包括甲苯殘液由45% 60% (wt)聚乙烯及甲苯。進一步，步驟(2)所述低壓飽和蒸汽溫度為130 150°C ;所述一效蒸發器內溫度為90 110°C，壓力為100 IlOKPa(A);所述二效蒸發器溫度為70 90°C，壓力為45 60KPa (A)。進一步，步驟(I)和(3)所述進過冷凝器，被循環冷卻水冷凝後排出的液相甲苯出口溫度為35 40°C。本發明還包括上述一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法所用的裝置，包括換熱器、一效蒸發器，二效蒸發器、冷凝器，所述換熱器上設置有粗甲苯入口、預熱粗甲苯出口、換熱器冷凝水入口、換熱器冷凝水出口 ；所述一效蒸發器上端設置有一效甲苯蒸汽出口、底部一側設有甲苯濃縮液入口，另一側設置有冷凝液出口，中部一側設有甲苯殘夜出口，另一側設有低壓蒸汽入口 ；所述二效蒸發器上端設置有二效甲苯蒸汽出口，一側中部設有預熱粗甲苯入口、一效甲苯蒸汽入口，下部設有液體甲苯出口、底部設有濃縮液甲苯出口；所述冷凝器上部的兩側分別連接循環水入口管道和循環水出水管道；一側設有二效甲苯蒸汽入口及液體甲苯入口，另一側設有甲苯排出口；所述預熱粗甲苯出口與所述預熱粗甲苯入口通過管道連通；所述換熱器冷凝水入口與所述冷凝液出口通過管道連通；所述一效甲苯蒸汽出口與所述一效甲苯蒸汽入口通過管道連通；所述濃縮液甲苯出口與所述甲苯濃縮液入口通過管道及泵連通；所述二效甲苯蒸汽出口通過管道與所述二效甲苯蒸汽入口通過管道連通；所述液體甲苯出口與所述液體甲苯入口通過管道連通。進一步，所述一效蒸發器中的管程為二效甲苯濃縮液，一效蒸發器中的殼程為低壓飽和蒸汽；所述二效蒸發器中的管程為粗甲苯溶液，二效蒸發器中的殼程為一效氣相甲苯。
圖I為本發明一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法所用的裝置結構示意圖；附圖中，各標號所代表的部件列表如下I、一效蒸發器，2、泵，3、二效蒸發器，4、冷凝器，5、換熱器。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
實施例I :一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，溫度為30°C、含有I. 5% (wt)聚乙烯的粗甲苯溶液經換熱器5換熱後，溫度升至70°C，由物料入口 N3進入二效蒸發器3管程中進行蒸發，二效蒸發器3溫度為70 90°C，操作壓力為45 60KPa (A);二效甲苯蒸汽通過二效蒸發器3頂部出口 N4溢出，經二效甲苯蒸汽輸出管進入冷凝器4，被循環冷卻水冷凝、冷卻後排出；甲苯濃縮液經二效蒸發器3底部流出並通過泵2從一效蒸發器I下部的濃縮甲苯入口進入一效蒸發器I的管程。其中所述甲苯濃縮液中聚乙烯含量為4. 5%(wt)，溫度為90°C。向一效蒸發器I殼程內通入低壓飽和蒸汽，其中所述的一效蒸發器溫度為110°C，操作壓力為IOlKPa,對一效蒸發器I管程內的甲苯濃縮液進行蒸餾，一效甲苯蒸汽通過一效蒸發器I頂部溢出；甲苯殘液通過一效蒸發器I中部的溢流口 N13排出。所述甲苯殘液中聚乙烯含量為50% (wt)。所述一效甲苯蒸汽通過一效甲苯蒸汽管道進入二蒸發器3的換熱部分的殼程，並與二效蒸發器3管程內的粗甲苯進行熱交換，粗甲苯被加熱氣化後，由二效蒸發器頂部溢出，經二效甲苯蒸汽輸出管進入冷凝器4，被循環冷卻水冷凝、冷卻後排出；一效甲苯蒸汽被冷凝為一效液體甲苯經二效蒸發器的冷凝液出口 Nll流出進入冷凝器4，被循環冷卻水冷卻後排出的液相甲苯的溫度為35°C。實施例2 :—種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，溫度為30°C、含有2. 0% (wt)聚乙烯的粗甲苯溶液經換熱器5換熱後，溫度升至70°C，由物料入口 N3進入二效蒸發器3管程中進行蒸發，二效蒸發器3溫度為80°C，操作壓力為55KPa (A);二效甲苯蒸汽通過二效蒸發器頂部溢出，經二效甲苯蒸汽輸出管進入冷凝器4，被循環冷卻水冷凝後排出；甲苯濃縮液經二效蒸發器3底部流出並通過泵2從一效蒸發器下部的濃縮甲苯入口進入一效蒸發器I的管程。其中所述甲苯濃縮液中聚乙烯含量為5. 5% (wt)，溫度為90°C。向一效蒸發器I殼程內通入低壓飽和蒸汽，其中所述的一效蒸發器I溫度為100°C，操作壓力為llOKPa，對一效蒸發器I管程內的甲苯濃縮液進行蒸餾，一效甲苯蒸汽通過一效蒸發器I頂部溢出；甲苯殘液通過一效蒸發器I中部的溢流口 N13排出。所述甲苯殘液中聚乙烯含量為52% (wt)。所述一效甲苯蒸汽通過一效甲苯蒸汽管道進入二蒸發器3的換熱部分的殼程，並與二效蒸發器3管程內的粗甲苯進行熱交換，粗甲苯被加熱氣化後，由二效蒸發器3頂部溢出，經二效甲苯蒸汽輸出管進入冷凝器4，被循環冷卻水冷凝、冷卻後排出；一效甲苯蒸汽被冷凝為一效液體甲苯經二效蒸發器3的冷凝液出口 Nll流出進入冷凝器4，被循環冷卻水冷卻後排出的液相甲苯的溫度為38°C。以進料24t/h、進料溫度70°C為基礎，雙效回收裝置與單效回收裝置比較如下(單效回收裝置已考慮預熱節能效果)
權利要求
1.一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，其特徵在於，包括以下步驟 (I)負壓蒸餾粗甲苯經過二效蒸發器物料入口進入二效蒸發器管程中進行蒸發，二效甲苯蒸汽通過二效蒸發器頂部溢出，經二效甲苯蒸汽輸出管進入冷凝器，被循環冷卻水冷凝、冷卻後排出；甲苯濃縮液經二效蒸發器底部流出並通過泵從一效蒸發器下部的濃縮甲苯入口進入一效蒸發器的管程； (2 )常壓蒸餾向一效蒸發器殼程內通入低壓飽和蒸汽，對一效蒸發器管程內的甲苯濃縮液進行蒸餾，一效甲苯蒸汽通過一效蒸發器頂部溢出；甲苯殘液通過一效蒸發器中部的溢流口排出； (3)步驟(2)所述一效甲苯蒸汽通過一效甲苯蒸汽管道進入二蒸發器的換熱部分的殼程，並與二效蒸發器管程內的粗甲苯進行熱交換，粗甲苯被加熱氣化，甲苯蒸汽由二效蒸發器頂部溢出，經二效甲苯蒸汽輸出管進入冷凝器，被循環冷卻水冷凝、冷卻後排出；一效甲苯蒸汽被冷凝為一效液體甲苯經二效蒸發器的冷凝液出口流出進入冷凝器，被循環冷卻水冷卻後排出。
2.根據權利要求I所述一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，其特徵在於，還包括步驟(I)所述的進入二效蒸發器管程的粗甲苯的預熱步驟。
3.根據權利要求2所述一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，其特徵在於，所述粗甲苯預熱溫度為70 90°C。
4.根據權利要求2所述一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，其特徵在於，還包括從一效蒸發器下部冷凝水出口流出的冷凝水的利用步驟，所述的一效蒸發器下部冷凝水出口流出的冷凝水進入粗甲苯的預熱步驟中的換熱器，粗甲苯與冷凝水在換熱器內實現熱量交換，對進入二效蒸發器管程的粗甲苯預熱。
5.根據權利要求I或2或3或4所述一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，其特徵在於，所述粗甲苯包括O. 5% 3% (重量百分比)的聚乙烯、少量的水及甲苯。
6.根據權利要求I或2或3或4所述一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，其特徵在於，步驟(I)和(2)所述甲苯濃縮液包括4% 6% (重量百分比)的聚乙烯及甲苯；步驟(2)所述包括甲苯殘液由45% 60% (wt)聚乙烯及甲苯。
7.根據權利要求I或2或3或4所述一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，其特徵在於，步驟(2)所述低壓飽和蒸汽溫度為130 150°C;所述一效蒸發器內溫度為90 110°C，壓力為100 IlOKPa (A);所述二效蒸發器溫度為70 90°C，壓力為45 60KPa (A)0
8.根據權利要求7所述一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，其特徵在於，步驟(I)和(3)所述進過冷凝器，被循環冷卻水冷凝後排出的液相甲苯出口溫度為35 40°C。
9.一種權利要求I至8任一項所述一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法所用的裝置，其特徵在於，包括換熱器、一效蒸發器，二效蒸發器、冷凝器， 所述換熱器上設置有粗甲苯入口、預熱粗甲苯出口、換熱器冷凝水入口、換熱器冷凝水出口 ； 所述一效蒸發器上端設置有一效甲苯蒸汽出口、底部一側設有甲苯濃縮液入口，另一側設置有冷凝液出口，中部一側設有甲苯殘液出口，另一側設有低壓蒸汽入口 ； 所述二效蒸發器上端設置有二效甲苯蒸汽出口，一側中部設有預熱粗甲苯入口、一效甲苯蒸汽入口，下部設有液體甲苯出口、底部設有濃縮液甲苯出口；所述冷凝器上部的兩側分別連接循環水入口管道和循環水出水管道；一側設有二效甲苯蒸汽入口及液體甲苯入口，另一側設有甲苯排出口 ； 所述預熱粗甲苯出口與所述預熱粗甲苯入口通過管道連通；所述換熱器冷凝水入口與所述冷凝液出口通過管道連通；所述一效甲苯蒸汽出口與所述一效甲苯蒸汽入口通過管道連通；所述濃縮液甲苯出口與所述甲苯濃縮液入口通過管道及泵連通；所述二效甲苯蒸汽出口通過管道與所述二效甲苯蒸汽入口通過管道連通；所述液體甲苯出口與所述液體甲苯入口通過管道連通。
10.根據權利要求9所述一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法所用的裝置，其特徵在於，所述一效蒸發器中的管程為二效甲苯濃縮液，一效蒸發器中的殼程為低壓飽和蒸汽；所述二效蒸發器中的管程為粗甲苯溶液，二效蒸發器中的殼程為一效氣相甲苯。
全文摘要
本發明涉及一種粗甲苯混合溶液雙效蒸發方法，粗甲苯經過二效蒸發器物料入口進入二效蒸發器管程中進行蒸發，二效甲苯蒸汽通過二效蒸發器頂部溢出，甲苯濃縮液經二效蒸發器底部流出並通過泵從一效蒸發器下部的濃縮甲苯入口進入一效蒸發器的管程；對一效蒸發器管程內的甲苯濃縮液進行蒸餾，一效甲苯蒸汽通過一效蒸發器頂部溢出；甲苯殘液通過一效蒸發器中部的溢流口排出；所述一效甲苯蒸汽通過一效甲苯蒸汽管道進入二蒸發器的換熱部分的殼程，並與二效蒸發器管程內的粗甲苯進行熱交換，粗甲苯被加熱氣化，由二效蒸發器頂部溢出，經二效甲苯蒸汽輸出管進入冷凝器，被循環冷卻水冷凝、冷卻後排出。該方法利用了雙效蒸發，節能效果明顯。
文檔編號C07C15/06GK102886150SQ201210351629
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月20日 優先權日2012年9月20日
發明者張景鑄, 劉書慶, 高大友, 賈磊, 劉坤 申請人:煙臺東潔環保機械工程有限公司