用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸－蒸發器的製作方法
2023-12-01 01:40:41
專利名稱：用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸－蒸發器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於化工設備，尤其是用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的產品與催化劑分離的設備製造領域。
傳統的甲醇低壓羰基合成醋酸工藝由於催化劑[Rh(CO)2I2]-在蒸發時的不穩定性，其反應液中粗產品的取出只能採用閃蒸方法，而不能使用蒸發方法。
中國發明專利(ZL92108244.4)發明的反應-轉化-閃蒸-蒸發工藝，由於進行深度轉化，催化劑轉化成可承受加熱的絡合物形態，為利用閃蒸-蒸發來取出粗產品醋酸提供了可能。在固載化催化劑的工藝中，催化劑不流出反應器，因而也可使用閃蒸-蒸發方法。但目前沒有與之配套使用的閃蒸-蒸發一體化設備。
本實用新型的目的是，設計一種在用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝中的閃蒸-蒸發器，將閃蒸和蒸發這兩種化工單元結合成一體，簡化流程，縮短反應液停留時間，降低催化劑發生沉澱的可能性。
本實用新型的目的是通過如下的手段實現的。
用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發器，由上筒體、物料進口、出氣管、除沫裝置、錐筒等主要部件構成閃蒸段，其特徵在於，閃蒸段的錐筒部設置一與之連接的蒸發段。
採用如上的設計後，在同一設備內一體化實現閃蒸-蒸發操作，簡化流程，縮短反應液停留時間，降低催化劑發生沉澱的可能性。
如下圖1為本實用新型帶浸沒式中央循環管蒸發器的閃蒸-蒸發器實施例的結構圖。
圖2為本實用新型帶降膜式蒸發器的閃蒸-蒸發器實施例的結構圖。
圖3為圖2的A-A剖視圖。
圖4為帶螺旋槽的布液器的局部剖視圖
以下結合附圖對本實用新型的結構作進一步的詳述。
在圖1中，閃蒸-蒸發器，由上筒體1、物料進口2、出氣管3、除沫裝置、錐筒4等主要部件構成閃蒸段，其除沫裝置包括4塊破旋檔板5、集液槽6、散液環7和2根導液管9、10。兩根導液管的上端與集液槽內出氣管壁上兩個互成180°的小孔相連，在出氣管下出口，點焊固定導液管。導液管伸出出氣管部分互成120°向下延伸，直至兩導液管下端間距為上筒體內徑的65％～90％，最好為2/3時，轉向下延伸100～200mm。蒸發段設有加熱管11、中央循環管12和上、下管板13、14，15為蒸汽進口。
與閃蒸單元的錐筒部連接的蒸發段為一浸沒式中央循環管蒸發器。由羰基合成反應系統來的反應液，經喇叭狀的物料進口管呈切線快速旋轉進入閃蒸-蒸發器上段。因系統減壓，反應液發生閃蒸，分離出的汽相含有一氧化碳、氫、二氧化碳、甲烷、氮氣等氣體和醋酸、碘甲烷、水、醋酸甲酯等有機蒸汽。閃蒸出的汽相和由蒸發段來的上升蒸汽一併沿器壁旋轉上升，被伸入容器的出氣管外壁上的破旋檔板破除旋流後，蒸汽中夾帶的液滴逐漸凝聚變大，流速逐漸降低，並改變方向，順破旋檔板向下沿出氣管外壁流入集液槽，再經導液管流出，與閃蒸分離出的液相一併進入蒸發段。氣體減速後由出氣管排出，進入產品精製工序。
進入蒸發段的液體從中央循環管向下流。加熱管內的液體經加熱後部分汽化，汽-液混合物因重度差作用由下向上流動。蒸汽上升至閃蒸段，與閃蒸分離出的汽相一併由出氣管排出。
含催化劑的液體積聚在蒸發段下部，並從出液管16流出，用泵送回羰基合成反應釜以便循環使用。
通過以上裝置可實現粗醋酸的取出、氣-液分離、催化劑循環使用。
在圖2中，閃蒸-蒸發器閃蒸段與圖1基本相同，而與閃蒸單元的錐筒部連接的蒸發器段為一降膜式蒸發器，17為蒸發段的下段筒體，下段筒體通過一上升氣側管18與閃蒸-器相連。蒸發段上部設有遮液板19，其上開孔。結合圖3可看出，開孔中心必須與加熱管的中心錯開，使液體勻均、錯位流入加熱管間的間隙中。開孔的大小及數目應根據下降液體流量而定，以保證遮液板上不集液。遮液板用支板架支撐在上管板上。蒸發段的加熱管上端有鋸齒型開口，用於溢流布膜。在整個加熱器布管中，有3～6根加熱管(成120°或60°)。其的上端與管板焊接處向管內傾斜開有φ3～φ6的漏液孔20，以便停車時，使管板上的液體流入加熱管。開孔數目不能多，要保證正常操作時管板上能形成一定液層。
除了上述鋸齒形溢流形式外，管板上液體溢流還可以通過另外一種形式——帶螺旋槽的布液器(圖4中的結構)。當管板集液高度足夠時，液體通過管帽21和導流管22間的螺旋縫隙進入加熱管。加熱管內液體和蒸汽一併進入下段筒體，蒸汽再通過上升氣側管進入蒸發段。
權利要求1.用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發器，由上筒體、物料進口、出氣管、除沫裝置、錐筒等主要部件構成閃蒸段，其特徵在於，閃蒸段的錐筒部設置一與之連接的蒸發段。
2.根據權利要求1所述之用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發器，其特徵在於，所述與閃蒸單元的錐筒部連接的蒸發段為一浸沒式中央循環管蒸發器。
3.根據權利要求1所述之用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發器，其特徵在於，所述與閃蒸單元的錐筒部連接的蒸發器段為一降膜式蒸發器。
4.根據權利要求1所述之用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發器，其特徵在於，閃蒸器段的物料進口管呈喇叭狀，反應液切線進料；其除沫裝置包括破旋檔板、集液槽、散液環和導液管。
5.根據權利要求2所述之用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發器，其特徵在於，蒸發段設有加熱管、中央循環管和上、下管板。
6.根據權利要求3所述之用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發器，其特徵在於，降膜式蒸發器的閃蒸-蒸發器的蒸發段上部設有遮液板，遮液板用支板架支撐在上管板上，其上開孔，開孔中心與加熱管的中心錯開；蒸發段設有加熱管，其上端有用於溢流布膜的鋸齒型開口，或使用帶螺旋槽的布液器進行管板上的液體溢流。
專利摘要本實用新型公開了一種用於甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸－蒸發器，由上筒體、物料進口、出氣管、除沫裝置、錐筒等主要部件構成閃蒸。閃蒸段的錐筒部設置一與之連接的蒸發段。在甲醇低壓羰基合成醋酸工藝中，本實用新型將閃蒸和蒸發這兩種化工單元結合成一體的目的在於簡化流程，縮短反應液停留時間，降低催化劑發生沉澱的可能性。
文檔編號C07C53/00GK2604435SQ0323307
公開日2004年2月25日 申請日期2003年1月30日 優先權日2003年1月30日
發明者雍永祜, 王曉東, 曾健 申請人:西南化工研究設計院