設有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應塔的製作方法
2023-04-27 09:17:26 1
專利名稱：設有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應塔的製作方法
技術領域：
本發明涉及醋酸乙酯酯化反應設備，特別是公開一種設有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應塔，通過在反應釜中應用新型的加熱器，提高傳熱效率，改善反應器反應動力學熱分布，提高了工藝反應轉化率，降低蒸汽單耗。
背景技術：
醋酸乙酯產品是由醋酸和乙醇在催化劑硫酸的作用下，在一定的加熱條件下才能反應生成。因此在進行反應的塔釜中必須有加熱結構。傳統的醋酸乙酯酯化反應釜內部採用沉浸式的蛇形盤管，管內走飽和蒸汽進行加熱。這種蛇形盤管的優點是結構簡單價格低廉，能承受高壓。但也存在很多缺點，主要為由於蛇形盤管是浸沒在溶液中的，那麼容器的體積勢必較蛇形盤管的體積大得多，故管外流體的對流傳熱係數α較小，因而總傳熱係數K值也較小。結果就是蒸汽蒸汽換熱效率下降，單位耗用量相應上升。同時，由於醋酸乙酯反應釜內溶液中含有20～80％的醋酸，再加上催化劑硫酸的加入，溶液中兩種酸性的介質對金屬材料腐蝕比較嚴重。從以往相關的記錄來看，因酸性腐蝕引起的盤管洩露，頻率較高。盤管一旦洩露，管內蒸汽進入反應釜內，導致釜內溶液中水分偏高甚至超出規定的工藝指標，使得溶液中物料反應的方向朝水解方向進行，影響酯化反應的正常進行，塔釜液位上漲，影響操作以及產品產量和質量。
發明內容
本發明的目的在於解決現有反應釜加熱結構加熱不完全，反應動力學熱分布較差，蒸汽單耗高，易被腐蝕洩漏的缺陷，降低了酯化反應釜的蒸汽單耗，減少洩漏，得到穩定質量的產品。
本發明是這樣實現的一種設有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應塔，包括反應釜和酯化塔，反應釜中醋酸、乙醇的混合液進入後，在催化劑硫酸和蒸汽加熱的作用下進行反應，同時以酯、水、醇、酸共沸物的形式汽化進入酯化塔，精餾分離，在塔頂獲得粗酯產品，其特徵在於對塔釜內的加熱結構廢棄了原有的沉浸式蛇形蒸汽盤管，改為「U」形加熱列管，並分為四組，分別以二組二組的形式安裝在反應釜的中上部和中下部，同時上下方向交錯，俯視呈「#」字形排列。這四組「U」形列管採用材質為不鏽鋼316L。
本發明的有益效果是本發明的改進方法，令人意想不到的提高了傳熱效率，改善反應器反應動力學熱分布，提高了工藝反應轉化率，降低了蒸汽單耗；同時由於結構的變化，杜絕了蒸汽的的洩漏，改善釜內物料酯化反應動力學分布，提高反應轉化率、為產品質量和產量的提高提供良好的工藝條件。
四
附圖是新型加熱器結構俯視示意圖。
五具體實施例方式反應釜作為醋酸乙酯酯化反應體系的主要設備，原料醋酸和乙醇按一定比例混合，經反應釜前預酯化器進行初步加熱反應後，物料在85～95℃的溫度下以氣液夾帶的形式，從反應釜底部進入反應釜，釜內四組「U」形加熱管通入溫度為150～170℃、壓力為0.5～0.6MPa的蒸汽。在該種加熱條件下，釜內溶液以酯、醇、水、酸共沸的形式進行蒸發，至酯化塔進行精餾分離。隨著混合原料的連續進入，釜內始終保持醋酸含量20～85％，壓力小於0.1MPa，溫度100～115℃的工況。
實施例醋酸乙酯原料乙醇、醋酸按比例混合後，經過預酯器預熱，進入反應釜，反應釜內醋酸含量為80％(重量百分比)，「U」形加熱器的不鏽鋼管束中蒸汽壓力為0.53MPa，溫度為154℃，通過蒸汽加熱使釜內溶液溫度保持在107℃左右。
通過運行證明，隨著該型式「U」形加熱器結構的投用，塔的蒸汽耗用量得到降低，杜絕了洩漏，為提高塔頂粗酯含量和塔的產能奠定了基礎。附「U」形加熱器投用前後蒸汽單耗對比表。
權利要求
1.一種設有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應塔，包括反應釜和酯化塔，反應釜中醋酸、乙醇的混合液進入後，在催化劑硫酸和蒸汽加熱的作用下進行反應，同時以酯、水、醇、酸共沸物的形式汽化進入酯化塔，精餾分離，在塔頂獲得粗酯產品，其特徵在於所述反應釜內部裝有「U」形加熱器。
2.根據權利要求1所述的設有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應塔，其特徵在於所述的「U」形加熱器為「U」形加熱管束，分為四組，並以二組二組的形式安裝在反應釜的中上部和中下部，同時上下方向交錯，俯視呈「#」字形排列。
3.根據權利要求2所述的設有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應塔，其特徵在於所述的「U」形加熱管選用的材質為不鏽鋼。
4.根據權利要求3所述的設有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應塔，其特徵在於所述的「U」形加熱管選用的材質為不鏽鋼316L。
5.根據權利要求1所述的設有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應塔，其特徵在於被加熱的介質是醋酸含量為20～85％(重量百分比)的酸性溶液。
全文摘要
本發明為一種設有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應塔，包括反應釜和酯化塔，反應釜中醋酸、乙醇的混合液進入後，在催化劑硫酸和蒸汽加熱的作用下進行反應，同時以酯、水、醇、酸共沸物的形式汽化進入酯化塔，精餾分離，在塔頂獲得粗酯產品，其特徵在於所述反應釜內部裝有「U」形加熱器，該「U」形加熱器為「U」形加熱管束，在釜內呈「#」字形安裝。本發明解決了已有加熱設備加熱效果差、蒸汽消耗大的缺陷，有效地提高了換熱效率，改善反應器反應動力學熱分布，提高了工藝反應轉化率，大大降低了蒸汽單耗。
文檔編號C07C67/00GK1660763SQ20041008941
公開日2005年8月31日 申請日期2004年12月13日 優先權日2004年12月13日
發明者齊峻, 田偉, 張麗琴, 李冬梅 申請人:上海吳涇化工有限公司