本實用新型涉及一種精細化工及超重力分離技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置。
背景技術(shù):
在精細化工、生物制藥等領(lǐng)域均涉及到反應(yīng)和分離,一些熱敏性物料需要在低溫下反應(yīng),從而避免熱敏性物質(zhì)因過熱而分解或聚合。反應(yīng)生成的副產(chǎn)物需要被及時分離,分離出副產(chǎn)物有利于反應(yīng)正向進行加快反應(yīng)速率,同時對分離的副產(chǎn)物可以提純回收再利用。目前對于熱敏性物料反應(yīng)生成甲醇副產(chǎn)物的分離仍是用減壓的方式先分離出甲醇,收集后在精餾提純。
甲醇是一種重要的有機原料,對反應(yīng)過程生成的甲醇副產(chǎn)物進行回收利用具有重要的經(jīng)濟價值。工業(yè)上甲醇的分離提純常采用精餾的方式,精餾塔設(shè)備體積龐大、能耗高,需要建立專門的溶劑回收車間,而且不同溶劑回收提純時容易造成溶劑之間的交叉污染,如何降低能耗節(jié)約成本成為企業(yè)生成和提高競爭力的關(guān)鍵。
超重力精餾是一項強化氣液傳質(zhì)傳熱來達到提高分離效率縮小設(shè)備體積的新技術(shù)。超重力精餾床設(shè)備體積小、能耗低、安裝維護方便可與反應(yīng)釜結(jié)合,實現(xiàn)反應(yīng)過程甲醇的分離提純工藝,具有傳統(tǒng)反應(yīng)、分離提純工藝無法比擬的優(yōu)勢。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,解決現(xiàn)有反應(yīng)釜與精餾塔不能結(jié)合,無法實現(xiàn)一邊反應(yīng)一邊分離提純的難題。
本實用新型的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,包括反應(yīng)釜、超重力床以及一級冷凝器,所述反應(yīng)釜的氣體出口與超重力床的氣體進口連接,所述超重力床的氣體出口與一級冷凝器的氣體進口連接,所述一級冷凝器的液體出口連接有緩沖罐,所述緩沖罐上連接有第一回流泵,所述第一回流泵的出口連接有輕組分儲罐,所述第一回流泵與反應(yīng)釜之間的管路上連接有減壓裝置。
進一步設(shè)置為:所述第一回流泵與輕組分儲罐之間的管路上設(shè)有連通超重力床液體回流口的第一回流管道,所述第一回流管道上設(shè)有第一控制閥。
進一步設(shè)置為:所述一級冷凝器的氣體出口連接有二級冷凝器,所述二冷凝器的液體出口與緩沖罐之間通過第二回流管道連接,所述第二回流管道上設(shè)有第二控制閥。
進一步設(shè)置為:所述第一回流管道與輕組分儲罐之間的管路上設(shè)有第三控制閥,所述第三控制閥與輕組分儲罐之間設(shè)有采出流量計。
進一步設(shè)置為:所述第一回流管道上設(shè)有回流流量計。
進一步設(shè)置為:所述超重力床的液體出口連接有重組分儲罐。
進一步設(shè)置為:所述減壓裝置包括真空緩沖罐以及真空泵,所述二冷凝器的氣體出口與真空緩沖罐的氣體進口連接,所述真空緩沖罐的氣體進口與真空泵連接。
進一步設(shè)置為:所述一級冷凝器與二冷凝器采用列管式換熱器、螺旋纏繞管式換熱器或螺旋板式換熱器。
綜上所述,本實用新型具有以下有益效果:將反應(yīng)與精餾相結(jié)合,可以實現(xiàn)減壓下熱敏性物料一邊反應(yīng)一邊分離提純,熱敏性物料反應(yīng)生成的甲醇通過減壓的方式將甲醇和水從反應(yīng)釜里分離出來,直接進入超重力床進行分離提純。不需要將反應(yīng)釜減壓蒸出的甲醇水收集起來,然后在輸送到精餾塔精餾。本實用新型簡化了工藝流程,降低了能耗,節(jié)省了管理成本,具有較大的實施價值和經(jīng)濟效益。
附圖說明
圖1為實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1、反應(yīng)釜;2、超重力床;3、一級冷凝器;4、緩沖罐;5、第一回流泵;6、輕組分儲罐;7、減壓裝置;71、真空緩沖罐;72、真空泵;8、第一回流管道;9、第一控制閥;10、二級冷凝器;11、第二回流管道;12、第二控制閥;13、第三控制閥;14、采出流量計;15、回流流量計;16、重組分儲罐。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
參考圖1,一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,包括反應(yīng)釜1、超重力床2、一級冷凝器3、二級冷凝器10、緩沖罐4、第一回流泵5、重組分儲罐16、輕組分儲罐6以及減壓裝置7;減壓裝置7包括真空緩沖罐71以及真空泵72。反應(yīng)釜1的氣體出口與超重力床2的氣體進口通過管道連接,超重力床2的氣體出口與一級冷凝器3的氣體進口通過管道連接,一冷凝器3的液體出口與緩沖罐4的液體進口通過管道連接,一級冷凝器3的氣體出口與二級冷凝器10的氣體進口通過管道連接,二級冷凝器10的氣體出口與真空緩沖罐71的氣體進口連接,真空緩沖罐71的氣體進口與真空泵72連接。
二級冷凝器10的液體出口與緩沖罐4的液體進口通過第二回流管道11連接,第二回流管道11上固定安裝有第二控制閥12。緩沖罐4的液體出口與第一回流泵5的進口通過管道連接,第一回流泵5的出口與輕組分儲罐6的進口通過管道連接。連接第一回流泵5與輕組分儲罐6之間的管道通過第一回流管道8與超重力床2的液體回流口連接,第一回流管道8上固定安裝有第一控制閥9與回流流量計15。管道位于第一回流管道8與輕組分儲罐6之間的位置固定安裝有第三控制閥13與采出流量計14;超重力床2的液體出口與重組分儲罐16的進口通過管道連接。一級冷凝器3采用列管式換熱器或螺旋板式換熱器;二級冷凝器10采用列管式換熱器、螺旋板式換熱器或螺旋纏繞管式換熱器。
本實施例將反應(yīng)釜1與超重力床2耦合減壓分離甲醇水的具體工藝實施步驟描述如下:
工藝1
反應(yīng)釜1中一批熱敏性物料反應(yīng)18h,反應(yīng)過程生成甲醇副產(chǎn)物,系統(tǒng)真空度控制在-60~-65kpa,反應(yīng)釜1溫度控制在70-75℃,從反應(yīng)釜1蒸出甲醇和水,每小時蒸發(fā)量300kg/h,隨著反應(yīng)的進行甲醇含量從百分之20%降到5%。甲醇水蒸汽從反應(yīng)釜1進入超重力床2,在超重力床2里面與回流的液體進行充分接觸傳質(zhì)傳熱后,甲醇氣體從超重力床2頂部氣體出口進入一級冷凝器3,冷凝后的液體流進緩沖罐4,未冷凝的少量氣體進入二級冷凝器10,經(jīng)二級冷凝器10的冷凝后液體流進緩沖罐4,緩沖罐4內(nèi)液體通過第一回流泵5一部分回流進超重力床2,一部分采出進入輕組分儲罐6,回流進超重力床2的液體與里面氣體充分接觸后,最后從超重力床2底部液體出口流進重組分儲罐16?;亓鞅瓤刂圃?:8,超重力床2轉(zhuǎn)速為800rpm,超重力床2頂部氣體出口溫度控制在40-45℃。經(jīng)超重力床2分離提純后輕組分甲醇純度93.6%,重組分水殘2.4%。
工藝2
反應(yīng)釜1中一批物料反應(yīng)15h,反應(yīng)過程生成甲醇副產(chǎn)物,系統(tǒng)真空度控制在-85~-90kpa,反應(yīng)釜1溫度控制在45-50℃,從反應(yīng)釜1蒸出甲醇和水,每小時蒸發(fā)量200kg/h,隨著反應(yīng)的進行甲醇含量從百分之15%降到5%。甲醇水蒸汽從反應(yīng)釜1進入超重力床2,在超重力床2里面與回流的液體進行充分接觸傳質(zhì)傳熱后,甲醇氣體從超重力床2頂部氣體出口進入一級冷凝器3,冷凝后的液體流進緩沖罐4,未冷凝的少量氣體進入二級冷凝器10,經(jīng)二級冷凝器10的冷凝后液體流進緩沖罐4,緩沖罐4內(nèi)液體通過第一回流泵5一部分回流進超重力床2,一部分采出進入輕組分儲罐6,回流進超重力床2的液體與里面氣體充分接觸后,最后從超重力床2底部液體出口流進重組分儲罐16?;亓鞅瓤刂圃?:10,超重力床2轉(zhuǎn)速為700rpm,超重力床2頂部氣體出口溫度控制在15-20℃。經(jīng)超重力床2分離提純后輕組分甲醇純度91.3%,重組分水殘1.8%。
本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋,其并不是對本實用新型的限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改,但只要在本實用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。
技術(shù)特征:
1.一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,其特征在于:包括反應(yīng)釜(1)、超重力床(2)以及一級冷凝器(3),所述反應(yīng)釜(1)的氣體出口與超重力床(2)的氣體進口連接,所述超重力床(2)的氣體出口與一級冷凝器(3)的氣體進口連接,所述一級冷凝器(3)的液體出口連接有緩沖罐(4),所述緩沖罐(4)上連接有第一回流泵(5),所述第一回流泵(5)的出口連接有輕組分儲罐(6),所述第一回流泵(5)與反應(yīng)釜(1)之間的管路上連接有減壓裝置(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,其特征在于:所述第一回流泵(5)與輕組分儲罐(6)之間的管路上設(shè)有連通超重力床(2)液體回流口的第一回流管道(8),所述第一回流管道(8)上設(shè)有第一控制閥(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,其特征在于:所述一級冷凝器(3)的氣體出口連接有二級冷凝器(10),所述二級冷凝器(10)的液體出口與緩沖罐(4)之間通過第二回流管道(11)連接,所述第二回流管道(11)上設(shè)有第二控制閥(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,其特征在于:所述第一回流管道(8)與輕組分儲罐(6)之間的管路上設(shè)有第三控制閥(13),所述第三控制閥(13)與輕組分儲罐(6)之間設(shè)有采出流量計(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,其特征在于:所述第一回流管道(8)上設(shè)有回流流量計(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,其特征在于:所述超重力床(2)的液體出口連接有重組分儲罐(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,其特征在于:所述減壓裝置(7)包括真空緩沖罐(71)以及真空泵(72),所述二冷凝器(10)的氣體出口與真空緩沖罐(71)的氣體進口連接,所述真空緩沖罐(71)的氣體進口與真空泵(72)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,其特征在于:所述一級冷凝器(3)與二冷凝器(10)采用列管式換熱器、螺旋纏繞管式換熱器或螺旋板式換熱器。
技術(shù)總結(jié)
本實用新型公開了一種超重力精餾與反應(yīng)耦合減壓分離甲醇水的裝置,包括反應(yīng)釜、超重力床以及一級冷凝器,所述反應(yīng)釜的氣體出口與超重力床的氣體進口連接,所述超重力床的氣體出口與一級冷凝器的氣體進口連接,所述一級冷凝器的液體出口連接有緩沖罐,所述緩沖罐上連接有第一回流泵,所述第一回流泵的出口連接有輕組分儲罐,所述第一回流泵與反應(yīng)釜之間的管路上連接有減壓裝置。本實用新型具有以下優(yōu)點和效果:本實用新型簡化了工藝流程,降低了能耗,節(jié)省了管理成本,具有較大的實施價值和經(jīng)濟效益。