專利名稱：用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸－蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備，尤其是用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的產(chǎn)品與催化劑分離的設(shè)備制造領(lǐng)域。
傳統(tǒng)的甲醇低壓羰基合成醋酸工藝由于催化劑[Rh(CO)2I2]-在蒸發(fā)時(shí)的不穩(wěn)定性，其反應(yīng)液中粗產(chǎn)品的取出只能采用閃蒸方法，而不能使用蒸發(fā)方法。
中國(guó)發(fā)明專利(ZL92108244.4)發(fā)明的反應(yīng)-轉(zhuǎn)化-閃蒸-蒸發(fā)工藝，由于進(jìn)行深度轉(zhuǎn)化，催化劑轉(zhuǎn)化成可承受加熱的絡(luò)合物形態(tài)，為利用閃蒸-蒸發(fā)來(lái)取出粗產(chǎn)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(yīng)器，因而也可使用閃蒸-蒸發(fā)方法。但目前沒(méi)有與之配套使用的閃蒸-蒸發(fā)一體化設(shè)備。
本實(shí)用新型的目的是，設(shè)計(jì)一種在用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝中的閃蒸-蒸發(fā)器，將閃蒸和蒸發(fā)這兩種化工單元結(jié)合成一體，簡(jiǎn)化流程，縮短反應(yīng)液停留時(shí)間，降低催化劑發(fā)生沉淀的可能性。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下的手段實(shí)現(xiàn)的。
用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發(fā)器，由上筒體、物料進(jìn)口、出氣管、除沫裝置、錐筒等主要部件構(gòu)成閃蒸段，其特征在于，閃蒸段的錐筒部設(shè)置一與之連接的蒸發(fā)段。
采用如上的設(shè)計(jì)后，在同一設(shè)備內(nèi)一體化實(shí)現(xiàn)閃蒸-蒸發(fā)操作，簡(jiǎn)化流程，縮短反應(yīng)液停留時(shí)間，降低催化劑發(fā)生沉淀的可能性。


如下圖1為本實(shí)用新型帶浸沒(méi)式中央循環(huán)管蒸發(fā)器的閃蒸-蒸發(fā)器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實(shí)用新型帶降膜式蒸發(fā)器的閃蒸-蒸發(fā)器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)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(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳述。
在圖1中，閃蒸-蒸發(fā)器，由上筒體1、物料進(jìn)口2、出氣管3、除沫裝置、錐筒4等主要部件構(gòu)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(huán)7和2根導(dǎo)液管9、10。兩根導(dǎo)液管的上端與集液槽內(nèi)出氣管壁上兩個(gè)互成180°的小孔相連，在出氣管下出口，點(diǎn)焊固定導(dǎo)液管。導(dǎo)液管伸出出氣管部分互成120°向下延伸，直至兩導(dǎo)液管下端間距為上筒體內(nèi)徑的65％～90％，最好為2/3時(shí)，轉(zhuǎn)向下延伸100～200mm。蒸發(fā)段設(shè)有加熱管11、中央循環(huán)管12和上、下管板13、14，15為蒸汽進(jìn)口。
與閃蒸單元的錐筒部連接的蒸發(fā)段為一浸沒(méi)式中央循環(huán)管蒸發(fā)器。由羰基合成反應(yīng)系統(tǒng)來(lái)的反應(yīng)液，經(jīng)喇叭狀的物料進(jìn)口管呈切線快速旋轉(zhuǎn)進(jìn)入閃蒸-蒸發(fā)器上段。因系統(tǒng)減壓，反應(yīng)液發(fā)生閃蒸，分離出的汽相含有一氧化碳、氫、二氧化碳、甲烷、氮?dú)獾葰怏w和醋酸、碘甲烷、水、醋酸甲酯等有機(jī)蒸汽。閃蒸出的汽相和由蒸發(fā)段來(lái)的上升蒸汽一并沿器壁旋轉(zhuǎn)上升，被伸入容器的出氣管外壁上的破旋檔板破除旋流后，蒸汽中夾帶的液滴逐漸凝聚變大，流速逐漸降低，并改變方向，順破旋檔板向下沿出氣管外壁流入集液槽，再經(jīng)導(dǎo)液管流出，與閃蒸分離出的液相一并進(jìn)入蒸發(fā)段。氣體減速后由出氣管排出，進(jìn)入產(chǎn)品精制工序。
進(jìn)入蒸發(fā)段的液體從中央循環(huán)管向下流。加熱管內(nèi)的液體經(jīng)加熱后部分汽化，汽-液混合物因重度差作用由下向上流動(dòng)。蒸汽上升至閃蒸段，與閃蒸分離出的汽相一并由出氣管排出。
含催化劑的液體積聚在蒸發(fā)段下部，并從出液管16流出，用泵送回羰基合成反應(yīng)釜以便循環(huán)使用。
通過(guò)以上裝置可實(shí)現(xiàn)粗醋酸的取出、氣-液分離、催化劑循環(huán)使用。
在圖2中，閃蒸-蒸發(fā)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(fā)器段為一降膜式蒸發(fā)器，17為蒸發(fā)段的下段筒體，下段筒體通過(guò)一上升氣側(cè)管18與閃蒸-器相連。蒸發(fā)段上部設(shè)有遮液板19，其上開(kāi)孔。結(jié)合圖3可看出，開(kāi)孔中心必須與加熱管的中心錯(cuò)開(kāi)，使液體勻均、錯(cuò)位流入加熱管間的間隙中。開(kāi)孔的大小及數(shù)目應(yīng)根據(jù)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(fā)段的加熱管上端有鋸齒型開(kāi)口，用于溢流布膜。在整個(gè)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(nèi)傾斜開(kāi)有φ3～φ6的漏液孔20，以便停車時(shí)，使管板上的液體流入加熱管。開(kāi)孔數(shù)目不能多，要保證正常操作時(shí)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(guò)另外一種形式——帶螺旋槽的布液器(圖4中的結(jié)構(gòu))。當(dāng)管板集液高度足夠時(shí)，液體通過(guò)管帽21和導(dǎo)流管22間的螺旋縫隙進(jìn)入加熱管。加熱管內(nèi)液體和蒸汽一并進(jìn)入下段筒體，蒸汽再通過(guò)上升氣側(cè)管進(jìn)入蒸發(fā)段。
權(quán)利要求1.用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發(fā)器，由上筒體、物料進(jìn)口、出氣管、除沫裝置、錐筒等主要部件構(gòu)成閃蒸段，其特征在于，閃蒸段的錐筒部設(shè)置一與之連接的蒸發(fā)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發(fā)器，其特征在于，所述與閃蒸單元的錐筒部連接的蒸發(fā)段為一浸沒(méi)式中央循環(huán)管蒸發(fā)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發(fā)器，其特征在于，所述與閃蒸單元的錐筒部連接的蒸發(fā)器段為一降膜式蒸發(fā)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發(fā)器，其特征在于，閃蒸器段的物料進(jìn)口管呈喇叭狀，反應(yīng)液切線進(jìn)料；其除沫裝置包括破旋檔板、集液槽、散液環(huán)和導(dǎo)液管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述之用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發(fā)器，其特征在于，蒸發(fā)段設(shè)有加熱管、中央循環(huán)管和上、下管板。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述之用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸-蒸發(fā)器，其特征在于，降膜式蒸發(fā)器的閃蒸-蒸發(fā)器的蒸發(fā)段上部設(shè)有遮液板，遮液板用支板架支撐在上管板上，其上開(kāi)孔，開(kāi)孔中心與加熱管的中心錯(cuò)開(kāi)；蒸發(fā)段設(shè)有加熱管，其上端有用于溢流布膜的鋸齒型開(kāi)口，或使用帶螺旋槽的布液器進(jìn)行管板上的液體溢流。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于甲醇低壓羰基合成醋酸工藝的閃蒸－蒸發(fā)器，由上筒體、物料進(jìn)口、出氣管、除沫裝置、錐筒等主要部件構(gòu)成閃蒸。閃蒸段的錐筒部設(shè)置一與之連接的蒸發(fā)段。在甲醇低壓羰基合成醋酸工藝中，本實(shí)用新型將閃蒸和蒸發(fā)這兩種化工單元結(jié)合成一體的目的在于簡(jiǎn)化流程，縮短反應(yīng)液停留時(shí)間，降低催化劑發(fā)生沉淀的可能性。
文檔編號(hào)C07C53/00GK2604435SQ0323307
公開(kāi)日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月30日
發(fā)明者雍永祜, 王曉東, 曾健 申請(qǐng)人:西南化工研究設(shè)計(jì)院