一種銀法高濃度甲醛裝置中的吸收塔裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銀法高濃度甲醛裝置中的吸收塔裝置，包括第一吸收塔和第二吸收塔，所述第一吸收塔從下至上依次分為進氣段、浮閥塔盤段、鮑爾環(huán)段、規(guī)整填料段和氣相出口，所述進氣段內(nèi)設(shè)有氣體進口和用于噴淋甲醛溶液的噴淋裝置；所述浮閥塔盤段設(shè)有多層浮閥塔盤；所述浮閥塔盤段與鮑爾環(huán)段之間設(shè)有集液槽；所述規(guī)整填料段分割為多層規(guī)整填料組合而成；所述第二吸收塔從下至上依次分為進氣段、第一規(guī)整填料段、第二規(guī)整填料段和泡罩段；所述泡罩段的上方還設(shè)有規(guī)整填料捕液層和絲網(wǎng)除沫器。本發(fā)明能夠穩(wěn)定生產(chǎn)高濃度甲醛水溶液，解決了長期困擾甲醛行業(yè)高濃度甲醛水溶液在吸收塔內(nèi)部聚合的問題；且本裝置甲醛氣體吸收率高，單耗低。
【專利說明】一種銀法高濃度甲醛裝置中的吸收塔裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)工藝及設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及用于銀法甲醛生產(chǎn)工藝裝置中的吸收塔設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]銀法高濃度甲醛生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備一吸收塔，是取得高濃度甲醛水溶液的重要設(shè)備。吸收塔設(shè)計結(jié)構(gòu)的合理性及制造質(zhì)量直接影響到甲醛成品是否可以取得高濃度甲醛水溶液的關(guān)鍵所在，及原材料的單耗。
[0003]目前甲醛行業(yè)傳統(tǒng)型吸收系統(tǒng)技術(shù)的描述:來自氧化器的甲醛氣體由塔底進入第一吸收塔內(nèi)，通過填料支撐架進入規(guī)整填料層，吸收液則由塔上部進入液體分布器，使吸收液均勻的噴灑在規(guī)整填料上，填料表面被吸收液侵濕，氣體通過填料層空隙時與填料表面的吸收液進行傳質(zhì)交換，由于噴淋液不斷下流，填料表面的吸收膜就不斷的變化使傳質(zhì)阻力大為減少，為防止噴淋液不偏流和不產(chǎn)生溝流及壁流現(xiàn)象，將第一吸收塔分為兩段，在中間設(shè)置槽式分布器。
[0004]氣體混合物在上升過程中逐漸將甲醛傳質(zhì)給吸收液至塔頂出口，80?90%的甲醛氣體被液體吸收。吸收第一吸收塔為一個濃度梯度。吸收第二吸收塔分為兩個濃度梯度，其吸收原理同第一吸收塔。傳統(tǒng)型的吸收塔主要用于37?45%濃度的甲醛氣體的吸收。
[0005]傳統(tǒng)型吸收系統(tǒng)在高濃度甲醛水溶液吸收中存在的技術(shù)缺陷:
[0006]1、一般做37%甲醛水溶液時，第一吸收塔底部的甲醛水溶液濃度為37%，塔底溫度65°C，塔頂氣相出口溫度為45°C左右；第二吸收塔底部的甲醛水溶液濃度為6?8%，塔底溫度45°C，三塔的甲醛水溶液的溶度為I?2%，三塔氣相出口的溫度為32°C左右。此時的逃逸的甲醛氣體比較少。
[0007]做45%甲醛水溶液時，第一吸收塔底部的甲醛水溶液濃度為45%，塔底溫度70°C，塔頂氣相出口溫度為50°C左右；第二吸收塔底部的甲醛水溶液濃度為10?15%，塔底溫度50°C，三塔的甲醛水溶液的溶度為3?6%，三塔氣相出口的溫度為40°C左右。此時三塔頂?shù)奶右莸募兹怏w比較多，有2?3的甲醛氣體沒有被吸收。
[0008]做50%甲醛水溶液時，第一吸收塔底部的甲醛水溶液濃度為50%，塔底溫度75°C，塔頂氣相出口溫度為55°C左右；第二吸收塔底部的甲醛水溶液濃度為15?20%，塔底溫度55°C，三塔的甲醛水溶液的溶度為8?10%，三塔氣相出口的溫度為45°C以上。此時三塔頂?shù)奶右莸募兹怏w非常多，有6?8的甲醛氣體沒有被吸收，單耗非常高。所以傳統(tǒng)型吸收塔做高濃度的甲醛水溶液單耗會增加。
[0009]2、傳統(tǒng)型吸收塔里面采用的是規(guī)整填料，一般都是Y250/Y350的組合，雖然規(guī)整填料比表面積比較大,氣液相接觸面積比較大,在低濃度時吸收效率比較好。但是規(guī)整填料波與波之間的不均勻性，液體規(guī)在整填料存在流動不均勻性，甲醛濃度的提高，液體的密度，粘度都在增加，所以在做高濃度甲醛水溶液時，會出現(xiàn)嚴(yán)重的聚合現(xiàn)象。
[0010]從42%甲醛水溶液開始，傳統(tǒng)型的吸收塔做高濃度甲醛水溶液就受到了制約，也就是生產(chǎn)一個星期就會產(chǎn)生聚合的現(xiàn)象。也就是說傳統(tǒng)型的吸收塔根本無法產(chǎn)生高濃度甲醛水溶液。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明目的:針對上述存在的問題和缺陷，本發(fā)明提供了一種銀法甲醛裝置中的吸收塔裝置，能夠長期穩(wěn)定生產(chǎn)50^^55^^57%等高濃度甲醛水溶液，解決了長期困擾甲醛行業(yè)高濃度甲醛水溶液在吸收塔內(nèi)部聚合的問題；且本裝置甲醛氣體吸收率高，單耗低。
[0012]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種銀法高濃度甲醛裝置中的吸收塔裝置，包括第一吸收塔和第二吸收塔，其中:
[0013]所述第一吸收塔從下至上依次分為進氣段、浮閥塔盤段、鮑爾環(huán)段、規(guī)整填料段和氣相出口，所述進氣段內(nèi)設(shè)有氣體進口和用于噴淋甲醛溶液的噴淋裝置；所述浮閥塔盤段設(shè)有多層浮閥塔盤；所述浮閥塔盤段與鮑爾環(huán)段之間設(shè)有集液槽；所述規(guī)整填料段分割為多層規(guī)整填料組合而成；
[0014]所述第二吸收塔從下至上依次分為進氣段、第一規(guī)整填料段、第二規(guī)整填料段和泡罩段，所述第二吸收塔的進氣段通過管道與第一吸收塔的氣相出口連接；第一規(guī)整填料段采用復(fù)合規(guī)整填料段；所述泡罩段的上方還設(shè)有規(guī)整填料捕液層和絲網(wǎng)除沫器。
[0015]作為優(yōu)選，所述第二吸收塔中第一規(guī)整填料、第二規(guī)整填料段和泡罩段的上方均設(shè)有液體分布器，并分別與對應(yīng)段位的底部通過管道連通形成循環(huán)。
[0016]作為優(yōu)選，所述第二吸收塔中的泡罩段設(shè)有多個塔板，泡罩段上部設(shè)置工藝進水□。
[0017]作為優(yōu)選，所述第二吸收塔中的第一規(guī)整填料段采用SM250和SM350不銹鋼規(guī)整填料的復(fù)合規(guī)整填料。通過多次試驗發(fā)現(xiàn):采用不同尺寸的SM250和SM350不銹鋼規(guī)整填料的上下位復(fù)合設(shè)置，能非常有效提高甲醛吸收效率，可得到16%的甲醛水溶液(而常規(guī)單一規(guī)整填料要達到16 %的甲醛水溶液濃度，第二吸收塔中的吸收段長度要超過本發(fā)明的
1.5倍以上)，大大降低了設(shè)備成本和運行成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為傳統(tǒng)技術(shù)中吸收塔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明所述吸收塔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中，第一吸收塔1、第二吸收塔2、第一吸收塔進氣段11、浮閥塔盤段12、鮑爾環(huán)段13、規(guī)整填料段14、氣相出口 15、集液槽16、噴淋裝置17、第二吸收塔進氣段21、第一規(guī)整填料段22、第二規(guī)整填料段23、泡罩段24、規(guī)整填料捕液層25、絲網(wǎng)除沫器26、液體分布器27、進水口 28。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種銀法高濃度甲醛裝置中的吸收塔裝置，包括第一吸收塔和第二吸收塔，其中:所述第一吸收塔從下至上依次分為進氣段、浮閥塔盤段、鮑爾環(huán)段、規(guī)整填料段和氣相出口，所述進氣段內(nèi)設(shè)有氣體進口和用于噴淋甲醛溶液的噴淋裝置；所述浮閥塔盤段設(shè)有多層浮閥塔盤；所述浮閥塔盤段與鮑爾環(huán)段之間設(shè)有集液槽；所述規(guī)整填料段分割為多層規(guī)整填料組合而成；所述第二吸收塔從下至上依次分為進氣段、第一規(guī)整填料段、第二規(guī)整填料段和泡罩段，所述第二吸收塔的進氣段通過管道與第一吸收塔的氣相出口連接；第一規(guī)整填料段采用復(fù)合規(guī)整填料段；所述泡罩段的上方還設(shè)有規(guī)整填料捕液層和絲網(wǎng)除沫器。
[0023]本發(fā)明的吸收塔裝置一共分為6個濃度梯度。
[0024]第一吸收塔分為3個濃度梯度:第一個濃度梯度為“浮閥塔盤段”，可以取得57%的甲醛水溶液；第二個濃度梯度為“鮑爾環(huán)段”，可以取得45 %的甲醛水溶液；第三個濃度梯度為“雙層規(guī)整填料段”，可以取得37%甲醛水溶液。
[0025]從氧化器來的高濃度甲醛氣體進入吸收塔后，為了防止在塔底部產(chǎn)生聚合，所以設(shè)置了 N個噴淋裝置，噴淋的作用有兩個，一是為了防聚合，二是可以無阻礙的初步吸收。然后甲醛氣體再進入“浮閥段”，塔內(nèi)裝有N個多層水平塔板，板上有若干個供氣體通過的閥孔，其上各覆蓋一個浮閥片，操作時液體由塔的上部連接進入塔板上，經(jīng)溢流管逐板下降，并在各板上集存液層，形成液體，氣體從塔體下部進入，經(jīng)由浮閥片與浮閥板間的縫隙分散成若干個小氣泡與液體充分接觸，并穿過液層到達液面。由于浮閥塔盤的液面的濃度梯度相對其他的填料均勻，因此不容易產(chǎn)生聚合，所以是實現(xiàn)高濃度甲醛的關(guān)鍵。另外浮閥塔盤具有生產(chǎn)能力大，操作彈性大，氣液接觸好，所以我們又稱這一段為“精餾段”。
[0026]氣體進過浮閥塔盤后，經(jīng)過集液槽，進入第二段“鮑爾環(huán)段”，這一段的液體從上噴淋下來，氣體從下往上逆向吸收，形成一個循環(huán)。“鮑爾環(huán)段”一般肩負(fù)兩個功能，吸收及帶走熱量，由于次段的液體溫度比較高，一般達到75°C，所以取出的熱量，我們一般用于甲醇蒸發(fā)之用。由于鮑爾環(huán)相對空隙率比較大，在45%甲醛水溶液里面不容易聚合。
[0027]氣體進過“鮑爾環(huán)段”后，進入第三段“雙層規(guī)整填料段”，由于前兩段的功能主要是取得57%的甲醛水溶液，所以吸收效果比較差，此段的功能主要是:吸收和帶走反應(yīng)熱，形成一個循環(huán)。為了增加吸收效果，規(guī)整填料段的長度設(shè)置的比較長，為了防止偏流、溝流、壁流，將規(guī)整填料分為兩段。第一吸收塔的吸收效率一般達到80?90%
[0028]第二吸收塔分為3個濃度梯度:第四個濃度梯度為“復(fù)合規(guī)整填料段”，可以取得16%的甲醛水溶液；第五個濃度梯度為“規(guī)整填料段”，可以取得6%的甲醛水溶液；第六個濃度梯度為“泡罩段”，可以取得2%的甲醛水溶液。
[0029]從第一吸收塔來未完全吸收掉的甲醛氣體，進入第二吸收塔的第四段“復(fù)合規(guī)整填料段”，此部分也是一個循環(huán)，此段的功能主要也是:吸收和帶走反應(yīng)熱，形成一個循環(huán)。為了增加吸收效果，設(shè)置了 “復(fù)合規(guī)整填料”，這樣吸收效果會更好。
[0030]第四段未被吸收完的的甲醛氣體，進入第二吸收塔的第五段“規(guī)整填料段”，此部分也是一個循環(huán)，此段的功能主要也是:吸收和帶走反應(yīng)熱，形成一個循環(huán)。
[0031]第五段未被吸收完的的甲醛氣體，進入第二吸收塔的第六段“泡罩段”，其內(nèi)部主要由泡罩升氣管、降液管(或者稱為溢流管)和溢流堰等所組成。泡罩的主要特點是鼓泡吸收，上升氣體經(jīng)升氣管由泡罩齒縫吹入液層，兩相接觸密切，加之泡罩塔盤上液層比較高，兩相接觸時間較長，吸收效果更好，本發(fā)明可以將“泡罩段”分為M個塔板，這樣“泡罩段”在最終吸收的2%濃度梯度里面就有了 M個濃度梯度，分離效果非常明顯。
[0032]由于氣體通過泡罩的路線曲折及液層較高，導(dǎo)致壓降及霧沫夾帶增高，所以本發(fā)明在第二吸收塔的上端設(shè)置了“規(guī)整填料”捕液層，對降低霧沫夾帶有明顯效果。另外在第二吸收塔的出口處增設(shè)了 “絲網(wǎng)除沫器”，使出第二吸收塔的氣體含很少的水分。工藝添加水由第二吸收塔頂部加入。
[0033]由于甲醛吸收是一個放熱過程，在甲醛塔內(nèi)存在大量的吸收熱、蒸汽冷凝熱和氣體顯熱都必須除去，物料溫度降低才能使吸收完全。但是57%高濃度甲醛水溶液的不聚合的溫度為65°C。本發(fā)明將一塔底部的采出甲醛溫度設(shè)定為?85°C，所以一塔的溫度偏高，而且一塔底部到“鮑爾環(huán)段”要保溫。所以降低溫度的責(zé)能主要由一塔上部和二塔完成。
[0034]作為次選方案:二塔分為2個濃度梯度:第四個濃度梯度為“復(fù)合規(guī)整填料段”，可以取得12%的甲醛水溶液；第五個濃度梯度為“規(guī)整填料段”，可以取得2%的甲醛水溶液；
[0035]從一塔來未完全吸收掉的甲醛氣體，進入二塔的第四段“復(fù)合規(guī)整填料段”，此部分也是一個循環(huán)，此段的功能主要也是:吸收和帶走反應(yīng)熱，形成一個循環(huán)。為了增加吸收效果，設(shè)置了 “復(fù)合規(guī)整填料”，這樣吸收效果會更好。
[0036]第四段未被吸收完的的甲醛氣體，進入二塔的第五段“規(guī)整填料段”，此部分也是一個循環(huán)，此段的功能主要也是:吸收和帶走反應(yīng)熱，形成一個循環(huán)。
[0037]為了捕集氣體中的水分，本發(fā)明在二塔的上端設(shè)置了“規(guī)整填料”捕液層，對降低霧沫夾帶有明顯效果。另外在二塔的出口處增設(shè)了“絲網(wǎng)除沫器”，使出二塔的氣體含很少的水分。工藝添加水由二塔頂部加入。
[0038]作為次選方案:二塔分為2個濃度梯度:第三個濃度梯度為“規(guī)整填料段”，可以取得10%的甲醛水溶液；第四個濃度梯度為“規(guī)整填料段”，可以取得2%的甲醛水溶液。
[0039]采用本發(fā)明后，與現(xiàn)有的傳統(tǒng)吸收塔的優(yōu)點為:
[0040]1、可以長期穩(wěn)定的生產(chǎn)50?57%甲醛水溶液。
[0041]2、生產(chǎn)50?57%甲醛水溶液的物料單耗折算基本同37%甲醛水溶液，445公斤甲醇/噸甲醛(37% )
[0042]3、對于企業(yè)有甲醛下游產(chǎn)品需要高濃度的甲醛水溶液，省去了脫水的能耗和提濃設(shè)備，節(jié)約了下游產(chǎn)品的能耗和設(shè)備投資。
[0043]4、由于吸收塔采用了 06Crl9Nil0不銹鋼，所以沒有反酸現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量高于國家標(biāo)準(zhǔn):
[0044]工業(yè)甲醛溶液國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T9009-2011)
[0045]

名稱
序號50%級44%級37級優(yōu)等品合格品優(yōu)等品合格品優(yōu)等品合格品
密度(P20)
1.147?1.1521.125?1.1351.075?1.114
/(g/cra3)
49.5?49.0? 43.5? 42.5?37.0?36.5?
甲酸w/%
50.5 50.0 44.4 44.4 37.4 37.4
酸度(以甲酸
0.05 0.07 0.02 0.05 0.02 0.05
計)w/%<
色度/Hazen (鉬
10 15101510 ——
-鈷號)(
鐵含量w/%< 0.0001 0.0010 0.0001 0.0010 0.0001 0.0005
供需雙供需雙供需雙供需雙
甲醇 w/%< 1.52.0
方協(xié)商方協(xié)商方協(xié)商方協(xié)商
[0046]采用本發(fā)明后本發(fā)明實際數(shù)據(jù)和國家標(biāo)準(zhǔn)對比如下表所示:
[0047]

名稱序號50%甲醛水溶液 55%甲醛水溶液 57%甲醛水溶液標(biāo)丨本發(fā)明—國家標(biāo)I本發(fā)國家標(biāo)丨本發(fā)明
[0048]
^m^m^ ^m^
優(yōu)等品優(yōu)等品優(yōu)等品
密度(P 20)
1.131.1381.141
/(g/cm3)
49.5?49.5?54.5?36.5?
甲醛w/%---
50.5 5255.537.4
酸度(以甲酸
0.05 0.02 - 0.05 - 0.05
計)w/%<
色度/Hazen (鉑
10 10 —— 10 —— 10
-鈷號)(
鐵含量w/%彡 0.0001 0.0001 —— 0.0001 —— 0.0001
甲醇w/%彡 1.5 1.0 —— 1,5 —— 1.5
[0049]5、本發(fā)明吸收塔操作簡單，采用自動化控制。
[0050]6、本發(fā)明設(shè)計合理，無環(huán)境污染問題。
【權(quán)利要求】
1.一種銀法高濃度甲醛裝置中的吸收塔裝置，其特征在于:包括第一吸收塔和第二吸收塔，其中: 所述第一吸收塔從下至上依次分為進氣段、浮閥塔盤段、鮑爾環(huán)段、規(guī)整填料段和氣相出口，所述進氣段內(nèi)設(shè)有氣體進口和用于噴淋甲醛溶液的噴淋裝置；所述浮閥塔盤段設(shè)有多層浮閥塔盤；所述浮閥塔盤段與鮑爾環(huán)段之間設(shè)有集液槽；所述規(guī)整填料段分割為多層規(guī)整填料組合而成； 所述第二吸收塔從下至上依次分為進氣段、第一規(guī)整填料段、第二規(guī)整填料段和泡罩段，所述第二吸收塔的進氣段通過管道與第一吸收塔的氣相出口連接；第一規(guī)整填料段采用復(fù)合規(guī)整填料段；所述泡罩段的上方還設(shè)有規(guī)整填料捕液層和絲網(wǎng)除沫器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述銀法高濃度甲醛裝置中的吸收塔裝置，其特征在于:所述第二吸收塔中第一規(guī)整填料、第二規(guī)整填料段和泡罩段的上方均設(shè)有液體分布器，并分別與對應(yīng)段位的底部通過管道連通形成循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述銀法高濃度甲醛裝置中的吸收塔裝置，其特征在于:所述第二吸收塔中的泡罩段設(shè)有多個塔板，泡罩段上部設(shè)置工藝進水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述銀法高濃度甲醛裝置中的吸收塔裝置，其特征在于:所述第二吸收塔中的第一規(guī)整填料段采用SM250和SM350不銹鋼規(guī)整填料的復(fù)合規(guī)整填料。
【文檔編號】B01D53/18GK104190213SQ201410473513
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】葉子茂, 向家勇, 顧以洵 申請人:江蘇凱茂石化科技有限公司