CN106075943A - 一种硫铵浓缩装置和该装置的硫铵浓缩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种硫铵浓缩装置，包括用于对来自丙烯腈单元的硫铵溶液进行浓缩处理的蒸发器、用于给蒸发器提供加热介质的蒸汽加热器、用于对蒸发器所排放的蒸汽进行冷凝的冷凝器以及用于收集浓缩液的硫铵溶液罐，蒸发器与所述的冷凝器之间设有硫铵分离器，硫铵分离器的下部与所述的蒸发器的上部连接，硫铵分离器的上部通过导管与所述的冷凝器的下部连接，硫铵分离器的底部分别通过回流管和出液管与所述的蒸发器的底部和硫铵溶液罐的上部连接。还公开了一种硫铵浓缩装置的硫铵浓缩方法。该硫铵浓缩装置和该装置的硫铵浓缩方法不仅能够提高能量利用率、降低蒸汽消耗和操作费用，而且还能够减少设备的数量，降低设备运行的能耗。
Description
技术领域
本发明属于制备化合物的工艺系统技术领域，特别是一种硫铵浓缩装置和该装置的硫铵浓缩方法。
背景技术
丙烯腈是用途十分广泛的有机化工原料，在国际化工原料市场中占有重要地位。目前大型丙烯腈装置均采用丙烯氨氧化法工艺生产丙烯腈。原料丙烯、氨分别汽化后进入反应器进行反应生成丙烯腈及其他副产物。反应产物从反应器顶部出来后进入急冷塔，用硫酸洗涤产物中未反应的氨生产浓度约为15～25％的硫铵溶液。硫铵浓缩单元是处理来自于丙烯腈流程的硫铵溶液，将硫铵废水浓缩至所需浓度（约38～42％）后送至其他单元。现有丙烯腈工艺中由于硫铵液含有大量聚合物，存在着易聚合、结晶的特点，因此现有传统的丙烯腈装置硫铵浓缩单元均采用简单的单效蒸发来进行硫铵浓缩，但这种工艺低效、耗能。
目前国内所有丙烯腈装置均采用以上硫铵浓缩工艺。现有的硫铵浓缩蒸发工艺将二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝热，因为蒸发操作是一个有相变的高能耗过程，丙烯腈工艺中硫铵溶液的浓度一般又较低，如达到所需的浓缩浓度，势必需要溶液中大量的水蒸发汽化，如不回收利用，不但造成这部分能量白白浪费，增加一次蒸汽消耗，还增加了后面冷凝器和蒸汽喷射泵的负荷。
随着技术的发展，本领域的技术人员一直致力于开发一种能提高能量利用率、降低蒸汽消耗和操作费用，最终提高环境和经济效益的硫铵浓缩二效蒸发系统，如中国发明专利公开说明书CN203108242U公开了一种硫铵浓缩二效蒸发系统，包括用于对来自丙烯腈单元的硫铵溶液进行浓缩处理的蒸发器、用于驱动硫铵溶液循环的循环泵、用于给蒸发器提供加热介质的蒸汽加热器、用于对蒸发器所排放的蒸汽进行冷凝的冷凝器以及用于收集浓缩液的硫铵溶液罐；所述蒸发器包括直接处理来自丙烯腈单元的硫铵溶液的一效蒸发器和处理来自所述一效蒸发器处理后的硫铵溶液的二效蒸发器，所述一效蒸发器通过蒸汽管道和硫铵溶液输送管道同时导通连接到二效蒸发器；所述蒸汽加热器与所述一效蒸发器连接，所述冷凝器和所述硫铵溶液罐分别与所述二效蒸发器导通连接。该硫铵浓缩二效蒸发系统虽然能在一定程度上提高能量利用率、降低蒸汽消耗和操作费用，但是现有的硫铵浓缩二效蒸发系统还存在着设备结构多，设备运行能耗高的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种硫铵浓缩装置和该装置的硫铵浓缩方法，该硫铵浓缩装置和该装置的硫铵浓缩方法不仅能够提高能量利用率、降低蒸汽消耗和操作费用，而且还能够减少设备的数量，降低设备运行的能耗。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的。本发明是一种硫铵浓缩装置，包括用于对来自丙烯腈单元的硫铵溶液进行浓缩处理的蒸发器、用于给蒸发器提供加热介质的蒸汽加热器、用于对蒸发器所排放的蒸汽进行冷凝的冷凝器以及用于收集浓缩液的硫铵溶液罐，其特点在于：所述的蒸发器与所述的冷凝器之间设有硫铵分离器，所述的硫铵分离器的下部与所述的蒸发器的上部连接，所述的硫铵分离器的上部通过导管与所述的冷凝器的下部连接，所述的硫铵分离器的底部分别通过回流管和出液管与所述的蒸发器的底部和硫铵溶液罐的上部连接。
本发明一种硫铵浓缩装置技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：
所述的冷凝器的底部通过导管与硫铵凝液罐的上部连接，所述的硫铵凝液罐的底部通过带轴流泵的凝液回流管与真空喷射泵冷凝器的上部连接，所述的冷凝器的下部通过导流管与所述的真空喷射泵冷凝器的上部连接，所述的真空喷射泵冷凝器的底部通过回流管与所述的硫铵凝液罐的上部连接。采用上述的技术结构，可以将硫铵气和不凝气进行回收重新凝结，防止硫铵气和不凝气排到室外污染环境。
本发明还公开了一种硫铵浓缩装置的硫铵浓缩方法技术方案，其特点是：包括如下的步骤：将来自丙烯腈单元浓度为15%的稀硫铵溶液送入蒸发器进行蒸发浓缩，然后蒸发浓缩后的硫铵溶液进入硫铵分离器，该硫铵分离器在50kpa-52kpa、85℃-88℃的条件下将硫铵溶液分成包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽及浓度为39%-40%的硫铵浓缩液，该硫铵浓缩液一部分流入硫铵溶液罐，该硫铵浓缩液的另一部分通过热虹吸效应经回流管流入蒸发器的底部，包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽通过导管进入所述的冷凝器，蒸汽中的硫铵气在冷凝器中与蒸汽冷凝后进入硫铵凝液罐，所述的不凝气进入真空喷射泵冷凝器经真空喷射泵冷凝器冷凝后流入所述的硫铵凝液罐。采用上述的步骤，不仅可以使回流管两端的硫铵分离器的与蒸发器之间产生热虹吸效应，使处于高位的硫铵分离器内的硫铵溶液通过回流管回流至蒸发器内，可以降低设备的费用，而且节省了电能的消耗，而且可以将硫铵气和不凝气进行回收重新凝结，防止硫铵气和不凝气排到室外污染环境。
本发明一种硫铵浓缩装置的硫铵浓缩方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：该硫铵分离器在51.5kpa、87.5℃的条件下将硫铵溶液分成包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽及浓度为40%的硫铵浓缩液。在该温度下，硫铵浓缩液浓缩率最高，可以达到40%。
与现有技术相比，本发明具有如下的技术效果：
本发明通过在蒸发器与冷凝器之间设置硫铵分离器，硫铵分离器的下部与蒸发器的上部连接，硫铵分离器的上部通过导管与冷凝器的下部连接，硫铵分离器的底部分别通过回流管和出液管与所述的蒸发器的底部和硫铵溶液罐的上部连接，由于采用上述的结构，在硫铵浓缩的过程中，回流管两端的硫铵分离器的与蒸发器之间产生热虹吸效应，使处于高位的硫铵分离器内的硫铵溶液通过回流管回流至蒸发器内，与现有技术相比，本发明减少了作为动力的循环泵，不仅可以降低设备的费用，而且节省了电能的消耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成其权利的限制。
实施例1，参照图1，一种硫铵浓缩装置，包括用于对来自丙烯腈单元1的硫铵溶液进行浓缩处理的蒸发器2、用于给蒸发器2提供加热介质的蒸汽加热器8、用于对蒸发器2所排放的蒸汽进行冷凝的冷凝器4以及用于收集浓缩液的硫铵溶液罐6，所述的蒸发器2与所述的冷凝器4之间设有硫铵分离器3，所述的硫铵分离器3的下部与所述的蒸发器2的上部连接，所述的硫铵分离器3的上部通过导管34与所述的冷凝器4的下部连接，所述的硫铵分离器3的底部分别通过回流管23和出液管36与所述的蒸发器2的底部和硫铵溶液罐6的上部连接。
实施例2，实施例1所述的硫铵浓缩装置中：所述的冷凝器4的底部通过导管47与硫铵凝液罐7的上部连接，所述的硫铵凝液罐7的底部通过带轴流泵的凝液回流管75与真空喷射泵冷凝器5的上部连接，所述的冷凝器4的下部通过导流管54与所述的真空喷射泵冷凝器5的上部连接，所述的真空喷射泵冷凝器5的底部通过回流管57与所述的硫铵凝液罐7的上部连接。
实施例3，本发明还公开了一种硫铵浓缩装置的硫铵浓缩方法，包括如下的步骤：将来自丙烯腈单元浓度为15%的稀硫铵溶液送入蒸发器进行蒸发浓缩，然后蒸发浓缩后的硫铵溶液进入硫铵分离器，该硫铵分离器在50kpa-52kpa、85℃-88℃的条件下将硫铵溶液分成包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽及浓度为39%-40%的硫铵浓缩液，该硫铵浓缩液一部分流入硫铵溶液罐，该硫铵浓缩液的另一部分通过热虹吸效应经回流管23流入蒸发器的底部，包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽通过导管进入所述的冷凝器4，蒸汽中的硫铵气在冷凝器4中与蒸汽冷凝后进入硫铵凝液罐7，所述的不凝气进入真空喷射泵冷凝器5经真空喷射泵冷凝器冷凝后流入所述的硫铵凝液罐7。
实施例4，在上述的一种硫铵浓缩装置的硫铵浓缩方法中，该硫铵分离器在51.5kpa、87.5℃的条件下将硫铵溶液分成包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽及浓度为40%的硫铵浓缩液。
实施例5，在上述的一种硫铵浓缩装置的硫铵浓缩方法中，该硫铵分离器在50kpa、85℃的条件下将硫铵溶液分成包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽及浓度为39%的硫铵浓缩液。
实施例6，在上述的一种硫铵浓缩装置的硫铵浓缩方法中，该硫铵分离器在52kpa、88℃的条件下将硫铵溶液分成包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽及浓度为39%的硫铵浓缩液。
Claims (4)
1.一种硫铵浓缩装置，包括用于对来自丙烯腈单元的硫铵溶液进行浓缩处理的蒸发器、用于给蒸发器提供加热介质的蒸汽加热器、用于对蒸发器所排放的蒸汽进行冷凝的冷凝器以及用于收集浓缩液的硫铵溶液罐，其特征在于：所述的蒸发器与所述的冷凝器之间设有硫铵分离器，所述的硫铵分离器的下部与所述的蒸发器的上部连接，所述的硫铵分离器的上部通过导管与所述的冷凝器的下部连接，所述的硫铵分离器的底部分别通过回流管和出液管与所述的蒸发器的底部和硫铵溶液罐的上部连接。
2.根据权利要求1所述的硫铵浓缩装置，其特征在于：所述的冷凝器的底部通过导管与硫铵凝液罐的上部连接，所述的硫铵凝液罐的底部通过带轴流泵的凝液回流管与真空喷射泵冷凝器的上部连接，所述的冷凝器的下部通过导流管与所述的真空喷射泵冷凝器的上部连接，所述的真空喷射泵冷凝器的底部通过回流管与所述的硫铵凝液罐的上部连接。
3.一种如权利要求1或2所述的硫铵浓缩装置的硫铵浓缩方法，其特征在于，包括如下的步骤：将来自丙烯腈单元浓度为15%的稀硫铵溶液送入蒸发器进行蒸发浓缩，然后蒸发浓缩后的硫铵溶液进入硫铵分离器，该硫铵分离器在50kpa-52kpa、85℃-88℃的条件下将硫铵溶液分成包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽及浓度为39%-40%的硫铵浓缩液，该硫铵浓缩液一部分流入硫铵溶液罐，该硫铵浓缩液的另一部分通过热虹吸效应经回流管流入蒸发器的底部，包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽通过导管进入所述的冷凝器，蒸汽中的硫铵气在冷凝器中与蒸汽冷凝后进入硫铵凝液罐，所述的不凝气进入真空喷射泵冷凝器经真空喷射泵冷凝器冷凝后流入所述的硫铵凝液罐。
4.根据权利要求3所述的硫铵浓缩装置的硫铵浓缩方法，其特征在于：该硫铵分离器在51.5kpa、87.5℃的条件下将硫铵溶液分成包含有少量硫铵气和不凝气的蒸汽及浓度为40%的硫铵浓缩液。
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