CN107076528B - 用于蒸发选自氯、二硝基甲苯和醚的液体的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于蒸发包含比实际液体化合物的挥发性更低的潜在爆炸性杂质的液体的设备和方法。蒸发器的装备允许其在液体完全蒸发的情况下运行，而不形成尚未蒸发的液体的液体池。

Description

用于蒸发选自氯、二硝基甲苯和醚的液体的设备和方法

本发明涉及用于蒸发含有比实际液体化合物的挥发性更低的潜在爆炸性杂质的液体的设备和方法。根据本发明蒸发器的装备允许其在液体完全蒸发的情况下运行，而不形成具有尚未蒸发的液体的液体池。

在许多工业过程中，液体必须在某些阶段被蒸发。当蒸发纯净液体时，气相必须具有与尚未蒸发的液体相同的组成。然而，在大规模工业过程中使用的各种化合物通常包含显著量的杂质，其中一些可能具有潜在爆炸性危险。通常，对于给定的温度与压力，存在临界阈值浓度，低于该浓度的潜在爆炸性杂质的存在是不危险的。因此，在工业过程中要小心保持这样的杂质的浓度低于所述阈值。然而，即使在环境温度和压力下储存时，仅以不危险的浓度包含这样的杂质的液体，当所述液体将蒸发时，情况也可能完全改变。首先，大多数情况下为了实现蒸发，温度上升即液体被加热。然而，在液体的较高的温度下，杂质的临界阈值浓度可能比在环境温度下低得多。第二，即使蒸发仅通过降低压力而不增加温度实现，由于在尚未蒸发的液体中杂质的累积，可能出现问题：

如果杂质具有非常类似于实际化合物的沸点，蒸发时形成的气相将具有基本上与尚未蒸发的液相相同的组成。然而，通常杂质具有比实际化合物的沸点明显更低(低沸点杂质)或更高(高沸点杂质)的沸点。在第一种情况中，当液体蒸发时，最初形成富含杂质的气相，留下消耗了杂质的尚未蒸发的液相。在后者的情况中，最初形成富含待蒸发的实际化合物的气相，留下富含杂质的尚未蒸发的液相。如果在后者的情况中，杂质是具有潜在爆炸性危险的化合物，液相中的这样的杂质的累积可变得非常危险。蒸发包含具有比实际目标化合物更低挥发性的潜在爆炸性杂质的液体因此始终与风险相关。例如，当蒸发液体氯(其可能包含三氯化氮作为潜在爆炸性杂质)、液体二硝基甲苯(其可能包含三硝基甲苯、硝基甲酚等作为潜在爆炸性杂质)和液体醚(其可能包含过氧化物)时，可能会发生这种情况。

现有技术中已知存在几种方法来解决该问题：

例如，在包含三氯化氮(NCl₃)(其为可放热分解的高反应活性材料，当超过阈值浓度时，在最坏情况产生爆炸)的液体氯蒸发的情况下，通常必须特别小心以避免在液体氯中高浓度NCl₃的累积。在这方面，优选的是将在液体氯中的三氯化氮的浓度限制到小于3wt％的值，更优选小于1wt％的值，最优选小于 0.1wt％的值，在每种情况下都是基于氯和在其中存在的任何杂质的总重量计算。这可以通过(1)限制进料至蒸发器的液体氯中的NCl₃浓度至极低水平或(2) 避免在蒸发器中的累积或两种手段的组合而实现。在第一种情况(1)中，必须定期分析氯进料的组成，并且如果检测到NCl₃浓度过高，必须采用适当的对策，例如，将更高纯度的氯与不纯的氯共混，在NCl₃由氨化合物形成之前，在电解盐水电路中分解氨化合物，或在液体氯中通过高温分解NCl₃。所有这些方法仅具有非常有限的效力。最终，在极端情况中，必须关闭蒸发器，直到可再次获得具有足够高品质的氯。在第二种情况(2)中，累积在蒸发器底部的液体必须不断或定期地被取出并且被安全地废弃。所有这些手段都有明显的缺点并且使得整个工艺较不经济。

显然，如果可迅速地完全蒸发液体而不形成富含杂质的液体池，气相将始终具有与液相相同的组成，因此，如果在原始的液相中杂质的浓度低于临界阈值，并且液体的温度在蒸发过程不升高太多，通常不存在危险。然而，用于氯过程中的气化器(vaporizer)通常是立式管束型(vertical tube bundle-type)、卡口式管束型(bayonet bundle-type)、双封套型(double envelope-type)和釜型蒸发器(Euro Chlor GEST 75/47)，其均不能在无任何液体氯池形成的情况下运行，这导致由于在液体氯池中NCl₃的累积造成的潜在的爆炸性风险，如上文所说明的。只有盘管浴(coil-in-bath)型蒸发器可以在池中不累积液体氯的情况下运行。但是，由于其特殊的设计，这类蒸发器在蒸发能力力面通常非常受限，由此不适用于经济地大规模的生产。

破坏NCl₃也是处理包含NCl₃的氯的一种方式。已知的实施方案涉及(参见SafeHandling of Chlorine Containing Nitrogen Trichloride，Chlorine InstitutePamphlet 152)使用催化剂、紫外光、热方法和添加还原剂等破坏NCl₃。这些方法可在仅具有某些限制的情况下安全地破坏NCl₃。催化破坏至今没有超出实验室阶段。紫外光方法只适用于气态氯气物流。热方法是温度和停留时间相关的，由此受流量、温度和设备规模限制。添加还原剂还需要降低氯物流杂质浓度的步骤，而且对最终产品的品质有不符合要求的影响。

在上文提及的含有潜在爆炸性杂质的液体的其它实例中，存在具有类似缺点的类似手段。所提到的问题和缺点有时如此重要以至于它们阻止了在技术领域中的进一步发展。例如，公知的是，气相生产过程提供优于液相生产过程的各种主要优点。然而，以发明人的知识来看，虽然很久以前在原理上描述了二硝基甲苯的气相加氢，但是不存在以普通工业纯度运行的大规模工业上的二硝基甲苯气相加氢设施。这与一硝基苯的情况形成鲜明的对比，其在气相的加氢早已是工业标准。发明人相信该显著的不同，至少部分地归因于以经济的方式安全蒸发工业纯度的二硝基甲苯的问题。

因此，本领域中存在对用来蒸发含有潜在爆炸性杂质的液体的手段的需要，其不必需将杂质的浓度保持在极低的水平，具使待蒸发的实际化合物的损失最小化，或甚至更好的是阻止该损失，并且其在工业大规模方面是安全的和经济的。

因此，为了满足这种需要，根据本发明的一个方面，提供蒸发设备(100) (在下文中也称为蒸发器)，其包括：

(i)用于待蒸发的液体(1)的至少一个入口(2)，所述一个或多个入口 (2)位于蒸发设备的顶部(2.1)和/或在蒸发设备的侧面上(2.2)；

(ii)在一个优选的实施方案中，任选的密封罐(3)，任何入口(2.1)浸入其中；

(iii)液体分配器(4)，其任选地配备有导向叶片(4.1)，其位于

·任何入口(2.1)下面，或如果存在，在密封罐(3)下面，和/或

·任何入口(2.2)上面，液体分配器(4)连接到入口(2.2)；

(iv)上部加热单元(5.1)，其优选为可加热的管束，水平地布置在蒸发设备中在液体分配器(4)下面；

(v)下部加热单元(5.2)，其优选为下部的可加热的管束，水平地或以向下坡度布置在蒸发设备中在上部加热单元(5.1)下面；

(vi)可加热的平板(10)，其水平地布置在蒸发设备的底部中在下部加热单元(5.2)下面；

(vii)用于经蒸发的液体(即所需的气体物流)(14)的出口(15)。

根据本发明的另一个方面，提供用于运行根据本发明的蒸发设备的方法，其包括：

(I)通过

·入口(2.1)，优选地经由密封罐(3)，和/或

·通过入口(2.2)

引入待蒸发的液体(1)到液体分配器(4)上并且从那里到上部加热单元 (5.1)上，所述液体(1)被加热，优选蒸汽加热，由此选择液体(1)的质量流量使得不超过由上部加热单元(5.1)提供的设计蒸发能力；

(II)将任何未蒸发的液滴引导到经加热的，优选经蒸汽加热的平板(10) 上；

(III)经由出口(15)排出经蒸发的液体(即所需的气体物流)(14)。

“液体(1)”可以是可被蒸发的任何液体。优选的是包含与爆炸风险相关的潜在危险化合物的液体。特别优选的是选自氯、二硝基甲苯和乙醚的液体，氯是最优选的液体。在氯的情况下，其中包含的三氯化氮的浓度优选为20ppm 至250ppm，更优选30ppm至140ppm，基于包含三氯化氮和可能存在的任何具它杂质的氯的总重量。

“加热单元”在本发明的含义内涵盖适用于实现与所述加热单元接触的液体的蒸发的任何装置。上部加热单元(5.1)水平地布置，这意味着该加热单元的轴向侧面以这样的方式布置(也参见图1)。在本发明的一个实施方案中，下部加热单元(5.2)也可以水平方式布置。然而，在某些情况下可能有利的是，在下部加热单元(5.1)的情况中偏离水平取向。特别地，如下面更详细地描述的，可能有利的是给出下部加热单元(5.2)的＞0.7°，优选0.8°至5°，更优选1°至3°的向下坡度。

设计蒸发能力由完全蒸发液体(1)所必需的理论传热面积确定。理论传热面积可以由本领域技术人员根据相关的蒸发条件，例如液体(1)的性质、压力和温度、引导液体(1)到蒸发设备的管道的形状、布置、长度、坡度和尺寸等使用本领域已知方法计算。适合的计算方法描述在

2013年第 11版、第C章、Berechnung von

“VDI-Verlag”，ISBN 9783642199806，和Perry′s ChemicalEngineers′Handbook，Don W.Green和Robert H.Perry，2008年第8版，McGraw-HillProfessional，ISBN 9780071422949，第11章“Thermal Design of heat transferequipment”中。

根据本发明的运行方法，该理论传热面积完全由上部管束(5.1)提供。因此，经加热的下部管束(5.2)基本上充当过热区域。

在下文中描述了本发明的各种实施方案。不同实施方案可以根据需求互相组合，除非上下文另行表明。

图1示出了根据本发明的蒸发设备(100)的一个优选实施方案。

图2a示出了根据本发明的蒸发设备(100)的示意性剖视图。

图2b示出了在图2a中示出的蒸发器(100)的可加热的平板(10)的顶面的放大平面图。

适合的入口(2)是本领域技术人员已知的，例如进料管道，其优选地配备有关闭装置。在本发明的一个实施方案中，入口(2)位于蒸发器的顶部(入口类型(2.1))。在一个优选的实施方案中，入口(2.1)被浸入起水力锁定作用的密封罐(3)中，由此阻止经蒸发的液体回流到入口(2)。

在本发明的另一个实施方案中，蒸发器包括入口(2.2)，其位于蒸发设备的侧面，在这种情况下液体分配器(4)位于所述入口(2.2)上面并且与所述入口(2.2)连接。在该语境下，术语“连接”意味着所述入口(2.2)相对于液体分配器(4)布置，由此被引入入口(2.2)的任何液体(1)可以通过入口(2.2) 向上流动到液体分配器(4)上，并且从那里向下流到上部加热单元(5.1)上。该实施方案在变化的液体流(1)的情况中是特别有用的，因为在这样的情况下，密封罐(3)可能不足以安全地避免经蒸发的液体(1)回流进入与蒸发器连接的进料管道系统。在其中该效果可能发生并且干扰过程运行的所有情况中，液体入口(2.2)可以用于进料液体(1)。由于在入口(2.2)和液体分配器(4) 之间的连接，液体支路(liquidleg)在入口(2.2)和管道系统中形成，其将入口(2.2)连接到液体(1)的储存器。该布置将安全地避免通过由经蒸发的液体 (1)形成的气泡向回移动来对过程的任何干扰。

也可能的是，构造蒸发器使得其包括两种的入口(2.1)和(2.2)。优选地，每次只使用一种入口，另一个关闭。对实际使用哪种入口的选择取决于运行的情况。例如，如果没能获得大的液体(1)的储存器，优选的是通过入口(2.1) 将液体(1)进料到蒸发器中。由此不用另外的泵产生压力。在另一方面，如果要蒸发大量的液体(1)，例如其来自缓冲罐，优选的是通过入口(2.2)将这些进料到蒸发器中。

液体分配器(4)确保液体(1)在上部加热单元(5.1)上均匀分布。适合的液体分配器是本领域已知的，并且例如描述在Perry′s Chemical Engineers′ Handbook中，Perry′schemical engineers′ handbook，Don W.Green，Robert H.Perry， 2008年第8版，McGraw-Hill Professional，ISBN 9780071422949，第14.4.5章，“Distributors”。

在一个优选的实施方案中，液体分配器(4)是分布盘。在进一步可选的设计中，液体分配器(4)配备有向下导向的导向叶片(4.1)，所述导向叶片(4.1) 避免了离开液体分配器的液体可能直接散布到蒸发器的壳体，在此所述液体可能绕过加热区域。

设计加热单元(5.1)和(5.2)使得它们可以被充分加热以分别蒸发和过热液体(1)。可以例如电力地、或通过使适合的加热介质通过加热单元(5.1)和 (5.2)的内部而实现加热，所述加热介质例如是蒸汽、盐熔体、热水、热油或热燃烧气体。然而，优选蒸汽加热。

加热单元(5.1)和(5.2)的适合的实施方案例如是加热盘管或可加热的管。在可加热的管的情况下，其具有平的表面或结构化的表面(翅片、肋、槽等) 以改进传热值。在蒸发设备的一个优选的实施方案中，加热单元(5.1)和(5.2) 是可加热的管束，每个管束包括10到2000根管，优选100到1000根管，更优选200到500根管。优选的是布置形成管束的可加热的管的层使得在一层管的单个管之间的缝隙被在该层管上面和/或下面的管层的管所覆盖，如在图2a中示意性地示出的。

在可加热的管作为加热单元的实施方案的一个特别优选的变型中，上部管束(5.1)和下部管束(5.2)通过弯曲的U形连接件彼此连接，即分别的上部和下部管构成一个设备工件的两部分，U形管束(5)具有上部(5.1)和下部(5.2)。该设计使得在换热器壳体中安装用于补偿热应力的膨胀节(expansion joint)不是必需的。这种补偿件通常是机械设计中的薄弱点，而且进一步承担形成未蒸发的液体(1)的池的风险。

在该实施方案的进一步可选的设计中，U形管束的上部(5.1)水平排列，其避免液体氯液滴沿着管偏斜，而下部(5.2)具有＞0.7°，优选0.8°到5°，更优选1°到3°的向下坡度。如果管束(5)由蒸汽加热(其是最优选的加热模式)，则由此改进蒸汽冷凝物从管的排出。

水平布置的上部加热单元(5.1)充当蒸发液体(1)的加热区域，而下部加热单元(5.2)用来使经蒸发的液体的气态物流过热。优选的是，下部加热单元(5.2)具有与上部加热单元(5.2)相同的理论加热能力。

在本发明的一个优选的实施方案中，用于加热单元(5.1)和(5.2)的具有沟槽的挡板(18)在入口(2)和出口(15)之间的位置竖直地高于可加热的平板(10)而布置在蒸发器中，使得加热单元(5.1)和(5.2)贯穿沟槽，并且挡板的上端延伸到蒸发器的内顶部壳体处。挡板的下端可以延伸到紧靠下部加热单元(5.1)下端下面的位置，以便只封闭下部加热单元(5.1)最低的部分。在以下更详细地描述的一个优选的实施方案中，其也可以显著延伸到在下部加热单元(5.2)下面的蒸发器区段中，如图1所示。然而，在这些情况下挡板的下端都不完全延伸到可加热的平板(10)本身。通过该布置，蒸发器分成两个区域：

第一区域，其致力于引入的液体(1)的蒸发，并且其中经蒸发液体的气态物流与尚未蒸发的液滴并行向下流动(即在面向入口(2)的挡板(18)侧面上的区域)，和第二区域，在此向上朝在蒸发器顶部上的出口(15)引导经蒸发的液体(即在面向出口(15)的挡板(18)侧面上的区域)。在第二区域，经蒸发的液体在其通过出口(15)离开蒸发器之前被过热。

当挡板(18)用于与U形管束(5)组合时，挡板(18)优选地位于将管束(5)的直的部分(5.1和5.2)与弯曲的连接件分开的位置，如图1所示。

水平排列的可加热的平板(10)起安全措施作用，其确保蒸发任何会通过两个加热单元(5.1)和(5.2)的未经蒸发的液滴。在正常运行条件下，不会预期液体(1)的任何液滴会到达蒸发器的底部。然而，在不正常运行条件的情况下，例如对加热单元(5.1)和(5.2)的供热出现故障或不足时，可能发生液体 (1)的某些液滴通过加热单元(5.1)和(5.2)。当接触板(10)的表面时，通过蒸发器的加热单元的液体(1)的单个液滴立刻蒸发，而没有将危险物质累积到危险的量的可能性。为此，加热平板(10)，优选地是从下面用蒸汽加热，最优选地是用饱和蒸汽加热。由于平板(10)的水平排列，较大量的液体(1)将均匀地分布在板(10)的表面上。通过水平排列避免液体(1)聚集在经加热的板的一个角上。由此安全地避免了在所述液体(1)中可能的爆炸性物质的面积相关的可接受的阈值浓度的可能的超出(面积相关的阈值浓度指的是每面积的可能的爆炸性化合物的量。在氯中的三氯化氮的情况中，不应超过1.5g/cm²，优选0.3g/cm²的值，见Euro Chlor GEST 76/55。在相应的技术文献中可以找到更多爆炸性杂质的可接受浓度的参考值)。聚集在水平排列的平板(10)上的液体 (1)然后将再次蒸发并且与经蒸发的液体的主流(14)一起通过出口(15)离开蒸发器。为了保证平板(10)尽可能接近理想水平取向排列，优选的是平板(10)配备有可见的外周边缘10.1，如图1所示。

优选的是以足够的机械强度构造平板(10)，以避免在危险杂质情况下的任何损害(例如在氯中的NCl₃)，虽然仅以尚未足够导致爆炸的量存在，其也会在放热反应中分解。借助在板(10)的表面上安装挡栏(11)，这种加速分解的影响可以进一步通过将水平排列的平板(10)的表面区域分成较小的于区域来限制。这种挡栏能阻止发生的分解的蔓延，并且由此减缓任何分解所不可避免地具有的危险影响。优选的是，挡栏具有相对低的高度，例如从1mm到5mm。

在一个优选的实施方案中，通过本领域技术人员已知的适合的引导装置，例如导板、导管、挡板等，将经蒸发的液体(1)的气态物流强制引导流过水平排列的可加热的平板(10)的表面。在该情况下，在平板(10)表面上的经蒸发的液体(1)保持与已经蒸发的液体(1)的气态物流热力学平衡，由此避免平板(10)可能作为第二蒸馏阶段，这将导致进一步增加在剩余液体(1)中的危险物质的浓度。在一种优选的设计中，气体流过水平排列的可加热的平板(10) 表面所需的方向是通过上述挡板(18)的直接延伸而获得的，挡板(18)将蒸发器的管区段分成在下部加热单元(5.2)下面的蒸发器的区段，如图1中所示。

用于运行根据本发明的蒸发设备的方法，其主要特征在于，选择待蒸发的液体(1)的质量流量使得不超过由上部加热单元(5.1)提供的设计理论蒸发能力。在该情况下，极大地降低在蒸发器底部形成未蒸发液体的液体池的可能性，并且通常这种可能性是完全不希望的。在具有上部(5.1)和下部(5.1)的U形管束(5)的一个优选的实施方案中，认为上部加热单元(5.1)仅包括管束(5.1) 的直的部分，即组合上下部分以形成一体设备的弯曲连接件是为了确定理论设计蒸发能力，而不认为是上部加热单元(5.1)的一部分。

为此，必须将待蒸发液体(1)的质量流量调整至上部加热单元(5.1)的给定理论蒸发能力。加热单元的理论蒸发能力取决于各种因素，例如加热单元的表面积和表面形状、每小时供给到加热单元的热量、加热介质的温度、待蒸发液体的物理数据等。所有这些因素对于蒸发器的给定设计而言是已知的，由此本领域技术人员能容易地计算上部加热单元(5.1)的理论蒸发能力。

优选地，选择至加热单元(5.1)和(5.2)的供热使得预期没有分解反应或任何其它不希望的反应(例如，在潜在腐蚀性液体(1)的情况下，蒸发器材料的腐蚀)。例如，在使用蒸汽作为热源的液体氯蒸发的情况下，这意味着使用的蒸汽的绝对压力优选地不高于1.98bar，更优选不高于1.43bar，还更优选不高于 1.10bar，在此压力氯可以在分别等于或低于120℃、分别等于或低于110℃、或分别等于或低于102.5℃的运行温度下被安全地处理。

在下文中参考附图描述了根据本发明的蒸发器(100)的一个特别优选的实施方案：

蒸发器配备有密封罐(3)，入口(2.1)浸入其中。液体分配器(4)配备有导向叶片(4.1)(参照图2a)以避免液滴由于洒到在管束和蒸发器壳体之间的缝隙中而可能绕过管束。

加热单元(5.1)和(5.2)被组合成一个具有上部(5.1)和下部(5.2)的 U形管束。为清楚起见，图1中仅示出了一个上部和一个下部。这些实际上这代表多个管，如图2a中所示。液体分配器(4)连接固定管的管板(17)和挡板(18)，挡板(18)引导经蒸发的液体(1)的气态物流和任何尚未蒸发的液体(1)流到平板(10)的顶面上。后者配备有可以在图2b中更清楚看出的挡栏(11)和从外部可见的外周边缘(10.1)，在蒸发器安装期间圆周边缘(10.1) 允许容易地进行水平校平。

用在蒸汽生成罐(23)中产生的蒸汽(6)加热管束(5.1)和(5.2)。通过蒸汽入口(7)将蒸汽(6)引导到上部腔室(8.1)中，在进入下部腔室(8.2) 之前，蒸汽(6)从上部腔室(8.1)流动通过上部管束(5.1)，然后通过下部管束(5.2)，两个腔室通过Leidig：分隔板(8.3)分开。从下部腔室(8.2)出来的蒸汽和冷凝物通过连接管(9)直接进料到平板(10)之下的加热腔室(12)，这确保始终是连续的供热。在加热腔室(12)中，残留的蒸汽提供通过平板(10) 到蒸发器壳体侧的额外的加热能量，以便蒸发任何可能已经累积在平板(10) 顶面上的具有NCl₃的液体氯。经蒸气化的氯气物流(16)在平板(10)上方扫过。物流16进一步通过管束的U形部分过热，然后通过喷嘴15离开蒸发器。

冷凝物流(13)自由地流回到低压蒸汽生成罐(23)。冷凝物通过溢流管(24) 流入冷凝物罐(29)，溢流管(24)浸在冷凝物水位下以防止蒸汽损失。设置排出喷嘴(21)以通过时间控制阀22释放任何惰性气体。

实施例

实施例1(模拟：包含三氯化氮的液体氯的蒸发)

在图1示出的蒸发器中，将包含10ppm到20ppm三氯化氮(NCl₃)的液体氯物流(1)在5000mbar的绝对压力下进料至入口(2.1)。不使用并且关闭入口 (2.2)。管束(5.1)的上部设计成足够大，以提供足够热量以完全蒸发氯，氯以大约5000kg/h的进料速率供给。从密封罐(3)出来的物流(1)通过液体分配器(4)均匀地分布到U形管束的上部(5.1)上。导向叶片(4.1)(参照图 2a)在液体分配器(4)的侧面，其避免了由于洒到在管束和蒸发器壳体之间的缝隙处使得液体氯液滴可能绕过管束。通过管线(28)和控制阀(27)将蒸汽引入低压蒸汽生成罐(23)，在此蒸汽被调节到所需的压力并且去过热(即冷却到其饱和温度)。将来自低压蒸汽生成罐(23)的具有大约1.1bar绝对压力的饱和蒸汽(6)通过入口(7)引入蒸发器(100)。来自加热过程的蒸汽冷凝物通过出口管(13)离开蒸发器(100)回到蒸汽产生罐(23)，在此其被部分地用于将引入的过热蒸汽去过热。阀(22)可用于将蒸汽系统排气至大气，以避免在蒸汽系统中累积惰性气体。过剩的冷凝物通过排出管(24)排到冷凝物罐(29)中。在冷凝物罐(29)中的液体水位与排出管(24)的长度相结合，保证饱和蒸汽压力并且因此蒸发温度不高于氯过程设计温度。从这里其通过自由溢流 (26)排出。冷凝物罐通过通气管(25)排气至大气。当与U形管束的上部(5.1) 接触时，“保险设计的”蒸发器趋于蒸发所有液体氯(1)。

通过蒸汽流将部分冷凝的蒸汽(6)带到U形管束的下部(5.2)，其中冷凝物可以借助重力和蒸汽推力沿着U形管束的下部(5.2)的坡度流动，通过下部通道头部腔室(8.2)和连接管(9)到达另外的加热腔室(12)。在后者中，残留的蒸汽通过平板(10)向蒸发器的壳体侧提供另外的热能，以便蒸发可能已经累积在平板(10)的顶面上的任何具有NCl₃的液体氯。

经蒸气化的氯物流(16)在平板(10)上方扫过。物流16进一步通过管束的U形部分过热，然后通过喷嘴15离开蒸发器。

Claims (16)

1.用于蒸发选自氯、二硝基甲苯和醚的液体(1)的蒸发设备(100)，包括：

(i)用于待蒸发的所述液体(1)的至少一个入口(2)，所述一个或多个入口(2)位于蒸发设备的顶部(2.1)和/或在蒸发设备的侧面(2.2)上；

(ii)任选的密封罐(3)，任何位于蒸发设备的顶部的入口(2.1)浸入其中；

(iii)液体分配器(4)，其位于

·任何位于蒸发设备的顶部的入口(2.1)下面，或如果存在密封罐(3)，在密封罐(3)下面，和/或

·任何位于蒸发设备的侧面上的入口(2.2)上面，液体分配器(4)连接到位于蒸发设备的侧面上的入口(2.2)；

(iv)上部加热单元(5.1)，其水平地布置在蒸发设备中在液体分配器(4)下面，所述上部加热单元充当蒸发所述液体(1)的加热区域；

(v)下部加热单元(5.2)，其水平地或以向下坡度布置在蒸发设备中在上部加热单元(5.1)下面，所述下部加热单元用来使经蒸发的液体的气态物流过热；

(vi)可加热的平板(10)，其水平地布置在蒸发设备的底部中在下部加热单元(5.2)下面；

(vii)用于经蒸发的液体即所需的气体物流(14)的出口(15)。

2.根据权利要求1的蒸发设备，其中上部加热单元(5.1)和下部加热单元(5.2)均包括管束。

3.根据权利要求2的蒸发设备，其中上部管束(5.1)和下部管束(5.2)通过弯曲的U形连接件彼此连接，由此形成具有上部(5.1)和下部(5.2)的U形管束(5)。

4.根据权利要求2或3中任一项的蒸发设备，其中下部管束(5.2)具有＞0.7°的向下坡度。

5.根据权利要求2或3中任一项的蒸发设备，其中下部管束(5.2)具有0.8°到5°的向下坡度。

6.根据权利要求2或3中任一项的蒸发设备，其中下部管束(5.2)具有1°到3°的向下坡度。

7.根据权利要求2或3中任一项的蒸发设备，其中形成管束的可加热的管的层布置成使得在一个管层的单个的管之间的间隙被在该层管上面和/或下面的管层的管所覆盖。

8.根据权利要求1到3中任一项的蒸发设备，其中用于上部加热单元(5.1)和下部加热单元(5.2)的具有沟槽的挡板(18)在入口(2)和出口(15)之间的位置竖直地高于可加热的平板(10)而布置在蒸发器中，使得上部加热单元(5.1)和下部加热单元(5.2)贯穿沟槽，并且挡板的上端延伸到蒸发器的内顶部壳体处。

9.根据权利要求1到3中任一项的蒸发设备，其中导向装置布置在蒸发器中，以便强制地引导经蒸发的液体(1)的气态物流经过水平排列的可加热的平板(10)的表面。

10.根据权利要求9的蒸发设备，其中所述导向装置是用于上部加热单元(5.1)和下部加热单元(5.2)的具有沟槽的挡板(18)，其在入口(2)和出口(15)之间的位置竖直地高于可加热的平板(10)而布置在蒸发器中，使得上部加热单元(5.1)和下部加热单元(5.2)贯穿沟槽，并且挡板的上端延伸到蒸发器的内顶部壳体处，并且挡板的下端延伸到在下部加热单元(5.2)下面的蒸发器的区段中。

11.根据权利要求1到3中任一项的蒸发设备，其中液体分配器(4)配备有导向叶片(4.1)。

12.根据权利要求1到3中任一项的蒸发设备，其中平板(10)配备有可见的外周边缘(10.1)。

13.用于运行根据权利要求1到12中任一项的蒸发设备的方法，包括：

(I)通过

·位于蒸发设备的顶部的入口(2.1)，如存在密封罐(3)则经由密封罐(3)，和/或

·通过位于蒸发设备的侧面上的入口(2.2)

引入待蒸发的液体(1)到液体分配器(4)上并且从那里到上部加热单元(5.1)上，所述液体(1)被加热，由此选择液体(1)的质量流量使得不超过由上部加热单元(5.1)提供的设计蒸发能力；

(II)将任何未蒸发的液滴引导到经加热的平板(10)上；

(III)经由出口(15)排出经蒸发的液体即所需的气体物流(14)。

14.根据权利要求13的方法，其中上部加热单元(5.1)和下部加热单元(5.2)被蒸汽加热。

15.根据权利要求13或14中任一项的方法，其中平板(10)被蒸汽加热。

16.根据权利要求13或14中任一项的方法，其中液体(1)选自氯、二硝基甲苯和醚。

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