CN108815873A - 一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,包括塔体,塔体内由下至上依次设有再沸器、冷凝器,所述冷凝器主体为内部盛满冷却水的柱形箱体,柱形箱体内由下向上螺旋分布有蒸汽管道,所述的蒸汽管道有一个气相出口且所述的气相出口位于柱形箱体上端板的中部,所述蒸汽管道有若干气相进口,所述柱形箱体的四周设有多个液相回流管,所述液相回流管的上端口开设在柱形箱体的上端板上,液相回流管的下端口与冷凝器下方的塔体连通,所述液相回流管的下端口上设有自启闭密封块。节约整体空间,减少反应循环时间。

Description

一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔
技术领域
本发明涉及乙酸制备设备领域,具体涉及一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔。
背景技术
乙酸精馏塔用于乙酸的精馏,利用进料混合物中各组分的蒸气压不同这一性质,使液相中的低沸物(乙酸)转移到气相中去,而气相中的高沸物转移到液相中去,从而实现分离的目的。
冷凝器用于将上升的纯度不够的低沸物进行降温,变成液体回到塔内,下落继续反应。再沸器用于将下落至塔底的液体再次汽化,形成高温气体,返回塔内,上升与物料继续反应。常规乙酸精馏塔冷凝器及再沸器都在塔外,占用大量安装空间,反应循环时间长,效率相对较低。
发明内容
本发明克服现有缺陷提供一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,节省整体空间,缩短反应时间。
本发明通过以下技术方案实现:
一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,包括塔体,塔体内由下至上依次设有再沸器、冷凝器,所述冷凝器主体为内部盛满冷却水的柱形箱体,柱形箱体上连通有伸出塔体外部的冷却水入口和冷却水出口,柱形箱体内由下向上螺旋分布有蒸汽管道,所述的蒸汽管道有一个气相出口且所述的气相出口位于柱形箱体上端板的中部,所述蒸汽管道有若干气相进口,所述的若干气相进口在柱形箱体的下端板中部一字排开,所述柱形箱体的四周设有多个液相回流管,所述液相回流管的上端口开设在柱形箱体的上端板上,液相回流管的下端口与冷凝器下方的塔体连通,所述液相回流管的下端口上设有自启闭密封块,所述液相回流管内侧的柱形箱体上端板上罩设有拱形挡板,拱形挡板上开设有若干出气孔,所述气相出口的管口向上延伸高出柱形箱体的上端板,所述出气孔与所述气相出口错位设置,所述拱形挡板下边缘设有与液相回流管相邻的侧漏孔。
本发明进一步的改进方案是,所述自启闭密封块包括密封块和预拉伸弹簧,预拉伸弹簧位于液相回流管内,密封块与预拉伸弹簧固连。
本发明进一步的改进方案是,所述液相回流管内焊接有十字形固定板,预拉伸弹簧的上端固定在十字形固定板上,预拉伸弹簧的下端固定在所述密封块上。
本发明进一步的改进方案是,所述若干气相进口的管口向下延伸超出柱形箱体的下端板且延伸的长度由两侧向中心依次递减构成八字形,所述液相回流管的下端口低于最外侧气相进口的管口。
本发明进一步的改进方案是,所述蒸汽管道包括左右对称的螺旋管,两个螺旋管的上端连接在气相出口上,两个螺旋管的下端相互连通构成一段进气管,所述气相进口均匀开设在进气管上。
本发明进一步的改进方案是,所述柱形箱体上端面与塔体内壁的连接处设有一圈斜坡板,斜坡板的上边缘固定在塔体内壁、斜坡板的下边缘与液相回流管的上端口的外边缘平齐。
本发明进一步的改进方案是,所述再沸器包括筒体,筒体内圆周阵列分布的换热器列管,与换热器列管两端连接的高温水入口和高温水出口伸出塔体外,相邻换热器列管之间的空隙为反应管道,所述再沸器下方的塔体内设有一层底板,筒体与塔体之间留有液相回流空隙。
本发明进一步的改进方案是,所述筒体上端面上罩设有盖板,所述盖板由圆形顶板和固定在顶板下边缘的一圈侧板组成,所述顶板上均布有若干出气孔,所述侧板的两侧开设有与筒体上端面齐平的侧漏孔,所述出气孔与所述反应管道错位分布,所述反应管道的管壁向上延伸超出筒体的上端面。
本发明进一步的改进方案是,最外侧的换热器列管与筒体的筒壁之间留有一圈隔热空腔。
本发明进一步的改进方案是,所述塔体内设有丝网除沫器,所述丝网除沫器位于所述冷凝器的上方,所述塔体的顶部设有气体采集口。
本发明和现有技术相比具有以下优点:
一、冷凝器、再沸器内置,节约整体空间,减少反应循环时间。
二、冷凝器的液相回流管回收反应物能够有效保证原料全部进入冷凝器管道,使得冷却效率提升,降低原料的浪费;冷凝器对称式螺旋管,能充分利用空间,使得气体在管道中充分冷却,提升效率;冷凝器下方气相进口呈八字形能加快气体进入管道,多个气相进口保证了进入量足够大;冷凝器上方的拱形挡板有效保证了下落液体不会进入蒸汽管道,避免了液体在冷箱上端板的堆积,并且管道中的气体能顺利上升不会受到阻碍;斜坡板能引导液体进入液相回流管,避免了液体在冷箱上端板的堆积;自启闭密封板能够在重力达到一定值时自动开启,液体下落通过再沸器筒体与塔体之间的回流间隙落入底板上循环反应。
三、再沸器的隔热空环能有效避免未进入反应管道内的液体提前反应;再沸器的盖板有效保证了下落液体不会进入反应管道,确保反应管道中排出的气体能顺利上升,下落的液体通过侧漏孔落入底板上循环反应,确保反应充分。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为冷凝器部分结构示意图。
图3为再沸器部分结构示意图。
图4为图2中A-A处剖视示意图。
图5为图2中B-B处剖视示意图。
图6为图3中C-C处剖视示意图。
图7为图3中D-D处剖视示意图。
具体实施方式
如图1至7所示一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,包括塔体,塔体1内由下至上依次设有再沸器2、冷凝器3。冷凝器3主体为内部盛满冷却水的柱形箱体4,柱形箱体4上连通有伸出塔体外部的冷却水入口5和冷却水出口6,冷却水入口5在柱形箱体的右下方,冷却水出口6在柱形箱体的左上方。柱形箱体4内由下向上螺旋分布有蒸汽管道7,螺旋分布能够增大与冷却水的接触面积,使内部气体得到充分冷却。
蒸汽管道7有一个气相出口8且气相出口8位于柱形箱体4上端板的中部,蒸汽管道7有若干气相进口9,多个进口能够确保气相反应物快速进入冷凝器。柱形箱体4的四周设有多个液相回流管10,液相回流管10的上端口开设在柱形箱体的上端板上,液相回流管10的下端口与冷凝器3下方的塔体连通,液相回流管10的下端口上设有自启闭密封块11。自启闭密封块11包括密封块15和预拉伸弹簧16,预拉伸弹簧16位于液相回流管10内,密封块15与预拉伸弹簧16固连。液相回流管10内焊接有十字形固定板17,预拉伸弹簧16的上端固定在十字形固定板17上,预拉伸弹簧16的下端固定在所述密封块15上。密封块15能够将液相回流管10的下方堵住,预拉伸弹簧处于拉伸状态,下方的气体无法通过液相回流管;工作时,上方掉落的液滴进入液相回流管,内部重量不断增加,在重力的作用下预拉伸弹簧继续向下拉伸,从而打开下方的管口,液体下落进入下方塔体回收,而后重新闭合。
液相回流管10内侧的柱形箱体4的上端板上罩设有中部向上拱起的拱形挡板12,拱形挡板12上开设有若干出气孔13,气相出口8的管口向上延伸高出柱形箱体4的上端板,出气孔13与气相出口8错位设置,所述拱形挡板12下边缘设有与液相回流管10相邻的侧漏孔14,避免回流的液滴流入蒸汽管道内阻碍气体上升。经过丝网除沫器而下降的液滴落在拱形挡板上,会顺着弧形面从出气孔13落到柱形箱体上端板上,液滴继续顺流而下从两侧的侧漏孔落入液相回流管内。从气相出口8出来的气体会从拱形挡板出气孔中上升,拱形挡板设置的目的主要是为了不让下落的液滴落入蒸汽管道内,并引导液滴进入两侧的液相回流管。
本实施例中若干气相进口9在柱形箱体4的下端板中部一字排开,若干气相进口9的管口向下延伸超出柱形箱体4的下端板且延伸的长度由两侧向中心依次递减构成八字形,能够引导下方气体进入管道,液相回流管10的下端口低于最外侧气相进口9的管口。蒸汽管道7包括左右对称的螺旋管,两个螺旋管的上端连接在气相出口8上,两个螺旋管的下端相互连通构成一段进气管18,气相进口9均匀开设在进气管18上。
柱形箱体4上端面与塔体内壁的连接处设有一圈斜坡板19,斜坡板19的上边缘固定在塔体内壁、斜坡板19的下边缘与液相回流管10的上端口的外边缘平齐,目的是引导塔体内壁液滴进入两侧的液相回流管。
再沸器2包括筒体20,筒体20内圆周阵列分布的换热器列管21,与换热器列管21两端连接的高温水入口22和高温水出口31伸出塔体外,高温水入口22与换热器列管21右下侧的进口连接、高温水出口22与换热器列管21左上侧的出口连接。相邻换热器列管21之间的空隙为反应管道23,反应物经过反应管道升温汽化。再沸器2下方的塔体内设有一层底板32,筒体20与塔体1之间留有液相回流空隙24,液滴会直接落到底板32上,液位逐渐上升,再沸器内各反应管道充满液体,在周围热流的作用下,不断形成蒸汽从管上方排出。
筒体20上端面上罩设有盖板25,盖板25由圆形顶板26和固定在顶板26下边缘的一圈侧板27组成,顶板26上均布有若干出气孔13,所述侧板27的两侧开设有与筒体上端面齐平的侧漏孔14,所述出气孔13与所述反应管道23错位分布,所述反应管道23的管壁向上延伸超出筒体20的上端面。盖板25类似于冷凝器的弧形挡板,中间开有多个出气孔,既能让下方的蒸汽通过,也能避免下落的液体直接进入再沸器反应管道中,落在再沸器出气孔孔内的液体会从两侧开好的侧漏孔流出。盖板的两侧设有支架33,固定再沸器主体。
最外侧的换热器列管21与筒体20的筒壁之间留有一圈隔热空腔28。目的是不让再沸器与外部液体有直接热量交换,起隔热作用,提高反应效率。
塔体1内设有丝网除沫器29,所述丝网除沫器29位于所述冷凝器3的上方,能够进一步分离气体中夹带的液滴,提高蒸馏的纯度。塔体1的顶部设有气体采集口30,用于收集提纯的乙酸。

Claims (10)

1.一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,包括塔体,其特征是:塔体(1)内由下至上依次设有再沸器(2)、冷凝器(3),所述冷凝器(3)主体为内部盛满冷却水的柱形箱体(4),柱形箱体(4)上连通有伸出塔体外部的冷却水入口(5)和冷却水出口(6),柱形箱体(4)内由下向上螺旋分布有蒸汽管道(7),所述的蒸汽管道(7)有一个气相出口(8)且所述的气相出口(8)位于柱形箱体(4)上端板的中部,所述蒸汽管道(7)有若干气相进口(9),所述柱形箱体(4)的四周设有多个液相回流管(10),所述液相回流管(10)的上端口开设在柱形箱体的上端板上,液相回流管(10)的下端口与冷凝器(3)下方的塔体连通,所述液相回流管(10)的下端口上设有自启闭密封块(11),所述液相回流管(10)内侧的柱形箱体(4)的上端板上罩设有拱形挡板(12),拱形挡板(12)上开设有若干出气孔(13),所述气相出口(8)的管口向上延伸高出柱形箱体(4)的上端板,所述出气孔(13)与所述气相出口(8)错位设置,所述拱形挡板(12)下边缘设有与液相回流管(10)相邻的侧漏孔(14)。
2.根据权利要求1所述的一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,其特征是:所述自启闭密封块(11)包括密封块(15)和预拉伸弹簧(16),预拉伸弹簧(16)位于液相回流管(10)内,密封块(15)与预拉伸弹簧(16)固连。
3.根据权利要求2所述的一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,其特征是:所述液相回流管(10)内焊接有十字形固定板(17),预拉伸弹簧(16)的上端固定在十字形固定板(17)上,预拉伸弹簧(16)的下端固定在所述密封块(15)上。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,其特征是:所述的若干气相进口(9)在柱形箱体(4)的下端板中部一字排开,所述若干气相进口(9)的管口向下延伸超出柱形箱体(4)的下端板且延伸的长度由两侧向中心依次递减构成八字形,所述液相回流管(10)的下端口低于最外侧气相进口(9)的管口。
5.根据权利要求1所述的一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,其特征是:所述蒸汽管道(7)包括左右对称的螺旋管,两个螺旋管的上端连接在气相出口(8)上,两个螺旋管的下端相互连通构成一段进气管(18),所述气相进口(9)均匀开设在进气管(18)上。
6.根据权利要求1所述的一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,其特征是:所述柱形箱体(4)上端面与塔体内壁的连接处设有一圈斜坡板(19),斜坡板(19)的上边缘固定在塔体内壁、斜坡板(19)的下边缘与液相回流管(10)的上端口的外边缘平齐。
7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,其特征是:所述再沸器(2)包括筒体(20),筒体(20)内圆周阵列分布的换热器列管(21),与换热器列管(21)两端连接的高温水入口(22)和高温水出口(31)伸出塔体外,相邻换热器列管(21)之间的空隙为反应管道(23),所述再沸器(2)下方的塔体内设有一层底板(32),筒体(20)与塔体(1)之间留有液相回流空隙(24)。
8.根据权利要求7所述的一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,其特征是:所述筒体(20)上端面上罩设有盖板(25),所述盖板(25)由圆形顶板(26)和固定在顶板(26)下边缘的一圈侧板(27)组成,所述顶板(26)上均布有若干出气孔(13),所述侧板(27)的两侧开设有与筒体上端面齐平的侧漏孔(14),所述出气孔(13)与所述反应管道(23)错位分布,所述反应管道(23)的管壁向上延伸超出筒体(20)的上端面。
9.根据权利要求8所述的一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,其特征是:最外侧的换热器列管(21)与筒体(20)的筒壁之间留有一圈隔热空腔(28)。
10.根据权利要求7所述的一种冷凝器、再沸器内置的乙酸精馏塔,其特征是:所述塔体(1)内设有丝网除沫器(29),所述丝网除沫器(29)位于所述冷凝器(3)的上方,所述塔体(1)的顶部设有气体采集口(30)。
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