CN111848396B - 一种丙烯酸异辛酯的合成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种丙烯酸异辛酯的合成系统,包括合成子系统、与合成子系统连通的水再生子系统和与合成子系统和水再生子系统皆连通的尾气处理子系统,合成子系统包括与水再生子系统连通的酯化反应釜,酯化反应釜连通有与水再生子系统连通的冷却釜;冷却釜连通有与水再生子系统连通的洗涤塔;洗涤塔连通有用于分离轻组分的脱轻装置;洗涤塔连通有催化剂回收装置,催化剂回收装置与酯化反应釜和水再生子系统皆连通;脱轻装置连通有用于分离重组分的脱重装置;脱重装置连通有丙烯酸异辛酯储罐;脱重装置连通有用于裂解重组分的裂解装置。本发明具有可充分利用合成原料,降低合成原料的损耗,提升合成原料的利用率,符合环保要求的效果。
Description
技术领域
本发明涉及的丙烯酸酯合成设备领域,尤其是涉及一种丙烯酸异辛酯的合成系统。
背景技术
目丙烯酸酯具有涂膜保光保色性能好、耐热耐候抗老化、附着力强,其耐水性、耐酸碱性和耐粘污性和对环境友好的特性,广泛应用于涂料和胶黏剂行业、压敏胶黏剂行业和建筑行业,在建筑领域用于水泥改性剂和建筑密封胶,另外,在汽车内装饰、电子元件、彩色扩印、电工绝缘、可再剥离胶带等领域也得到了广泛的应用。丙烯酸异辛酯是由丙烯酸和异辛醇在催化剂作用下发生酯化反应而成,反应过程中会产生相应的尾气,尾气中的主要成分包括挥发的丙烯酸和异辛醇,气态的丙烯酸和异辛醇吸入人体会引起呼吸道疾病,因此,工业生产丙烯酸异辛酯产生的尾气属于禁排物质,需要进行净化达到环排标准,才能排放进入大气;且丙烯酸和异辛醇反应过程中会生产生成水,生成水中溶解有丙烯酸和微溶于水的异辛醇,使得生成水不能直接排放至环境中,生成水需进行水处理才能排放至污水管道。
公告号CN100395007C公开了一种丙烯酸废气处理工艺,适用于处理丙烯酸装置排出的丙烯酸废气。丙烯酸废气处理采用催化氧化工艺,丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热后进入催化反应器中进行催化氧化反应,将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水后进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量后排入烟囱。
公告号CN203360233U公开了一种污水处理设备,包括化粪池,所述化粪池与厌氧消化池相互连通,所述厌氧消化池内设有弹性填料层,所述厌氧消化池与生物滤池相连通,所述生物滤池内设有陶粒层,所述生物滤池与砂滤池相连通,所述砂滤池内由高到低依次设有第一砂滤层、第一滤板、第二砂滤层、第二滤板、第三砂滤层和第三滤板,所述砂滤池与清水池相连通,所述清水池设有出水管,所述出水管上设有用于消菌杀毒的紫外线消毒器。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷:现有技术采用催化氧化将尾气中的丙烯酸和异辛醇进行催化分解为二氧化碳和水;采用污水处理设备处理的产生的废水,虽一定程度上解决了尾气和污水问题,但是在工业生产中,尾气和废水中的丙烯酸作为合成原料具有回收利用价值,废水中污染物单一,除去丙烯酸的废水可用于合成设备的清洗水源,采用上述现有技术存在合成原料的利用率较低,资材损耗较大的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的之一是提供一种丙烯酸异辛酯的合成系统,具有可充分利用合成原料和生成水,降低合成原料的损耗和水消耗,提升合成原料和水体的利用率。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的:一种丙烯酸异辛酯的合成系统,包括合成子系统、与合成子系统连通的水再生子系统和与合成子系统和水再生子系统皆连通的尾气处理子系统,合成子系统包括与水再生子系统连通的酯化反应釜,酯化反应釜连通有与水再生子系统连通的冷却釜;冷却釜连通有与水再生子系统连通的洗涤塔;洗涤塔连通有用于分离轻组分的脱轻装置;洗涤塔连通有催化剂回收装置,催化剂回收装置与酯化反应釜和水再生子系统皆连通;脱轻装置连通有用于分离重组分的脱重装置;脱重装置连通有丙烯酸异辛酯储罐;脱重装置连通有用于裂解重组分的裂解装置。
通过采用上述技术方案,先酯化反应釜用于进行丙烯酸异辛酯的酯化合成,再冷却釜用于将酯化反应釜中完成酯化合成的物料进行冷却至40℃以下,再将物料转至洗涤塔进行水洗,除去物料中的水溶性催化剂对甲苯磺酸,利用催化剂回收装置可将水溶性催化剂(如对甲苯磺酸、甲基磺酸)进行收集,当酯化反应釜再次进行丙烯酸异辛酯的酯化合成时作为催化剂使用,提高了催化剂的利用率;然后经过洗涤塔洗涤的物料进入脱轻装置进行脱除轻组分;再进入脱重装置脱出重组分,得到目标产品丙烯酸异辛酯;最后将脱出重组分进行裂解,提高对重组分的利用,本发明的合成子系统充分利用催化剂、轻组分和重组分,提高了资源利用率;水再生子系统将酯化反应釜中生成水进行净化再利用,分离水中的丙烯酸且将丙烯酸收集回收作为丙烯酸异辛醇合成原料再利用;得到的水体可用于冷却釜的换热介质和洗涤塔的洗涤水源,降低了水资源的损耗,提高了生成水的利用率;尾气处理子系统对酯化反应釜、冷却釜、洗涤塔的废气进行净化处理,将废气中的丙烯酸萃取至异辛醇萃取剂中,作为丙烯酸异辛醇合成原料再利用,充分利用合成原料,降低合成原料的损耗,提升合成原料的利用率,符合环保要求。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述水再生子系统包括连通于酯化反应釜的水回收塔、连通于水回收塔且与洗涤塔连通的生成水回收罐、连通于水回收塔且与酯化反应釜连通的萃取层收集罐、连通于水回收塔的萃取剂储罐、连通于冷却釜夹套层上部的冷凝池、设置于水回收塔内用于混合萃取剂和生成水的混合机构和连通于水回收塔侧壁底部的水收集机构,生成水回收罐连通于冷却釜夹套层的下部;冷凝池与生成水回收罐连通;催化剂回收装置与酯化反应釜连通;冷凝池与催化剂回收装置连通;水回收塔上部侧壁连通有用于将酯化反应釜中生成水转移至水回收塔内的生成水进管;水回收塔下部侧壁连通有用于将萃取剂储罐中萃取剂转移至水回收塔内的萃取剂进管。
通过采用上述技术方案,异辛醇萃取剂的密度小于生成水的密度,会出从水回收塔底部向水回收塔上部运动,生成水从水回收塔侧壁上部会经过混合机构,当生成水液位高于混合机构,异辛醇萃取剂从水回收塔底部向水回收塔上部运动时,会在混合机构的作用进行混合萃取,将生成水中的丙烯酸和异辛醇溶于异辛醇萃取剂中,最终形成水层和萃取层,水层收集于回收罐中可作为水洗塔的洗涤水源,萃取层收集于萃取层收集罐可作为丙烯酸异辛酯的合成原料,从而提高了资源利用率,降低了资材损耗;经过萃取得到水体可用于对冷却釜降温,对冷却釜换热的水体收集于冷凝池,可输送于生成水回收罐进行循环利用,降低水体消耗,节约水资源。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述混合机构包括多块固定连接于水回收塔内壁的第一分流板和多块固定连接于水回收塔内壁且位于第一分流板之间的第二分流板,第二分流板位于相邻第一分流板之间;相邻第二分流板的间距相等;相邻第一分流板的间距相等;生成水进管与水回收塔的连接处位于到水回收塔塔底垂直距离最高的第一分流板的上部;萃取剂进管与水回收塔的连接处位于到水回收塔塔底垂直距离最低的第一分流板的下部;水再生子系统包括连通于水回收塔侧壁底部的水收集机构,水收集机构包括连通于水回收塔侧壁下部的第一出水管、连通于生成水回收罐侧壁下部的第二出水管和一端连通于第一出水管,另一端连通于第二出水管的U型管,U型管呈倒U型与第一出水管、第二出水管连通;水回收塔内形成有萃取界面线;U型管的高度H3=(ρ水H1+ρ萃H2)/ρ水,其中ρ水为水层的密度;ρ萃萃取层的密度;H1是水回收塔底面到萃取界面线的垂直距离;H2是萃取界面线到萃取层上表面的垂直距离;萃取层上表面到生成水进管最低处的垂直距离为0.20m-0.40m。
通过采用上述技术方案,第一分流板的第一流通道使得液料分流,在第一分流板下方相邻的第二分流板的第二流通道汇集,经过多次液料分流、汇集,使得萃取剂和生成水混合充分,提高了萃取剂对水中的丙烯酸和微溶的异辛醇的萃取效率,实现了净化水质,充分利用丙烯酸和异辛醇,降低资材损耗,提升资源利用率;向水回收塔中加入生成水和萃取剂,使得两者形成萃取界面与萃取界面线平齐,萃取层不会流向萃取层收集罐,U型管处于连通状态,然后通入生成水,停止添加萃取剂,当萃取层上表面因生成水的加入上涨,萃取层上表面到进料管最大处的垂直距离小于0.30m,在液体压力的作用下,将水层的水体压入回收罐,实现了连续对生成水进行处理,提高了萃取效率,得到可利用的水体储存于回收罐;需要对萃取层进行收集时,关闭水收集机构,开通萃取剂回收管,将萃取层收集至萃取层收集罐中,输向酯化反应釜进行再利用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述尾气处理子系统包括与酯化反应釜、冷却釜、洗涤塔、水回收塔皆连通的尾气储罐、连通于尾气储罐的尾气吸收塔、连通于尾气储罐和尾气吸收塔之间的废气输送管、连通于废气输送管上的氮气发生器;尾气吸收塔内从上至下形成有与冷凝池连通的水吸收室、与水吸收室连通的喷淋吸收室和与喷淋吸收室连通的终端吸收室;喷淋吸收室连通有抽取水吸收室中的水体对喷淋吸收室进行喷淋吸收尾气的喷淋机构;终端吸收室内设置有用于保证处理尾气质量的净化机构;水吸收室连通有回收装置;回收装置与酯化反应釜连通。
通过采用上述技术方案,氮气发生装置发生氮气对尾气中的丙烯酸进行保护,混合了氮气的尾气先进入水吸收室,水吸收室的水体将尾气中的丙烯酸和异辛醇进行溶解吸收,进行回收利用;经过水吸收室的气体进入喷淋吸收室,喷淋机构抽取水吸收室中的水体对喷淋吸收室中的气体进行喷淋再吸收,进一步降低尾气中的丙烯酸和异辛醇含量,喷淋水体回流至水吸收室;经过喷淋吸收室的气体进入终端吸收室,净化机构对残留微量的污染物进性更进一步的吸附,保证排放气体的质量,避免环境污染;水吸收室中吸收了丙烯酸和异辛醇的水体进入回收装置,将水层、萃取了丙烯酸和异辛醇的萃取层分离,进行对丙烯酸和异辛醇的再利用,提升了对尾气中丙烯酸和异辛醇的利用率,降低资材损耗。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述水洗塔包括水洗塔主体、多个固定连接于水洗塔主体内壁的混料板、多个开设于混料板的混料孔、连通于水洗塔侧壁下部且与冷却塔连通的通料管、连通于通料管上的第二抽取泵、连通于水洗塔底部的出料管,相邻混料板的间距相等;混料孔贯穿混料板的上下表面。
通过采用上述技术方案,对生成水和物料进行搅拌,使两者充分接触更为有效除去物料中的水溶性杂质。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述水洗塔还包括设置于水洗塔主体的搅拌机构,搅拌机构包括固定连接于水洗塔主体顶部的驱动电机、固定连接于驱动电机输出轴的搅拌杆、多个固定连接于搅拌杆周向的搅拌器,搅拌杆穿设混料板且与混料板转动连接;搅拌器位于相邻混料板之间;搅拌器包括固定连接于搅拌杆周向的固定环、多个固定连接于固定环周向的搅拌叶片;搅拌叶片贯穿表面开设有多个通孔;搅拌叶片均匀环绕固定环的中轴线设置。
通过采用上述技术方案,生成水和物料经过通孔时做对向流动且液料流经混料板间时,转动的搅拌叶片对生成水和物料进行搅拌,使得生成水和物料做不规则运动,使两者充分接触更为有效除去物料中的水溶性杂质,水溶性杂质主要为水溶性催化剂。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述催化剂回收装置包括与出料管连通的多效蒸发器、连通于多效蒸发器且用于冷凝水蒸气的冷凝管和连通于多效蒸发器的催化剂回收罐,冷凝管一端连通于多效蒸发器且另一端连通于冷凝池内,冷凝管排设于冷凝池中,冷凝管周向被水体环绕。
通过采用上述技术方案,出料管将溶解有催化剂的水体导入多效蒸发器,多效蒸发器对该水体进行浓缩,蒸发大部分水分得到催化剂浓缩液,将催化剂浓缩液转移至催化剂回收罐,当进行丙烯酸异辛酯合成时,将催化剂回收罐中的催化剂浓缩液转移至酯化反应釜,实现了催化剂回收再利用,降低了催化剂的消耗;同时蒸发的水体收集于冷凝池,经过露天散热后可用于对冷却釜降温和可用于清洗冷却料,降低水体消耗,节约水资源。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述脱轻装置包括脱轻塔、连通于脱轻塔顶部且与出料管连通的第一进管、多块固定连接于脱轻塔内壁且结构与混料板相同的第一混合板、连通于脱轻塔底部的第一回管、沿物料流动方向依次连通于第一回管的第一检测管、第一储罐、连通于第一回管和第一储罐的第一离心泵、连通于回管背向脱轻塔一端的第一恒沸罐、连通于第一恒沸罐顶部的第一回气管、连通于脱轻塔顶部的第一冷凝器和连通于第一冷凝器的轻组分收集罐,轻组分收集罐连通于脱轻塔顶部;第一回气管与脱轻塔的连通处位于脱轻塔的中部且位于相邻第一混合板之间;脱轻塔、第一冷凝器、轻组分收集罐通过第一连通管连通;第一恒沸罐底面和脱轻塔塔底面处于同一平面内且第一恒沸罐的高度低于脱轻塔的高度。
通过采用上述技术方案,可进行连续化生产,加热至丙烯酸异辛酯和异辛醇的恒沸点,蒸馏除去物料中的丙烯酸异辛酯和异辛醇;同时对丙烯酸异辛酯和异辛醇进行了收集,便于后期对丙烯酸异辛酯和异辛醇进行再利用,提高资源利用率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述脱重装置包括与第一储罐的脱重塔、连通于脱重塔和第一储罐之间的第二进管、多个固定连接于脱重塔内壁且结构与混料板相同的第二混合板、连通于脱重塔底部的第二回管、沿物料流动方向依次连通于第二回管的第二检测管、第二储罐、连通于第二回管和第二储罐的第二离心泵、连通于第二回管背向脱重塔一端的第二恒沸罐;连通于第二恒沸罐顶部的第二回气管、连通于脱重塔顶部的第二冷凝器、连通于第二冷凝器的丙烯酸异辛酯收集罐,丙烯酸异辛酯收集罐连通于脱重塔的顶部;第二回气管与脱重塔的连通处于脱重塔的中部且位于相邻第二混合板之间;丙烯酸异辛酯收集罐与丙烯酸异辛酯储罐连通;脱重塔、第二冷凝器、丙烯酸异辛酯收集罐通过第二连通管连通;第二恒沸罐底面和脱重塔塔底面处于同一平面内且第二恒沸罐的高度低于脱重塔的高度。
通过采用上述技术方案,可进行连续化生产,有效除去物料中的重组分,到得较为纯净的丙烯酸异辛酯;同时对重组分进行收集,便于后期对重组分进行再加工,实现二次利用,提高资源利用率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述裂解装置包括与脱重装置连通的裂解塔、连通于裂解塔和第二储罐之间的第三进管、多个固定连接于裂解塔内壁且结构与混料板相同的第三混合板、连通于裂解塔底部的第三回管、沿物料流动方向依次连通于第三回管的第三检测管、残渣储罐、连通于第三回管和第三储罐的第三离心泵、连通于第三回管背向裂解塔一端的第三恒沸罐、连通于第三恒沸罐顶部的第三回气管、连通于裂解塔顶部的第三冷凝器和连通于第三冷凝器的裂解组分收集罐,第三回气管与裂解塔的连通处于裂解塔的中部且位于相邻第三混合板之间;裂解塔、第三冷凝器、裂解组分收集罐通过第三连通管连通;第三恒沸罐底面和裂解塔塔底面处于同一平面内且第三恒沸罐的高度低于裂解塔的高度。
通过采用上述技术方案,可进行连续化生产,提高了对重组分的裂解效率,有效将重组分进行裂解成可再利用的丙烯酸异辛酯、丙烯酸和异辛醇,对丙烯酸异辛酯、丙烯酸和异辛醇进行再利用,提高对重组分的利用率,节约了合成原料,提高了资源利用率。
综上所述,本发明包括以下有益技术效果:
1.通过合成子系统、酯化反应釜、冷却釜、洗涤塔、催化剂回收装置、脱轻装置、脱重装置、丙烯酸异辛酯储罐、重组分的裂解装置、尾气处理子系统、水再生子系统,本发明具有可充分利用合成原料和生成水,降低合成原料的损耗和水消耗,提升合成原料和水体的利用率的优点。
2.通过尾气吸收塔、尾气管、水吸收室、喷淋吸收室、终端吸收室、氮气发生装置、喷淋机构、净化机构和回收装置;本发明可对尾气进行回收利用,提升丙烯酸和异辛醇利用率,降低资材损耗。
3.水再生子系统、酯化反应釜、水回收塔、、生成水回收罐、萃取层收集罐、、萃取剂储罐、冷却釜夹套层、冷凝池、混合机构、生成水进管和萃取剂进管,本发明可循环利用反应生成水,降低了外加水资源的用量,提升了水资源的利用率且节约用水。
附图说明
图1是本发明实施丙烯酸异辛酯的制备工艺所需的合成设备布置图。
图2是水再生子系统与酯化反应釜、冷却釜和洗涤塔的连接结构展示图;
图3是水再生子系统的结构示意图;
图4是第一分流板的结构示意图;
图5是第二分流板的结构示意图;
图6是洗涤塔的结构示意图;
图7是图6中A处的局部放大图;
图8是脱轻装置的结构示意图;
图9是脱重装置的结构示意图;
图10是裂解装置的结构示意图;
图11是尾气处理子系统的结构展示图;
图12是尾气吸收塔的结构示意图;
图13是图12中B处的局部放大图;
图14是复合吸附体的结构示意图;
图15是复合网的结构示意图。
图中,1、合成子系统;10、酯化反应釜;11、冷却釜;12、洗涤塔;121、通料管;122、第二抽取泵;123、洗涤塔主体;124、混料板;125、混料孔;126、出料管;1261、出料分管;127、搅拌机构;1271、驱动电机;1272、搅拌杆;1273、搅拌器;1274、固定环;1275、搅拌叶片;1276、通孔;128、回流管;13、催化剂回收装置;131、多效蒸发器;132、冷凝管;133、催化剂回收罐;14、脱轻装置;141、脱轻塔;142、第一进管;143、第一混合板;144、第一回管;1441、第一检测管;1442、第一储罐;1443、第一离心泵;145、第一恒沸罐;1451、第一回气管;146、第一连通管;147、第一冷凝器;148、轻组分收集罐;149、第一储剂罐;15、脱重装置;151、脱重塔;152、第二进管;153、第二混合板;154、第二回管;1541、第二检测管;1542、第二储罐;1543、第二离心泵;155、第二恒沸罐;1551、第二回气管;156、第二连通管;157、第二冷凝器;158、丙烯酸异辛酯收集罐;1581、检测管;159、第二储剂罐;1590、第三储剂罐;16、丙烯酸异辛酯储罐;17、裂解装置;171、裂解塔;172、第三进管;173、第三混合板;174、第三回管;1741、第三检测管;1742、残渣储罐;1743、第三离心泵;175、第三恒沸罐;1751、第三回气管;176、第三连通管;177、第三冷凝器;178、裂解组分收集罐;179、裂解组分储罐;2、水再生子系统;21、水回收塔;211、生成水进管;212、萃取剂进管;22、生成水回收罐;221、洗涤水添加管;23、萃取层收集罐;231、萃取剂回收管;24、萃取剂储罐;25、冷凝池;26、混合机构;261、第一分流板;2611、第一分流板主体;2612、连接条;2613、第一流通道;262、第二分流板;2621、第二分流板主体;2622、第二流通道;27、水收集机构;271、第一出水管;272、第二出水管;273、U型管;274、萃取界面线;275、连管;3、尾气处理子系统;30、尾气储罐;31、尾气吸收塔;311、第六隔板;32、废气输送管;321、氮气发生器;33、搅拌装置;331、带动电机;332、搅拌杆件;333、斜叶搅拌桨;4、第二隔板;40、第一隔板;401、第三隔板;402、第四隔板;403、通气孔;41、通气管;42、夹心空腔;43、第五隔板;5、水吸收室;51、喷淋水回收管;6、喷淋吸收室;60、喷淋机构;601、第一喷淋主管;602、供水管;603、抽水泵;604、第一喷淋支管;605、第二喷淋支管;606、供水支管;61、第一喷淋室;62、第二喷淋室;63、第三喷淋室;7、终端吸收室;71、第一终端吸收室;72、第二终端吸收室;73、第三终端吸收室;74、复合吸附体;741、复合吸附主体;742、复合网;7421、经线;7422、纬线;7423、聚丙烯腈基活性炭纤维;7424、聚酰胺纤维;743、沸石板;744、竹炭纤维毡;745、散气孔;75、烟囱;8、净化机构;9、回收装置;90、萃取罐;901、搅拌组件;902、进料管;903、萃取剂进管;904、出料管;9041、水出料管;9042、出料主管。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
参照图1,为本发明公开的一种丙烯酸异辛酯的合成系统,包括合成子系统1、与合成子系统1连通的水再生子系统2和与合成子系统1和水再生子系统2皆连通的尾气处理子系统3,合成子系统1包括与水再生子系统2连通的酯化反应釜10,酯化反应釜10连通有冷却釜11,冷却釜11与水再生子系统2连通,将水再生子系统2的回收的生成水作为冷却釜11的换热介质;冷却釜11连通有洗涤塔12,洗涤塔12与水再生子系统2连通,将水再生子系统2的回收的生成水作为洗涤塔12的洗涤水源;洗涤塔12连通有脱轻装置14;洗涤塔12连通有催化剂回收装置13;催化剂回收装置13连通于水再生子系统2和酯化反应釜10;脱轻装置14连通有脱重装置15;脱重装置15连通有丙烯酸异辛酯储罐16;脱重装置15连通有裂解装置17。
参照图2,水再生子系统2包括连通于酯化反应釜10的水回收塔21,水回收塔21连通有生成水回收罐22,生成水回收罐22与洗涤塔12连通,作为洗涤塔12的洗涤水源清洗冷却料。水回收塔21连通有用于回收萃取层料的萃取层收集罐23,萃取层收集罐23与酯化反应釜10连通,萃取层收集罐23中的物料可作为丙烯酸异辛酯的合成原料,从而降低资材消耗。水回收塔21连通有萃取剂储罐24,萃取剂储罐24中存储异辛醇用于萃取生成水中溶解的丙烯酸,且异辛醇是丙烯酸异辛酯的合成原料,可用作合成原料,进一步降低资材消耗,避免进行反复提纯。生成水回收罐22连通于冷却釜11夹套层的下部,对夹套层输入冷却介质;冷却釜11夹套层上部连通有用于收集经过夹套层换热后的水体的冷凝池25,冷凝池25与生成水回收罐22连通,将冷凝池25中流入的水体补充于生成水回收罐22中,实现了循环利用生成水体,降低了水资源的消耗,提高了对生成水的利用率,赋予了本发明工艺具有良好的环保性能。
参照图2,水回收塔21上部侧壁连通有用于将酯化反应釜10中生成水转移至水回收塔21内的生成水进管211,可在生成水进管211上装离心泵,将生成水打入水回收塔21上部。水回收塔21下部侧壁连通有用于将萃取剂储罐24中萃取剂异辛醇转移至水回收塔21内的萃取剂进管212,可在萃取剂进管212上装离心泵,用离心泵将异辛醇打入水回收塔21内。
参照图3,为了保证异辛醇对生成水中溶解的丙烯酸的萃取效果,水回收塔21内设置有用于混合萃取剂和生成水的混合机构26。混合机构26包括多块固定连接于水回收塔21内壁的第一分流板261和多块固定连接于水回收塔21内壁且位于第一分流板261中间的第二分流板262,相邻第二分流板262的间距相等;相邻第一分流板261的间距相等。
参照图3,生成水进管211与水回收塔21的连接处位于到水回收塔21塔底垂直距离最高的第一分流板261的上部;萃取剂进管212与水回收塔21的连接处位于到水回收塔21塔底垂直距离最低的第一分流板261的下部。结合图4,第一分流板261包括第一分流板主体2611,第一分流板主体2611周向一体成型有多个连接条2612,连接条2612均匀环绕第一分流板主体2611的中轴线且连接条2612处于同一平面内,连接条2612焊接于水回收塔21内壁,实现了将第一分流板261固定于水回收塔21内壁。第一分流板主体2611和水回收塔21内壁之间形成有竖直投影呈环形的第一流通道2613,萃取剂和生成水在流经第一流通道2613时混合,从而使萃取剂萃取生成水中的丙烯酸。结合图5,第二分流板262包括第二分流板主体2621,沿第二分流板主体2621中轴线方向贯穿第二分流板主体2621中心开设有第二流通道2622,第二流通道2622的竖直投影位于第二分流板主体2621中心呈长宽比为1:15的长方形。经过第一流通道2613分流的的液料会汇集流经第二流通道2622,使得萃取剂和生成水更为充分混合,从而使更为快速且有效萃取剂萃取生成水中的丙烯酸,保证经萃取剂萃取丙烯酸后的生成水质量。
参照图3,结合图2,水回收塔21侧壁底部连通有水收集机构27,可对经过萃取净化的水体进行快速收集,实现了连续化作业。水收集机构27包括连通于水回收塔21侧壁底部的第一出水管271、连通于生成水回收罐22侧壁下部的第二出水管272和一端连通于第一出水管271,另一端连通于第二出水管272的U型管273,U型管273呈倒U型与第一出水管271、第二出水管272连通,U型管273的中部连通有与水回收塔21顶部连通的连管275,连管275用于平衡水回收塔21内部气压。水回收塔21内形成有萃取界面线274,U型管273的高度H3取决于水回收塔21底面到萃取界面线274的垂直距离H1和萃取界面线274到萃取层上表面的垂直距离H2,U型管273的高度H3=ρ水H1+ρ萃H2/ρ水,其中ρ水为水层的密度;ρ萃萃取层的密度;当萃取层和水层的界面与萃取界面线274平齐,萃取层上表面到生成水进管211最低处的垂直距离为0.30m。为了收集萃取层,萃取层收集罐23连通有萃取剂回收管231,萃取剂回收管231与水回收塔21的连通口最低处与萃取界面线274齐平。
参照图3,结合图2,萃取剂回收管231上的阀门处于关闭状态,使萃取层不会流向萃取层收集罐23,水收集机构27处于连通状态;通过生成水进管211将酯化反应釜10中反应生成水从水回收塔21上部加入水回收塔21内;通过萃取剂进管212将萃取剂储罐24中的萃取剂从水回收塔21下部加入水回收塔21内,控制两者加入量,使得两者形成萃取界面与萃取界面线274平齐;关闭萃取剂进管212的阀门,停止添加萃取剂,将酯化反应釜10中反应生成水加入水回收塔21上部,当萃取层上表面因生成水的加入而液位上涨,萃取层上表面到萃取剂进管212最大处的垂直距离小于0.30m,在液体压力的作用下,将水层的水体压入生成水回收罐22中,刚进入水回收塔21中的生成水位于水回收塔21的上部,与萃取层接触,在密度差作用下,生成水中的水体穿透萃取层进入水层,生成水中的丙烯酸被萃取于萃取层中,实现了连续化的对生成水进行净化处理,得到可利用的水体储存于生成水回收罐22中。
参照图3,结合图2,需要水回收塔21中的对萃取层进行收集时,停止向水回收塔21中添加萃取剂和生成水,同时闭合水收集机构27,开通萃取剂回收管231,将萃取层收集至萃取层收集罐23中,萃取层收集罐23中的液料可输向酯化反应釜10,作为合成原料进行再利用,从而提高了丙烯酸的利用率。
参照图3,结合图2,生成水回收罐22侧壁下部连通有洗涤水添加管221;洗涤水添加管221一端连通于生成水回收罐22侧壁下部且另一端连通于洗涤塔12的侧壁上部,生成水回收罐22中经过净化的生成水可通过离心泵运送至洗涤塔12中对冷却进行清洗,除去物料中水溶性催化剂,可优选为对甲苯磺酸或者甲基磺酸。
参照图3,结合图6,洗涤塔12包括洗涤塔主体123,洗涤塔主体123内壁固定连接有多个混料板124,相邻混料板124的间距相等;混料板124贯穿上下表面开设有多个混料孔125,混料板124的开孔率为50%;洗涤塔12侧壁下部连通有通料管121,通料管121一端连通于洗涤塔12侧壁下部且另一端连通于冷却釜11的侧壁底部;通料管121与洗涤塔主体123的连接处位于到洗涤塔12塔底垂直距离最低的混料板124的下部,洗涤水添加管221与洗涤塔主体123的连接处位于到洗涤塔12塔底垂直距离最高的混料板124的上部;通料管121上固定连通有第二抽取泵122将冷却釜11中的冷却料添加进入洗涤塔12内。洗涤塔12底部连通有出料管126,通过出料管126可先将位于洗涤塔12下部的水层排入催化剂回收装置13中,对水层中的水溶性催化剂进行回收利用;当下部的水层排尽后,通过出料管126上连通于脱轻装置14侧壁上部的出料分管1261,将经过洗涤的物料转移至脱轻装置14进行脱轻操作。
参照图3,结合图2,出料管126连通于催化剂回收装置13,对水溶性催化剂进行回收利用。催化剂回收装置13包括与出料管126连通的多效蒸发器131,多效蒸发器131连通有用于冷凝水蒸气的冷凝管132,冷凝管一端连通于多效蒸发器131且另一端连通于冷凝池25内,冷凝管132排设于冷凝池25中,冷凝管132周向被水体环绕,用于对冷凝管132中的蒸气进行降温,使其冷凝收集于冷凝池25中。多效蒸发器131底部连通有催化剂回收罐133,催化剂回收罐133与酯化反应釜10连通,经过多效蒸发器131浓缩的水溶性催化剂水溶液收集于催化剂回收罐133中可添加于酯化反应釜10中作为合成催化剂,减小了催化剂的用量,提高了催化剂的利用率。
参照图3,结合图2,洗涤塔12中的洗涤水体经过多效蒸发器131的蒸发,洗涤水体中的水变为蒸气冷凝收集于冷凝池25,可补充于生成水回收罐22,实现了生成水的循环利用;洗涤水体中的水溶性催化剂滞留于多效蒸发器131内,因水的蒸发被浓缩,通过催化剂回收罐133转移至酯化反应釜10,可作为合成原料进行再利用,提高资源利用率。
参照图6,结合图2,经过冷却釜11冷却的物料通过通料管121,从洗涤塔12侧壁下部进入洗涤塔12内;生成水通过洗涤水添加管221从洗涤塔12侧壁上部进入洗涤塔12内,由于经过冷却的物料的密度小于生成水的密度,经过冷却的物料会出从洗涤塔12下部向洗涤塔12上部运动,生成水会从上部向下部运动;随着两者液料的加入,生成水的液位高于到洗涤塔12塔底垂直距离最低的混料板124时,向上运动的经过冷却的物料会与生成水在该混料板124的混料孔125内进行混合洗涤,将经过冷却的物料中的对甲苯磺酸溶于洗涤水进行回收;随着两者液料的持续加入,生成水和经过冷却的物料形成的界面向上移动,经过冷却的物料从洗涤塔12下部向上运动过程中,会经过多块混料板124的混料孔125与生成水进行多次混合,更为快速将经过冷却的物料中的水溶性催化剂于水中,有效除去经过冷却的物料中的催化剂,保证经过冷却的物料中的纯度。
参照图6,为了降低洗涤耗水量,提高水资源的利用率,洗涤塔主体123底部连通有回流管128,回流管128一端连通于洗涤塔主体123底部且另一端连通于洗涤塔主体123顶部,回流管128上可装载离心泵将洗涤塔主体123底部的水体抽至洗涤塔主体123顶部,对经过冷却的物料中催化剂对甲苯磺酸进行充分萃取。
参照图6,为了保证生成水和经过冷却的物料的混合效果,洗涤塔主体123设置有搅拌机构127,搅拌机构127包括固定连接于洗涤塔主体123顶部的驱动电机1271,驱动电机1271输出轴固定连接有搅拌杆1272;搅拌杆1272周向固定连接有多个搅拌器1273,搅拌杆1272穿设混料板124且与混料板124转动连接;搅拌器1273位于相邻混料板124之间。
参照图6,结合图7,搅拌器1273包括固定连接于搅拌杆1272周向的固定环1274,固定环1274周向固定连接有多个搅拌叶片1275;搅拌叶片1275贯穿表面开设有多个通孔1276,搅拌叶片1275均匀环绕固定环1274的中轴线设置;搅拌叶片1275的开孔率为75%,对生成水和物料进行搅拌,使两者充分接触更为有效除去物料中的催化剂对甲苯磺酸。
参照图8,脱轻装置14包括脱轻塔141,脱轻塔141塔顶固定连通有储存N,N-二正丁基二硫代氨基甲酸铜的第一储剂罐149,第一储剂罐149和脱轻塔141之间可通过电磁阀控制N,N-二正丁基二硫代氨基甲酸铜的滴加速度。脱轻塔141顶部连通有与出料分管1261连通的第一进管142;脱轻塔141内壁固定连接有多个结构与混料板124相同的第一混合板143;脱轻塔141底部连通有第一回管144,第一回管144沿物料流动方向依次连通有用于收集脱轻塔141内物料将其用于检测判断脱轻物料是否合格的第一检测管1441、用于储存检测合格原料的第一储罐1442,第一回管144和第一储罐1442之间连通有用于采出合格物料的第一离心泵1443,第一检测管1441流出物料中异辛醇的质量百分比低于0.1%则为合格可采集于第一储罐1442。
参照图8,回管144一端连通于脱轻塔141底部且另一端连通有第一恒沸罐145,第一恒沸罐145顶部连通有第一回气管1451,第一回气管1451与脱轻塔141的连通处于脱轻塔141的中部且位于相邻第一混合板143之间。脱轻塔141顶部连通有第一冷凝器147,第一冷凝器147上连通真空泵用于抽真空;第一冷凝器147连通有轻组分收集罐148,轻组分收集罐148连通于脱轻塔141,通过离心泵将轻组分收集罐148中的轻组分回流于脱轻塔141中;当轻组分收集罐148中轻组分中异辛醇含量低于丙烯酸异辛酯的含量,增大轻组分回流于脱轻塔141的量,降低通过出料管126进入脱轻塔141物料的量。脱轻塔141、第一冷凝器147、轻组分收集罐148通过第一连通管146连通。第一恒沸罐145底面和脱轻塔141塔底面处于同一平面内且第一恒沸罐145的高度低于脱轻塔141的高度。
参照图8,使用真空泵对脱轻装置14进行抽真空至绝空,向第一恒沸罐145外壁形成夹套层内持续通入加热蒸汽,用于加热第一恒沸罐145内的物料,温度维持至异辛醇和丙烯酸异辛酯的恒沸点,使物料中的异辛醇和丙烯酸变为蒸气通过第一回气管1451进入脱轻塔141中,一部分蒸气的热能用于加热脱轻塔141中的物料,另一部分蒸气从第一第一连通管146进入第一冷凝器147进行冷凝,冷凝液体通过第一连通管146被收集于轻组分收集罐148中,除去了物料中的异辛醇提升对异辛醇和丙烯酸异辛酯进行收集利用,提高了整体资源的利用率。
参照图8,通过控制第一进管142中物料进量、轻组分收集罐148中的轻组分回流于脱轻塔141的量和经第一冷凝器147冷凝物料的量,使得物料进量与回流于脱轻塔141的量之和等于冷凝物料的量相等,可实现连续化对物料进行脱轻,提高生产效率,降低人成本。
参照图9,脱重装置15包括顶部与第一储罐1442连通的脱重塔151,脱重塔151塔顶固定连通有储存高效705的第二储剂罐159和储存对羟基苯甲醚的第三储剂罐1590,第二储剂罐159和脱重塔151之间、第三储剂罐1590和脱重塔151之间皆可随着电磁阀控制存高效705的滴加速度、对羟基苯甲醚的滴加速度。脱重塔151和第一储罐1442之间通过第二进管152连通,可通过在第二进管152上安装离心泵将第一储罐1442中脱除异辛醇的物料转移至脱重塔151中进行脱重操作。
参照图9,脱重塔151内壁固定连接有多个结构与混料板124相同的第二混合板153;脱重塔151底部连通有第二回管154,第二回管154沿物料流动方向依次连通有用于收集脱重塔151内物料将其用于检测判断脱轻物料是否合格的第二检测管1541、用于储存检测合格物料的第二储罐1542,第二回管154和第二储罐1542之间连通有用于收集检测合格物料的第二离心泵1543,第二检测管1541流出的物料中丙烯酸异辛酯含量低于30%则判为合格,可采集于第二储罐1542。
参照图9,第二回管154一端连通于脱重塔151底部且另一端连通有第二恒沸罐155;第二恒沸罐155顶部连通有第二回气管1551,第二回气管1551与脱重塔151的连通处于脱重塔151的中部且位于相邻第二混合板153之间。脱重塔151顶部连通有第二冷凝器157,第二冷凝器157上连通真空泵用于抽真空;第二冷凝器157连通有丙烯酸异辛酯收集罐158,丙烯酸异辛酯收集罐158连通有检测管1581,丙烯酸异辛酯收集罐158与丙烯酸异辛酯储罐16连通。脱重塔151、第二冷凝器157、丙烯酸异辛酯收集罐158通过第二连通管156连通。第二恒沸罐155底面和脱重塔151塔底面处于同一平面内且第二恒沸罐155的高度低于脱重塔151的高度。
参照图9,丙烯酸异辛酯收集罐158连通于脱重塔151顶部,通过离心泵将丙烯酸异辛酯收集罐158的丙烯酸异辛酯回流于脱重塔151中,当丙烯酸异辛酯收集罐158的丙烯酸异辛酯含量小于99.5%且与99.5%的相差较大,则增大回流于脱重塔151中丙烯酸异辛酯的量;当丙烯酸异辛酯收集罐158的丙烯酸异辛酯含量大于99.5%,将丙烯酸异辛酯收集罐158的丙烯酸异辛酯转移至丙烯酸异辛酯储罐16中。
参照图9,使用真空泵对脱重装置15进行抽真空至绝空,向第二恒沸罐155外壁形成的夹套层内持续通入加热蒸汽,用于加热第二恒沸罐155内的物料,温度维持于145℃,使物料中的丙烯酸异辛酯变为蒸气通过第二回气管1551进入脱重塔151中,一部分蒸气的热能用于加热脱重塔151中的物料,另一部分蒸气从第二连通管156进入第二冷凝器157冷凝,冷凝液体通过第二连通管156流入丙烯酸异辛酯收集罐158,当丙烯酸异辛酯收集罐158的丙烯酸异辛酯含量大于99.5%,将丙烯酸异辛酯收集罐158的丙烯酸异辛酯转移至丙烯酸异辛酯储罐16中。
参照图9,通过控制第二进管152中物料进量、回流于脱重塔151的丙烯酸异辛酯量和经第二冷凝器157冷凝丙烯酸异辛酯的量,使得物料进量与回流于脱重塔151的丙烯酸异辛酯量之和与冷凝收集的丙烯酸异辛酯的量相等,可实现连续化对原料进行脱重,提高生产效率,降低人成本。第二检测管1541放出物料进行检测,物料中丙烯酸异辛酯质量百分比低于0.5%,则将物料采集于第二储罐1542,该物料为重组分,主要为丙烯酸异辛酯的聚合物、吩噻嗪、铜盐、高效705和对羟基苯甲醚,实现了丙烯酸异辛酯和重组分的分离。
参照图10,裂解装置17包括裂解塔171,裂解塔171顶部与第二储罐1542连通,裂解塔171和第二储罐1542之间通过第三进管172连通;裂解塔171内壁固定连接有多个结构与混料板124相同的第三混合板173;裂解塔171底部连通有第三回管174,第三回管174沿物料流动方向依次连通有用于收集裂解塔171内物料用于检测判断物料是否符合采集要求的第三检测管1741、用于储存废料的残渣储罐1742,第三回管174和残渣储罐1742之间连通有用于收集废料的第三离心泵1743;第三回管174一端连通于裂解塔171底部且另一端连通有第三恒沸罐175,第三恒沸罐175底面和裂解塔171塔底面处于同一平面内且第三恒沸罐175的高度低于裂解塔171的高度。
参照图10,第三恒沸罐175顶部连通有第三回气管1751,第三回气管1751与裂解塔171的连通处于裂解塔171的中部且位于相邻第三混合板173之间。裂解塔171顶部连通有第三冷凝器177,第三冷凝器177上连通真空泵用于抽真空;第三冷凝器177连通有裂解组分收集罐178,裂解塔171、第三冷凝器177、裂解组分收集罐178通过第三连通管176实现相互连通;裂解组分收集罐178连通有裂解组分储罐179。通过控制第三进管172中重组分的进量和经第三冷凝器177冷凝的裂解组分量,使得重组分的进量与裂解组分冷凝量相等,可实现连续化分解重组分,提高生产效率,降低人成本。
参照图10,使用真空泵对裂解装置17进行抽真空至绝空,向第三恒沸罐175外壁形成的夹套层内持续通入加热蒸汽,用于加热第三恒沸罐175内的物料,温度维持于160℃,使第三恒沸罐175中重组分中的丙烯酸异辛酯的聚合物裂解成丙烯酸异辛酯、丙烯酸和异辛酯,回收于裂解组分收集罐178进行再利用;通过检测第三检测管1741流出物料,当流出物料中丙烯酸异辛酯的聚合物质量百分比低于10%,废料收集于残渣储罐1742进行集体处理。
参照图11,结合图1,尾气处理子系统3包括与酯化反应釜10、冷却釜11、洗涤塔12、水回收塔21皆连通的尾气储罐30,尾气储罐30连通有尾气吸收塔31,尾气吸收塔31几何形状呈长方体;尾气储罐30和尾气吸收塔31之间通过废气输送管32连通;废气输送管32上连通有氮气发生器321,用于防止丙烯酸氧化;尾气吸收塔31内从上至下形成有与冷凝池25连通的水吸收室5、与水吸收室5连通的喷淋吸收室6和与喷淋吸收室6连通的终端吸收室7;喷淋吸收室6连通有喷淋机构60;终端吸收室7设置有用于保证处理尾气质量的净化机构8;水吸收室5连通有回收装置9。
参照图11,尾气吸收塔31侧壁设置有用于搅拌水吸收室5内水体的搅拌装置33;搅拌装置33包括固定连接于尾气吸收塔31侧壁的带动电机331,带动电机331输出轴固定连接有搅拌杆件332;搅拌杆件332周向固定连接有多个斜叶搅拌桨333,斜叶搅拌桨333沿搅拌杆件332轴向固定连接于搅拌杆件332且相邻斜叶搅拌桨333的间距相等。
参照图11,回收装置9包括与水吸收室5连通的萃取罐90;萃取罐90内设置有结构与搅拌装置33相同的搅拌组件901,萃取罐90侧壁上部连通有与尾气吸收塔31连通的进料管902,进料管902连通于水吸收室5侧壁下部;萃取罐90侧壁上部连通有萃取剂进管903,萃取罐90底部连通有出料管904,出料管904包括连通于生成水回收罐22的水出料管9041和连通于酯化反应釜10的出料主管9042;水吸收室5中的液料通过进料管902进入萃取罐90,萃取剂通过萃取剂进管903加入萃取罐90,可用异辛醇作为萃取剂,开启搅拌组件901搅拌,静置,使得水体和萃取剂分层,水中的丙烯酸和异辛醇溶于萃取剂中被萃取浮于上层,通过水出料管9041将水层排出,再通过出料主管9042收集萃取剂,实现了将水和丙烯酸和异辛醇的分离。其中,萃取剂成分是丙烯酸和异辛酯,是丙烯酸异辛酯的反应原料,可进行回收利用,提高了丙烯酸和异辛醇的利用率,节约资材消耗。
参照图12,尾气吸收塔31内从上至下固定连接有第一隔板40和第二隔板4,将尾气吸收塔31从上至下分隔为水吸收室5、喷淋吸收室6和终端吸收室7;第一隔板40上表面竖直固定连接有第三隔板401;第二隔板4下表面竖直固定连接有第四隔板402,将喷淋吸收室6间隔形成有第一喷淋室61、第二喷淋室62和第三喷淋室63;第一喷淋室61连通于第二喷淋室62;第二喷淋室62连通于第三喷淋室63;尾气可蛇形通过第一喷淋室61、第二喷淋室62和第三喷淋室63,与喷淋水体充分接触,有效除去尾气中的丙烯酸,保证尾气处理质量。第一隔板40开设有连通于水吸收室5和第一喷淋室61的通气孔403;第二隔板4设置有连通于第三喷淋室63和终端吸收室7的通气管41;第三喷淋室63和水吸收室5之间连通有喷淋水回收管51,喷淋水回收管51一端连通于第三喷淋室63的侧壁底部且另一端连通于水吸收室5的侧壁上部。
参照图12,结合图13,第二隔板4内部形成有夹心空腔42;喷淋机构60包括多根固定连接于夹心空腔42内且相互连通的第一喷淋主管601,第一喷淋主管601之间相互平行且相邻第一喷淋主管601的间距相同,相邻第一喷淋主管601之间通过连管供水支管606连通,第一喷淋主管601连通有供水管602,供水管602一端连通于第一喷淋主管601且另一端连通于水吸收室5;供水管602上固定连通有抽水泵603,抽水泵603固定连接于尾气吸收塔31侧壁;第一喷淋主管601周向固定连通有多个第一喷淋支管604,第一喷淋支管604一端竖直固定连通于第一喷淋主管601周向且另一端穿设第二隔板4连通于第一喷淋室61;第一喷淋主管601周向固定连通有多个第二喷淋支管605,第二喷淋支管605一端竖直固定连通于第一喷淋主管601周向且另一端穿设第二隔板4连通于第二喷淋室62;第一喷淋支管604沿第一喷淋主管601的水流方向间隔设置,且相邻第一喷淋支管604的间距相同;第二喷淋支管605沿第一喷淋主管601的水流方向间隔设置,且相邻第二喷淋支管605的间距相同。抽水泵603将水吸收室5中的水体抽至第一喷淋主管601通过第二喷淋支管605对第二喷淋室62,通过第一喷淋支管604对第一喷淋室61,实现对经过喷淋吸收室6尾气进行喷淋再吸收净化,进一步吸收空气中的丙烯酸和异辛醇,到达更好的净化目的。
参照图12,第二隔板4上表面竖直向上固定连接有第五隔板43;尾气吸收塔31顶部内壁竖直向下固定连接有第六隔板311,终端吸收室7形成有相互连通的第一终端吸收室71、第二终端吸收室72和第三终端吸收室73。结合图14,净化机构8包括分别填充于第一终端吸收室71、第二终端吸收室72和第三终端吸收室73的复合吸附体74,第三终端吸收室73连通有烟囱75。经喷淋吸收室6处理的气体可蛇形通过第一终端吸收室71的复合吸附体74、第二终端吸收室72的复合吸附体74和第三终端吸收室73的复合吸附体74,这三个复合吸附体74进一步对经喷淋吸收室6处理的气体进行吸附净化,进一步降低该气体中的空气染物,如氮氧物、二氧化硫、丙烯酸、异辛醇,净化后的气体从烟囱75排出。
参照图12,结合图14,复合吸附体74包括复合吸附主体741和包覆于复合吸附主体741外壁的复合网742,复合吸附主体741包括多层沸石板743和复合于沸石板743之间的竹炭纤维毡744,竹炭纤维毡744用于吸收残留的丙烯酸和异辛醇;沸石板743贯穿上下表面开设有散气孔745,散气孔745增大了气体通过从沸石板743进入竹炭纤维毡744的气流通量,可提升尾气净化速率。
参照图15,复合网742是由经线7421和纬线7422平织而成;经线7421和纬线7422的组成相同;经线7421包括聚丙烯腈基活性炭纤维7423和聚酰胺纤维7424,聚丙烯腈基活性炭纤维7423不仅对丙烯酸和异辛醇气体有吸附除去的作用,而且对空气中的二氧化硫和二氧化氮有着吸附和分解,可进一步提升净化质量;聚酰胺纤维7424较好的耐磨性保证复合网742耐用性。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种丙烯酸异辛酯的合成系统,包括,其特征在于:包括合成子系统(1)、与合成子系统(1)连通的水再生子系统(2)和与合成子系统(1)和水再生子系统(2)皆连通的尾气处理子系统(3),合成子系统(1)包括与水再生子系统(2)连通的酯化反应釜(10),酯化反应釜(10)连通有与水再生子系统(2)连通的冷却釜(11);冷却釜(11)连通有与水再生子系统(2)连通的洗涤塔(12);洗涤塔(12)连通有用于分离轻组分的脱轻装置(14);洗涤塔(12)连通有催化剂回收装置(13),催化剂回收装置(13)与酯化反应釜(10)和水再生子系统(2)皆连通;脱轻装置(14)连通有用于分离重组分的脱重装置(15);脱重装置(15)连通有丙烯酸异辛酯储罐(16);脱重装置(15)连通有用于裂解重组分的裂解装置(17);所述水再生子系统(2)包括连通于酯化反应釜(10)的水回收塔(21)、连通于水回收塔(21)且与洗涤塔(12)连通的生成水回收罐(22)、连通于水回收塔(21)且与酯化反应釜(10)连通的萃取层收集罐(23)、连通于水回收塔(21)的萃取剂储罐(24)、连通于冷却釜(11)夹套层上部的冷凝池(25)和设置于水回收塔(21)内用于混合萃取剂和生成水的混合机构(26),生成水回收罐(22)连通于冷却釜(11)夹套层的下部;冷凝池(25)与生成水回收罐(22)连通;水回收塔(21)上部侧壁连通有用于将酯化反应釜(10)中生成水转移至水回收塔(21)内的生成水进管(211);水回收塔(21)下部侧壁连通有用于将萃取剂储罐(24)中萃取剂转移至水回收塔(21)内的萃取剂进管(212);所述混合机构(26)包括多块固定连接于水回收塔(21)内壁的第一分流板(261)和多块固定连接于水回收塔(21)内壁且位于第一分流板(261)之间的第二分流板(262),第二分流板(262)位于相邻第一分流板(261)之间;相邻第二分流板(262)的间距相等;相邻第一分流板(261)的间距相等;生成水进管(211)与水回收塔(21)的连接处位于到水回收塔(21)塔底垂直距离最高的第一分流板(261)的上部;萃取剂进管(212)与水回收塔(21)的连接处位于到水回收塔(21)塔底垂直距离最低的第一分流板(261)的下部;水再生子系统(2)还包括连通于水回收塔(21)侧壁底部的水收集机构(27),水收集机构(27)包括连通于水回收塔(21)侧壁下部的第一出水管(271)、连通于生成水回收罐(22)侧壁下部的第二出水管(272)和一端连通于第一出水管(271),另一端连通于第二出水管(272)的U型管(273),U型管(273)呈倒U型与第一出水管(271)、第二出水管(272)连通;水回收塔(21)内形成有萃取界面线(274);U型管(273)的高度H3=(ρ水H1+ρ萃H2)/ρ水,其中ρ水为水层的密度;ρ萃为萃取层的密度;H1是水回收塔(21)底面到萃取界面线(274)的垂直距离;H2是萃取界面线(274)到萃取层上表面的垂直距离;萃取层上表面到生成水进管(211)最低处的垂直距离为0.20m-0.40m;所述尾气处理子系统(3)包括与酯化反应釜(10)、冷却釜(11)、洗涤塔(12)、水回收塔(21)皆连通的尾气储罐(30),连通于尾气储罐(30)的尾气吸收塔(31)、连通于尾气储罐(30)和尾气吸收塔(31)之间的废气输送管(32)、连通于废气输送管(32)上的氮气发生器(321),尾气吸收塔(31)内从下至上形成有与冷凝池(25)连通的水吸收室(5)、与水吸收室(5)连通的喷淋吸收室(6)和与喷淋吸收室(6)连通的终端吸收室(7);喷淋吸收室(6)连通有抽取水吸收室(5)中的水体对喷淋吸收室(6)进行喷淋吸收尾气的喷淋机构(60);终端吸收室(7)设置有用于保证处理尾气质量的净化机构(8);水吸收室(5)连通有回收装置(9);回收装置(9)与酯化反应釜(10)连通;所述洗涤塔(12)包括洗涤塔主体(123)、多个固定连接于洗涤塔主体(123)内壁的混料板(124)、多个开设于混料板(124)的混料孔(125)、连通于洗涤塔(12)侧壁下部且与冷却釜(11)连通的通料管(121)、连通于通料管(121)上的第二抽取泵(122)、连通于洗涤塔(12)底部的出料管(126),相邻混料板(124)的间距相等;混料孔(125)贯穿混料板(124)的上下表面;所述洗涤塔(12)还包括设置于洗涤塔主体(123)的搅拌机构(127),搅拌机构(127)包括固定连接于洗涤塔主体(123)顶部的驱动电机(1271)、固定连接于驱动电机(1271)输出轴的搅拌杆(1272)、多个固定连接于搅拌杆(1272)周向的搅拌器(1273),搅拌杆(1272)穿设混料板(124)且与混料板(124)转动连接;搅拌器(1273)位于相邻混料板(124)之间;搅拌器(1273)包括固定连接于搅拌杆(1272)周向的固定环(1274)、多个固定连接于固定环(1274)周向的搅拌叶片(1275);搅拌叶片(1275)贯穿表面开设有多个通孔(1276);搅拌叶片(1275)均匀环绕固定环(1274)的中轴线设置。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸异辛酯的合成系统,其特征在于:所述催化剂回收装置(13)包括与出料管(126)连通的多效蒸发器(131)、连通于多效蒸发器(131)且用于冷凝水蒸气的冷凝管132和连通于多效蒸发器(131)的催化剂回收罐(133),冷凝管(132)一端连通于多效蒸发器(131)且另一端连通于冷凝池(25)内,冷凝管(132)排设于冷凝池(25)中,冷凝管(132)周向被水体环绕。
3.根据权利要求2所述的一种丙烯酸异辛酯的合成系统,其特征在于:所述脱轻装置(14)包括脱轻塔(141)、连通于脱轻塔(141)顶部且与出料管(126)连通的第一进管(142)、多块固定连接于脱轻塔(141)内壁且结构与混料板(124)相同的第一混合板(143)、连通于脱轻塔(141)底部的第一回管(144)、沿物料流动方向依次连通于第一回管144的第一检测管(1441)、第一储罐(1442)、连通于第一回管(144)和第一储罐(1442)的第一离心泵(1443)、连通于第一回管(144)背向脱轻塔(141)一端的第一恒沸罐(145)、连通于第一恒沸罐(145)顶部的第一回气管(1451)、连通于脱轻塔(141)顶部的第一冷凝器(147)和连通于第一冷凝器(147)的轻组分收集罐(148),轻组分收集罐(148)连通于脱轻塔(141)顶部;第一回气管(1451)与脱轻塔(141)的连通处位于脱轻塔(141)的中部且位于相邻第一混合板(143)之间;脱轻塔(141)、第一冷凝器(147)、轻组分收集罐(148)通过第一连通管(146)连通;第一恒沸罐(145)底面和脱轻塔(141)塔底面处于同一平面内且第一恒沸罐(145)的高度低于脱轻塔(141)的高度。
4.根据权利要求3所述的一种丙烯酸异辛酯的合成系统,其特征在于:所述脱重装置(15)包括与第一储罐(1442)的脱重塔(151)、连通于脱重塔(151)和第一储罐(1442)之间的第二进管(152)、多个固定连接于脱重塔(151)内壁且结构与混料板(124)相同的第二混合板(153)、连通于脱重塔(151)底部的第二回管(154)、沿物料流动方向依次连通于第二回管(154)的第二检测管(1541)、第二储罐(1542)、连通于第二回管(154)和第二储罐(1542)的第二离心泵(15413)、连通于第二回管(154)背向脱重塔(151)一端的第二恒沸罐(155);连通于第二恒沸罐(155)顶部的第二回气管(1551)、连通于脱重塔(151)顶部的第二冷凝器(157)、连通于第二冷凝器(157)的丙烯酸异辛酯收集罐(158),丙烯酸异辛酯收集罐(158)连通于脱重塔(151)的顶部;第二回气管(1551)与脱重塔(151)的连通处于脱重塔(151)的中部且位于相邻第二混合板(153)之间;丙烯酸异辛酯收集罐(158)与丙烯酸异辛酯储罐(16)连通;脱重塔(151)、第二冷凝器(157)、丙烯酸异辛酯收集罐(158)通过第二连通管(156)连通;第二恒沸罐(155)底面和脱重塔(151)塔底面处于同一平面内且第二恒沸罐(155)的高度低于脱重塔(151)的高度。
5.根据权利要求4所述的一种丙烯酸异辛酯的合成系统,其特征在于:所述裂解装置(17)包括与脱重装置(15)连通的裂解塔(171)、连通于裂解塔(171)和第二储罐(1542)之间的第三进管(172)、多个固定连接于裂解塔(171)内壁且结构与混料板(124)相同的第三混合板(173)、连通于裂解塔(171)底部的第三回管(174)、沿物料流动方向依次连通于第三回管(174)的第三检测管(1741)、残渣储罐(1742)、连通于残渣储罐(1742)和第三回管(174)的第三离心泵(1743)、连通于第三回管(174)背向裂解塔(171)一端的第三恒沸罐(175)、连通于第三恒沸罐(175)顶部的第三回气管(1751)、连通于裂解塔(171)顶部的第三冷凝器(177)和连通于第三冷凝器(177)的裂解组分收集罐(178),第三回气管(1751)与裂解塔(171)的连通处于裂解塔(171)的中部且位于相邻第三混合板(173)之间;裂解塔(171)、第三冷凝器(177)、裂解组分收集罐(178)通过第三连通管(176)连通;第三恒沸罐(175)底面和裂解塔(171)塔底面处于同一平面内且第三恒沸罐(175)的高度低于裂解塔(171)的高度。
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