CN114011098A - 一种降膜蒸发器、蒸发浓缩装置系统及碳酸乙烯酯的处理方法 - Google Patents

一种降膜蒸发器、蒸发浓缩装置系统及碳酸乙烯酯的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种降膜蒸发器、蒸发浓缩装置系统及碳酸乙烯酯的处理方法。所述降膜蒸发器包括外壳体；所述外壳体顶部的中心部位穿设有物料入口通道；所述外壳体的内部沿物料入口通道向下的方向依次设置有溢流堰、布液室和降膜蒸发室。所述蒸发浓缩装置系统包括依次连接的进料单元、多效蒸发单元和冷凝单元。所述降膜蒸发器停留时间短，可以有效避免碳酸乙烯酯因多次循环而发生的聚合问题，且碳酸乙烯酯在降膜蒸发器中呈膜状蒸发，有很高的传热效率；所述蒸发浓缩装置系统将降膜蒸发与多效蒸发结合使用，可以尽可能多的将粗酯中的碳酸乙烯酯蒸发回收，同时还可以节省蒸汽，达到节省成本的目的。

Description

一种降膜蒸发器、蒸发浓缩装置系统及碳酸乙烯酯的处理 方法
技术领域
本发明属于蒸发浓缩领域，涉及一种热敏性物料的蒸发浓缩，尤其涉及一种降膜蒸发器、蒸发浓缩装置系统及碳酸乙烯酯的处理方法。
背景技术
化工领域中，有一类物料对温度的变化特别敏感，通常称之为热敏性物料，对这类物质进行蒸发需要格外小心，过高的温度会直接破坏物料。目前，对这类物质的蒸发采取的策略往往是用蒸发时间及蒸发的效率换取对加热温度的要求，从而导致对热敏性物料蒸发浓缩的低效。
碳酸乙烯酯是一种热敏性物料，同时也是化工工业上常用的化工原料，主要用作聚合物的溶剂和增塑剂，也可用于脱除天然气、石油裂解气中的二氧化碳和硫化氢，也可用于纺织、印染等领域，同时还是合成碳酸二甲酯的主要原料。目前在合成碳酸二甲酯的工艺中，碳酸乙烯酯的回收主要通过使用刮膜蒸发器，CN 203417473U公开了一种适用于热敏性物料的刮膜蒸发器装置，所述装置包括传动装置、主轴、液体分离器、刮板、盘管、减速装置、筒体、夹套、进料口、轻相出料口以及重相出料口。所述刮膜蒸发器装置通过控制液体分布器的高转速以及刮板的低转速实现热敏性物料的蒸发浓缩，但是由于刮膜蒸发器单台处理能力小，随着装置产能的提高，往往需要很多台刮膜蒸发器才能满足要求，这就会造成成本提高和占地面积浪费等问题。
为解决上述问题，相关学者提出了采用降膜蒸发器对热敏性物料进行蒸发浓缩。CN 212016758U公开了一种热敏性物料的蒸发浓缩系统，所述蒸发浓缩系统包括原料缓存罐、进料泵、降膜蒸发器和降膜分离器，原料缓存罐的出口与进料泵的入口相连；降膜蒸发器的上管箱设有多个布液口，降膜蒸发器的下管箱被分隔为与布液口分别对应的多个下管箱分室；进料泵的出口与降膜蒸发器的布液口一相连，下管箱分室一的出口与降膜循环泵一的入口相连；降膜循环泵一的出口与降膜蒸发器的布液口二相连，下管箱分室二的出口与降膜循环泵二的入口相连，降膜循环泵二的出口与降膜蒸发器的布液口三相连，以此类推，末级下管箱分室的出口与降膜分离器的底部出口共同与出料泵的入口相连；降膜蒸发器的不凝气排出口与抽真空系统相连，降膜分离器的顶部排汽口与蒸汽压缩机的入口管道相连，蒸汽压缩机的出口管道与降膜蒸发器的热媒进口相连。所述系统采用的降膜蒸发器对热敏性物料进行蒸发浓缩，可以实现低温蒸发，且停留时间较短，但是其采用单效蒸发，造成加热介质的浪费，以及物料蒸发回收不彻底的缺点。
CN 210751327U公开了一种多效蒸发器，所述多效蒸发器包括进料泵、一效结晶蒸发器、二校降膜蒸发器、三校降膜蒸发器、四校降膜蒸发器、冷凝器、二校分离器、三校分离器、四校分离器、第一预热器、第二预热器、第三预热器、第四预热器、固液分离器、冷凝水储罐、出料泵，所述的进料泵、第四预热器、四效降膜蒸发器、第三预热器、三效降膜蒸发器、第二预热器、二效降膜蒸发器、第一预热器、一效结晶蒸发器通过物料管路依次连接，所述的出料泵通过物料管路与固液分离器连接，所述固液分离器与离心机连接。所述装置在各效蒸发器前都增加了预热器，增加了所述多效蒸发器的制造成本以及运行成本，不利于大规模生产使用。
综上所述，现有的蒸发浓缩系统均存在加热介质的浪费，以及运行或制造成本过高的问题，因此，如何保证蒸发浓缩系统简单的情况下，还能够保证加热介质的高效利用，实现碳酸乙烯酯的高效蒸发浓缩，成为目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降膜蒸发器、蒸发浓缩装置系统及碳酸乙烯酯的处理方法。所述降膜蒸发器停留时间短，可以有效避免碳酸乙烯酯因多次循环而发生的聚合问题，且碳酸乙烯酯在降膜蒸发器中呈膜状蒸发，有很高的传热效率；所述蒸发浓缩装置系统将降膜蒸发与多效蒸发结合使用，可以尽可能多的将粗酯中的碳酸乙烯酯蒸发回收，同时还可以节省蒸汽，达到节省成本的目的。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种降膜蒸发器，所述降膜蒸发器包括外壳体；
所述外壳体顶部的中心部位穿设有物料入口通道；
所述外壳体底部的中心部位设置有物料出口通道；
所述外壳体的内部沿物料入口通道向下的方向依次设置有溢流堰、布液室和降膜蒸发室；
所述降膜蒸发室沿物料入口通道向下的方向依次设置有第一管板、换热管群以及第二管板。
采用本发明所述降膜蒸发器，物料由物料入口通道进入溢流堰，物料从溢流堰溢流至布液室，在布液室分布均匀后，物料在重力作用下降落至降膜蒸发室内加热蒸发，物料逐渐浓缩，浓缩后的液体通过物料出口通道排出所述降膜蒸发器。本发明所述降膜蒸发器可用于热敏性物料的蒸发回收，使用过程中停留时间较短，可以有效避免热敏性物料因多次循环而发生的聚合问题。
优选地，所述溢流堰设置于物料入口通道的正下方。
优选地，所述溢流堰呈筒状，包括底板和侧挡板。
优选地，所述侧挡板上设置有锯齿状的凹槽。
优选地，布液室包括第一分布板和第二分布板。
优选地，所述第一分布板和第二分布板之间的间距为100-500mm，例如可以是100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm或500mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一分布板和第二分布板的底板上分别设置有通孔。
本发明所述布液室与溢流堰的间距为150-300mm，且布液室内第一分布板与第二分布板的间距较小，使得物料自物料入口通道抵达降膜蒸发室的距离较短，因此物料在所述降膜蒸发器内具有较短的停留时间。
此外，溢流堰上设置的锯齿状凹槽，以及分布板上设置的通孔使得物料可以在较低的阻力下分散至第一管板，降低停留时间。
优选地，所述第一管板设置于降膜蒸发室的顶部，所述第二管板设置于降膜蒸发室的底部。
优选地，所述换热管群固定设置于第一管板和第二管板之间。
优选地，所述换热管群由50-2500根换热管组成，所述换热管的数目为50-2500根，例如可以是50根、300根、700根、1200根、1600根、2000根或2500根，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述换热管的顶端设置有布膜头。
本发明所述布膜头的入口端沿周向开设有通槽，使分散在第一管板上的液体沿切向均匀流入换热管内，并形成均匀的液膜，在换热管内部实现物料呈膜状蒸发的目的。
优选地，所述降膜蒸发室与物料出口通道间的外壳体具有膨胀节。
本发明所述膨胀节用于补偿换热管和壳体因壁温不同产生的热膨胀差，降低它们的轴向载荷，从而减小换热管、管板和壳体的温差应力，避免引起强度破坏、失稳破坏和管子拉脱破坏。
优选地，所述外壳体的外侧壁上设置有蒸汽入口管道以及冷凝液出口管道。
第二方面，本发明提供了一种包含第一方面所述降膜蒸发器的蒸发浓缩装置。
所述蒸发凝缩装置包括依次连接的进料单元、多效蒸发单元和冷凝单元；
所述多效蒸发单元包括至少两组串联连接的降膜蒸发装置；
所述降膜蒸发装置包括依次连接的降膜蒸发器和第一气液分离器。
本发明所述蒸发浓缩装置系统中相邻两组串联连接的降膜蒸发装置中，第一气液分离器的蒸汽产出口与相邻一组降膜蒸发装置中的降膜蒸发器的蒸汽入口管道相连接；第一气液分离器的液体产出口与相邻一组降膜蒸发装置中的降膜蒸发器的物料入口通道相连接。
优选地，所述进料单元包括依次连接的储料罐和进料泵。
优选地，所述冷凝单元包括依次连接的冷凝器与第二气液分离器。
优选地，所述储料罐通过进料泵与多效蒸发单元相连。
优选地，所述第一气液分离器底部的液体产出口与降膜蒸发器顶部的物料入口通道之间设置有动力传输装置。
优选地，所述动力传输装置包括动力泵。
优选地，所述多效蒸发单元中最后一组降膜蒸发装置中的第一气液分离器顶部的蒸汽产出口与冷凝器的蒸汽入口相连接。
优选地，所述多效蒸发单元中最后一组降膜蒸发装置中的第一气液分离器中的液体通过动力传输装置排出。
优选地，所述蒸发浓缩装置系统还包括混合装置。
优选地，所述混合装置用于混合降膜蒸发器产出的碳酸乙烯酯冷凝液。
优选地，所述混合装置的冷凝液出口与第二气液分离器的冷凝液入口相连接。
本发明第一组降膜蒸发装置所需的加热介质来源于外接蒸汽，由第一气液分离器分离得到的蒸汽作为加热介质输送至下一组降膜蒸发装置中，以达到蒸汽的循环利用，节省成本。
第三方面，本发明提供了一种基于第二方面所述蒸发浓缩装置系统的碳酸乙烯酯的处理方法。
所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品；
所述多效蒸发过程中蒸发的次数≥2次。
优选地，所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发、三效蒸发和四效蒸发。
优选地，所述一效蒸发的温度为130-155℃，例如可以是130℃、135℃、140℃、145℃、150℃或155℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述一效蒸发的压力为3-7kPa，例如可以是3kPa、3.5kPa、4kPa、4.5kPa、5kPa、5.5kPa、6kPa、6.5kPa或7kPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为15-50％，例如可以是15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述二效蒸发的温度为125-150℃，例如可以是125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述二效蒸发的压力为2.5-6.5kPa，例如可以是2.5kPa、3kPa、3.5kPa、4kPa、4.5kPa、5kPa、5.5kPa、6kPa或6.5kPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为15-50％，例如可以是15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述三效蒸发的温度为120-145℃，例如可以是120℃、125℃、130℃、135℃、140℃或145℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述三效蒸发的压力为2-6kPa，例如可以是2kPa、2.5kPa、3kPa、3.5kPa、4kPa、4.5kPa、5kPa、5.5kPa或6kPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为15-50％，例如可以是15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述四效蒸发的温度为115-140℃，例如可以是115℃、120℃、125℃、130℃、135℃或140℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述四效蒸发的压力为1.5-5.5kPa，例如可以是1.5kPa、2kPa、2.5kPa、3kPa、3.5kPa、4kPa、4.5kPa、5kPa或5.5kPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述四效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为15-50％，例如可以是15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的降膜蒸发器停留时间短，可以有效避免碳酸乙烯酯因多次循环而发生聚合的问题；
(2)本发明提供的降膜蒸发器在使用过程中碳酸乙烯酯呈膜状蒸发，有很高的传热效率；
(3)本发明提供的蒸发浓缩装置系统将降膜蒸发与多效蒸发结合使用，可以尽可能多的将粗酯中的碳酸乙烯酯蒸发回收，同时还可以节省蒸汽，达到节省成本的目的；
(4)本发明提供的蒸发浓缩装置系统使得碳酸乙烯酯的回收率可以达到80-90％。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的降膜蒸发器的结构示意图；
图2是本发明实施例1提供的蒸发浓缩装置系统；
其中，21为外壳体，22为物料入口通道，23为溢流堰，24为第一分布板，25为第二分布板，26为第一管板，27为第二管板，28为布膜头，29为换热管群，210为物料出口通道，211为蒸汽入口管道，212为冷凝液出口管道；
1为进料单元，2为多效蒸发单元，3为冷凝单元，1-1为储料罐，1-2为进料泵，2-1为降膜蒸发器，2-2为第一气液分离器，2-3为动力传输装置，3-1为冷凝器，3-2为第二气液分离器，4为混合装置。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
为了表明本发明所述碳酸乙烯酯的蒸发浓缩系统的处理效果，本发明具体实施方式所处理的粗碳酸乙烯酯具有相同的成分和含量，所述粗碳酸乙烯酯按质量百分比计包括：碳酸乙烯酯94wt％，环氧乙烷1wt％以及聚乙二醇5wt％。
实施例1
本实施例提供了一种如图1所示的降膜蒸发器，和如图2所示的蒸发浓缩装置系统。所述蒸发浓缩装置系统包含图1所示的降膜蒸发器。
所述降膜蒸发器包括外壳体21；所述外壳体21顶部的中心部位穿设有物料入口通道22；所述外壳体21底部的中心部位设置有物料出口通道210；
所述外壳体21的内部沿物料入口通道22向下的方向依次设置有溢流堰23、布液室和降膜蒸发室；
所述降膜蒸发室沿物料入口通道向下的方向依次设置有第一管板26、一组换热管29以及第二管板27。
所述溢流堰23设置于物料入口通道22的正下方；所述溢流堰23呈筒状，包括底板和侧挡板；所述侧挡板上设置有锯齿状的凹槽。
所述布液室包括第一分布板24和第二分布板25；所述第一分布板24和第二分布板25之间的间距为120mm；所述第一分布板24和第二分布板25的底板上分别设置有通孔。
所述第一管板26设置于降膜蒸发室的顶部，所述第二管板27设置于降膜蒸发室的底部；所述换热管群29固定设置于第一管板26和第二管板27之间；所述换热管群29由400根换热管组成；所述换热管的顶端设置有布膜头28。
所述降膜蒸发室与物料出口通道间的外壳体21上具有膨胀节；所述外壳体21的外侧壁上设置有蒸汽入口管道211以及冷凝液出口管道212。
所述蒸发浓缩装置系统包括依次连接的进料单元1、多效蒸发单元2以及冷凝单元3；所述进料单元1包括依次连接的储料罐1-1和进料泵1-2；所述多效蒸发单元2包括3组串联连接的降膜蒸发装置；所述降膜蒸发装置包括依次连接的降膜蒸发器2-1和第一气液分离器2-2；所述冷凝单元3包括依次连接的冷凝器3-1与第二气液分离器3-2。
所述储料罐1-1通过进料泵1-2与多效蒸发单元2相连；所述第一气液分离器2-2底部的液体产出口与降膜蒸发器2-1顶部的物料入口通道22之间设置有动力泵2-3。
所述多效蒸发单元2中最后一组降膜蒸发装置中的第一气液分离器2-2顶部的蒸汽产出口与冷凝器3-1的蒸汽入口相连接；所述多效蒸发单元2中最后一组降膜蒸发装置中的第一气液分离器中的液体通过动力泵2-3排出。
所述蒸发浓缩装置系统还包括混合装置4；所述混合装置4用于混合降膜蒸发器2-1产出的碳酸乙烯酯冷凝液；所述混合装置4的冷凝液出口与第二气液分离器3-2的冷凝液入口相连接。
实施例2
本实施例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1相同，所述降膜蒸发器与实施例1的区别仅在于第一分布板和第二分布板之间的间距为200mm。
实施例3
本实施例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1相同，所述降膜蒸发器与实施例1的区别仅在于第一分布板和第二分布板之间的间距为500mm。
实施例4
本实施例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1相同，所述降膜蒸发器与实施例1的区别仅在于第一分布板和第二分布板之间的间距为80mm。
实施例5
本实施例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1相同，所述降膜蒸发器与实施例1的区别仅在于第一分布板和第二分布板之间的间距为550mm。
实施例6
本实施例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1相同，所述降膜蒸发器与实施例1的区别仅在于换热管群29中换热管的数目为300根。
实施例7
本实施例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1相同，所述降膜蒸发器与实施例1的区别仅在于换热管群29中换热管的数目为50根。
实施例8
本实施例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1相同，所述降膜蒸发器与实施例1的区别仅在于换热管群29中换热管的数目为2550根。
实施例9
本实施例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述降膜蒸发器与实施例1相同，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1的区别仅在于多效蒸发单元2中包括两组串联连接的降膜蒸发装置。
实施例10
本实施例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述降膜蒸发器与实施例1相同，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1的区别仅在于多效蒸发单元2中包括五组串联连接的降膜蒸发装置。
对比例1
本对比例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述降膜蒸发器与实施例1相同，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1的区别仅在于多效蒸发单元2包括一组降膜蒸发装置。
对比例2
本对比例提供了一种降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统，所述蒸发浓缩装置系统与实施例1相同；所述降膜蒸发器为专利CN 208525847U具体实施方式中提供的降膜蒸发器。
应用例1
本应用例提供了一种采用实施例1提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发和三效蒸发；
所述一效蒸发的温度为152℃，所述一效蒸发的压力为6kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％；
所述二效蒸发的温度为141℃，所述二效蒸发的压力为4.1kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％；
所述三效蒸发的温度为125℃，所述三效蒸发的压力为2kPa，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％。
采用本应用例所述三效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为78.4％。
应用例2
本应用例提供了一种采用实施例2提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发和三效蒸发；
所述一效蒸发的温度为151℃，所述一效蒸发的压力为5.9kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为41％；
所述二效蒸发的温度为140.5℃，所述二效蒸发的压力为4kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为41％；
所述三效蒸发的温度为125℃，所述三效蒸发的压力为2kPa，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为41％。
采用本应用例所述三效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为79.5％。
应用例3
本应用例提供了一种采用实施例3提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发和三效蒸发；
所述一效蒸发的温度为149℃，所述一效蒸发的压力为5.6kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为42％；
所述二效蒸发的温度为138℃，所述二效蒸发的压力为3.7kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为42％；
所述三效蒸发的温度为122℃，所述三效蒸发的压力为1.8kPa，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为42％。
采用本应用例所述三效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为80.5％。
应用例4
本应用例提供了一种采用实施例4提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发和三效蒸发；
所述一效蒸发的温度为152℃，所述一效蒸发的压力为6kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为39％；
所述二效蒸发的温度为141.6℃，所述二效蒸发的压力为4.2kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为39％；
所述三效蒸发的温度为125.5℃，所述三效蒸发的压力为2.1kPa，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为39％。
采用本应用例所述三效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为77.3％。
应用例5
本应用例提供了一种采用实施例5提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发和三效蒸发；
所述一效蒸发的温度为149℃，所述一效蒸发的压力为5.6kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为42％；
所述二效蒸发的温度为137.2℃，所述二效蒸发的压力为3.65kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为42％；
所述三效蒸发的温度为120.5℃，所述三效蒸发的压力为1.7kPa，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为42％。
采用本应用例所述三效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为80.5％。
应用例6
本应用例提供了一种采用实施例6提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发和三效蒸发；
所述一效蒸发的温度为154℃，所述一效蒸发的压力为6.5kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为38％；
所述二效蒸发的温度为143℃，所述二效蒸发的压力为4.3kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为38％；
所述三效蒸发的温度为129℃，所述三效蒸发的压力为2.4kPa，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为38％。
采用本应用例所述三效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为76.2％。
应用例7
本应用例提供了一种采用实施例7提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发和三效蒸发；
所述一效蒸发的温度为155.6℃，所述一效蒸发的压力为6.5kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为36％；
所述二效蒸发的温度为145℃，所述二效蒸发的压力为4.5kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为36％；
所述三效蒸发的温度为131℃，所述三效蒸发的压力为2.7kPa，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为36％。
采用本应用例所述三效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为73.8％。
应用例8
本应用例提供了一种采用实施例8提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发和三效蒸发；
所述一效蒸发的温度为144℃，所述一效蒸发的压力为4.6kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为46％；
所述二效蒸发的温度为133℃，所述二效蒸发的压力为2.8kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为46％；
所述三效蒸发的温度为118℃，所述三效蒸发的压力为1.4kPa，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为46％。
采用本应用例所述三效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为84.2％。
应用例9
本应用例提供了一种采用实施例9提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发和二效蒸发；
所述一效蒸发的温度为152℃，所述一效蒸发的压力为6kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％；
所述二效蒸发的温度为141℃，所述二效蒸发的压力为4kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％。
采用本应用例所述二效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为64％。
应用例10
本应用例提供了一种采用实施例10提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发、三效蒸发、四效蒸发和五效蒸发、；
所述一效蒸发的温度为152℃，所述一效蒸发的压力为6kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％；
所述二效蒸发的温度为144℃，所述二效蒸发的压力为4.6kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％；
所述三效蒸发的温度为136℃，所述三效蒸发的压力为3.2kPa，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％；
所述四效蒸发的温度为128℃，所述四效蒸发的压力为2.3kPa，所述四效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％；
所述五效蒸发的温度为119℃，所述五效蒸发的压力为1.5kPa，所述五效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％。
采用本应用例所述五效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为92％。
对比应用例1
本对比应用例提供了一种采用对比例1提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行降膜蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述降膜蒸发的温度为126℃，所述降膜蒸发的压力为2.1kPa，降膜蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为40％。
对比应用例2
本对比应用例提供了一种采用对比例1提供的降膜蒸发器和蒸发浓缩装置系统对碳酸乙烯酯进行处理的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品。
所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发和三效蒸发；
所述一效蒸发的温度为152.8℃，所述一效蒸发的压力为6.1kPa，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为37％；
所述二效蒸发的温度为143℃，所述二效蒸发的压力为4.3kPa，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为37％；
所述三效蒸发的温度为126℃，所述三效蒸发的压力为2.1kPa，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为37％。
采用本应用例所述三效蒸发，碳酸乙烯酯的回收率为75％。
与应用例1对比可知，采用对比例2提供的降膜蒸发器对碳酸乙烯酯进行处理，蒸发过程中温度较高，回收率较低，使得处理成本升高，不利于工业化生产。
综上所述，本发明提供的降膜蒸发器停留时间短，可以有效避免碳酸乙烯酯因多次循环而发生的聚合问题，且碳酸乙烯酯在降膜蒸发器中呈膜状蒸发，有很高的传热效率；所述蒸发浓缩装置系统将降膜蒸发与多效蒸发结合使用，可以尽可能多的将粗酯中的碳酸乙烯酯蒸发回收，同时还可以节省蒸汽，达到节省成本的目的。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种降膜蒸发器，其特征在于，所述降膜蒸发器包括外壳体；
所述外壳体顶部的中心部位穿设有物料入口通道；
所述外壳体底部的中心部位设置有物料出口通道；
所述外壳体的内部沿物料入口通道向下的方向依次设置有溢流堰、布液室和降膜蒸发室；
所述降膜蒸发室沿物料入口通道向下的方向依次设置有第一管板、换热管群以及第二管板。
2.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述溢流堰设置于物料入口通道的正下方；
优选地，所述溢流堰呈筒状，包括底板和侧挡板；
优选地，所述侧挡板上设置有锯齿状的凹槽；
优选地，布液室包括第一分布板和第二分布板；
优选地，所述第一分布板和第二分布板之间的间距为100-500mm；
优选地，所述第一分布板和第二分布板的底板上分别设置有通孔。
3.根据权利要求1或2所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述第一管板设置于降膜蒸发室的顶部，所述第二管板设置于降膜蒸发室的底部；
优选地，所述换热管群固定设置于第一管板和第二管板之间；
优选地，所述换热管群由50-2500根换热管组成；
优选地，所述换热管的顶端设置有布膜头。
4.根据权利要求1-3任一项所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述降膜蒸发室与物料出口通道间的外壳体具有膨胀节；
优选地，所述外壳体的外侧壁上设置有蒸汽入口管道以及冷凝液出口管道。
5.一种碳酸乙烯酯的蒸发浓缩装置系统，其特征在于，所述蒸发浓缩装置系统包含权利要求1-4任一项所述的降膜蒸发器；
所述蒸发浓缩装置系统包括依次连接的进料单元、多效蒸发单元和冷凝单元；
所述多效蒸发单元包括至少两组串联连接的降膜蒸发装置；
所述降膜蒸发装置包括依次连接的降膜蒸发器和第一气液分离器。
6.根据权利要求5所述的蒸发浓缩装置系统，其特征在于，所述进料单元包括依次连接的储料罐和进料泵；
优选地，所述冷凝单元包括依次连接的冷凝器与第二气液分离器。
7.根据权利要求6所述的蒸发浓缩装置系统，其特征在于，所述第一气液分离器底部的液体产出口与相邻一组降膜蒸发装置中降膜蒸发器顶部的物料入口通道之间设置有动力传输装置；
优选地，所述动力传输装置包括动力泵；
优选地，所述多效蒸发单元中最后一组降膜蒸发装置中的第一气液分离器顶部的蒸汽产出口与冷凝器的蒸汽入口相连接；
优选地，所述多效蒸发单元中最后一组降膜蒸发装置中的第一气液分离器中的液体通过动力传输装置排出。
8.根据权利要求5-7任一项所述的蒸发浓缩装置系统，其特征在于，所述蒸发浓缩装置系统还包括混合装置；所述混合装置用于混合降膜蒸发器产出的碳酸乙烯酯冷凝液；
优选地，所述混合装置的冷凝液出口与第二气液分离器的冷凝液入口相连接。
9.一种如权利要求5-8任一项所述蒸发浓缩装置系统的碳酸乙烯酯的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：
将粗碳酸乙烯酯依次进行多效蒸发和冷凝后得到碳酸乙烯酯产品；
所述多效蒸发过程中蒸发的次数≥2次。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述多效蒸发包括一效蒸发、二效蒸发、三效蒸发和四效蒸发；
优选地，所述一效蒸发的温度为130-155℃；
优选地，所述一效蒸发的压力为3-7kPa；
优选地，所述一效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为15-50％；
优选地，所述二效蒸发的温度为125-150℃；
优选地，所述二效蒸发的压力为2.5-6.5kPa；
优选地，所述二效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为15-50％；
优选地，所述三效蒸发的温度为120-145℃；
优选地，所述三效蒸发的压力为2-6kPa；
优选地，所述三效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为15-50％；
优选地，所述四效蒸发的温度为115-140℃；
优选地，所述四效蒸发的压力为1.5-5.5kPa；
优选地，所述四效蒸发后碳酸乙烯酯的回收率为15-50％。
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CN115385888A (zh) * 2022-10-31 2022-11-25 山东海科新源材料科技股份有限公司 一种合成碳酸乙烯酯的生产装置及其方法

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