CN114370629B - 一种苯二酚产品精馏塔余热回收装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种苯二酚产品精馏塔余热回收装置,包括用于与苯二酚产品精馏塔出口连通的塔顶冷凝器、用于与塔顶冷凝器配合对苯二酚产品进行余热回收的导热油蒸发器,塔顶冷凝器的管程进口与苯二酚产品精馏塔出口连通,塔顶冷凝器的管程出口设置为冷凝物料接出口;在导热油蒸发器的管程与塔顶冷凝器的壳程之间连通有带导热油循环泵的导热油循环系统,在导热油蒸发器的壳程上连通有余热蒸汽自控调节系统、蒸发器上水自控系统和蒸发器排污自控系统。本申请能够使得产品塔顶气相得到充分冷凝,所冷凝产品温度精准,所回收的余热蒸汽能够得到充分利用,并且可以实现全自动控制。

Description

一种苯二酚产品精馏塔余热回收装置及方法
技术领域
本发明涉及药物生产技术领域,特别是一种苯二酚产品精馏塔余热回收装置,还涉及使用上述苯二酚产品精馏塔余热回收装置的回收方法。
背景技术
苯二酚是重要有机原料,主要用于显影剂、橡胶防老剂、橡胶粘合剂、塑料、合成树脂、合成纤维、防腐剂、稳定剂和抗氧剂也可作试剂、消毒剂等。
现有技术中,合成苯二酚的主要方法有以下几种:
1、邻苯二酚:
1.1、邻二氯苯法
该法是将邻二氯苯置于高压反应釜中,以氧化铜、氯化钡和醋酸钠为催化剂,用氢氧化钠进行碱熔,反应产物经酸化、过滤,再用醋酸丁酯萃取有机物,分离后得到邻苯二酚及少量的间苯二酚,醋酸丁酯分离后可循环再利用;但是,该法工艺流程长,设备腐蚀严重,副产物多,收率低,三废量大,生产成本高,现已淘汰;
1.2、邻氯苯酚碱解法
该法是将邻氯苯酚置于高压釜中,以硫酸铜和硫酸氢钠为催化剂,用氢氧化钠进行碱熔,反应产物经中和过滤后,再用醋酸丁酯萃取有机物,滤渣和废水分别处理,有机萃取物送入连续蒸馏塔,回收醋酸丁酯并循环使用,塔釜液经再次蒸馏得邻苯二酚和邻氯苯酚,邻氯苯酚循环使用;该法是制备邻苯二酚的传统生产方法,优点是生产成本较低,收率比邻二氯苯法高,但存在工艺流程长,设备腐蚀严重,原料及中间产物毒性大,废水、废渣量大,产品质量较差等缺点,国外已经淘汰,我国目前大部分厂家采用该法进行生产;
2、对苯二酚:
2.1、苯胺氧化法
该方法具有工艺成熟、反应容易控制、收率及产品纯度高等优点,但由于原料消耗高,生产过程中产生大量的硫酸锰、硫铵废液和铁泥,环境污染严重,并且由于反应料液中的稀硫酸腐蚀,设备费用高,锰资源的回收利用率低,在国外该方法基本上已被淘汰;
2.2、对二异丙苯过氧化法
对二异丙苯过氧化法,首先在酸性催化剂(磷酸硅藻士或A1C13)存在下,由苯与丙烯烷基化合成二l异丙摹苯,分离出对位异构体、间位异构体使其转位为对_异丙基苯,分离山的对二异丙荩苯与纯氧反应,fl-成二异丙基过氧化物,它再在酸性催化剂(如硫酸)存在下分解为对苯二酚与丙酬,产物经中和、萃取、分离、提纯后得成品。以对二异丙苯计,对苯二酚收率为80%左右;该方法与苯胺法相比较,具有总成本低(比苯胺法约低30%)、污染小等优点,但鉴于该方法副产物多,且成分复杂,产物分离比较困难;
2.3、双酚A法
苯酚和丙酮用浓盐酸催化反应生成双酚A,然后双酚A催化分解为异丙基苯酚和苯酚,异丙基苯酚氧化生成对苯二酚和丙酮,反应成的苯酚和丙酮返回制取双酚A,可循环使用,该工艺路线没有三废,无副产物,收率高因此经济效益好。
3、苯酚羟基化法
该法是以苯酚和过氧化氢为原料,磷酸盐、氧化钾等为催化剂、直接在苯酚上的邻位和对位发生羟基化反应,生成邻苯二酚和对苯二酚、间苯二酚,然后经精馏精制得邻苯二酚、对苯二酚以及间苯二酚产品;此法原料便宜易得,流程短,工艺简单,反应过程三废少,成本低,操作条件缓和,产品收率高,技术先进,有利于大规模工业化连续生产;但技术含量高,生产中用到高浓度的双氧水,对安全技术要求也高,目前世界上(中国外)只有法国罗纳—普朗克公司(采用RhonePoulenc法)、日本宇部兴产株式会社(宇部兴产法)及意大利埃尼公司采用此法进行生产。
目前,国内、国际采用上述工艺生产苯二酚产品塔顶冷凝器冷凝介质通常使用循环水直接冷凝,产品冷凝液温度不易控制、经常发生过冷致使冷凝器列管堵塞、产品塔顶气相显热被浪费、循环水壳程易结垢影响换热,严重的甚至发生安全事故,对产品塔稳定操作影响较大,不能实现自动化操作,产品质量达不到保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种冷凝产品温度精准、使所回收的余热蒸汽得到充分利用,并且能够实现全自动控制的苯二酚产品精馏塔余热回收装置。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了使用上述苯二酚产品精馏塔余热回收装置的回收方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种苯二酚产品精馏塔余热回收装置,包括用于与苯二酚产品精馏塔出口连通的塔顶冷凝器、用于与塔顶冷凝器配合对苯二酚产品进行余热回收的导热油蒸发器,塔顶冷凝器的管程进口与苯二酚产品精馏塔出口连通,塔顶冷凝器的管程出口设置为冷凝物料接出口;
在导热油蒸发器的管程与塔顶冷凝器的壳程之间连通有带导热油循环泵的导热油循环系统,在导热油蒸发器的壳程上连通有余热蒸汽自控调节系统、蒸发器上水自控系统和蒸发器排污自控系统。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的苯二酚产品精馏塔余热回收装置,在导热油蒸发器的管程内盛装有导热油,导热油循环系统包括连通在导热油蒸发器管程的下侧与塔顶冷凝器壳程的上侧之间的导热油输入管道、连通在连通在导热油蒸发器管程的上侧与塔顶冷凝器壳程的下侧之间的导热油输出管道,导热油循环泵安装在导热油输出管道上。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的苯二酚产品精馏塔余热回收装置,所述余热蒸汽自控调节系统包括连通在导热油蒸发器壳程顶部的余热蒸汽输出管道,在余热蒸汽输出管道上安装有余热蒸汽输出控制阀,在导热油循环系统内设置有与余热蒸汽输出控制阀联动配合的导热油冷油温度计,在导热油蒸发器的壳程上安装有与余热蒸汽输出控制阀联动配合的蒸汽压力表。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的苯二酚产品精馏塔余热回收装置,所述蒸发器上水自控系统包括连通在导热油蒸发器壳程上的软水输入管道,在软水输入管道上安装有软水输入控制阀,在导热油蒸发器的壳程上安装有与软水输入控制阀联动配合的蒸发器液位计。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的苯二酚产品精馏塔余热回收装置,所述蒸发器排污自控系统包括连通在导热油蒸发器壳程底部的排污管道,在排污管道上安装有排污控制阀,在导热油蒸发器壳程上安装有与排污控制阀联动配合的电导率监测计。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的苯二酚产品精馏塔余热回收装置,所述塔顶冷凝器为固定管板式换热器,塔顶冷凝器的换热管为缠绕式螺纹管,塔顶冷凝器的上下管箱均带有夹套或盘管、且夹套或盘管内可根据需要通入热媒实现伴热保温。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的苯二酚产品精馏塔余热回收装置,塔顶冷凝器的下管箱为冷凝器与回流罐一体式结构,作为回流罐使用,在下管箱上安装有真空抽气装置、温度计和液位计。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的苯二酚产品精馏塔余热回收装置,一种苯二酚产品精馏塔余热回收方法,其过程如下:
(1)苯二酚产品精馏塔输出的气相物料进入塔顶冷凝器的管程内,导热油蒸发器管程内的导热油通过导热油循环系统循环输入到塔顶冷凝器的壳程内;
(2)在塔顶冷凝器内,气相物料与导热油进行换热,气相物料换热降温后经冷凝物料接出口向外输出,导热油换热升温后返回导热油蒸发器;
(3)在导热油蒸发器内,导热油蒸发器管程内的导热油对导热油蒸发器壳程内的软水进行加热,使软水受热汽化产生蒸汽,经余热蒸汽自控调节系统向外输出;
(4)蒸发器上水自控系统根据导热油蒸发器壳程内的液位进行补水操作,蒸发器排污自控系统根据导热油蒸发器壳程内的软水指标进行排污操作。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的苯二酚产品精馏塔余热回收方法,在该方法中,通过调节导热油蒸发器的出汽压力来控制作为冷媒使用的导热油温度,导热油蒸发器的出汽压力为0.4~8MPa。
与现有技术相比,本发明能够实现全自动控制,通过调节导热油蒸发器的出汽压力控制作为冷媒使用的导热油温度,从而控制塔顶冷凝器内物料的温度,所控制温度精准,并能够完全回收塔顶高温气相物料的相变热晗,用于产生0.5~0.8MPa余热蒸汽,供生产使用,克服了传统的以循环水作为冷凝介质易使冷凝器过冷堵管、塔顶冷凝器物料温度不易控制、冷凝器壳程结垢堵塞、余热浪费、运行不稳定、产品质量达不到保证等问题。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参照图1,一种苯二酚产品精馏塔余热回收装置,包括塔顶冷凝器1、导热油蒸发器2、带导热油循环泵的导热油循环系统3、余热蒸汽自控调节系统4、蒸发器上水自控系统5、蒸发器排污自控系统6,
塔顶冷凝器1为固定管板式换热器,换热管为缠绕式螺纹管,上、下管箱均带有夹套或盘管,且夹套或盘管内可根据需要通入热媒实现伴热保温;
塔顶冷凝器1上管箱顶部接入产品精馏塔高温气相物料,下管箱底部为冷凝物料接出口;
塔顶冷凝器1下管箱作为回流罐使用,为冷凝器与回流罐一体式结构;下管箱安装有真空抽气装置和温度计、液位计,以满足生产工艺控制要求;
塔顶冷凝器1壳程下侧和上侧分别为循环冷凝导热油进油、回油接口,通过导热油循环自动控制系统调整冷凝参数;
导热油循环系统3,包含有导热油循环泵、导热油流量计、导热油温度计及导热油补油压力平衡装置;
蒸汽发生器主要结构为U型换热管、管箱、蒸发器管壳、汽水分离室、丝网除沫装置及蒸汽接口、安全阀接口、液位计接口、压力表接口、上水口、连续排污口、底部排污口、电导率监测接口、支座等。其主体材质为Q245R、20#钢;
所述的蒸汽发生器的管程接入导热油循环系统3,壳程为接入软水,通过蒸发汽化,控制导热油系统温度,从而控制塔顶冷凝器1物料温度;
余热蒸汽自控调节系统4从蒸发器顶部蒸汽接管口,接出,通过调节阀与循环导热油冷油温度T1实行内环自动调节、与蒸汽压力P1实行外环自动调节;所产生余热蒸汽通过管网接入生产系统二次使用;
导热油蒸发器2的水位由蒸发器上水自控系统5实现自控:设定蒸发器液位L1上下限范围,连锁调节阀实现自动补水;
通过蒸发器排污自控系统6严格控制蒸发器水质指标:蒸发器安装有电导率监测计,设定电导率值,通过排污调节阀自动排污,精准保障蒸发器中软水指标,以保障蒸发器安全运行;
所述的苯二酚产品精馏过程中塔顶温度达到180~220℃,物料汽化量通常达到5~10t/h,余热量较大,使用导热油蒸发器2控制蒸汽压力0.4~8MPa,来调节冷凝导热油温度为160~170℃,即保障了良好的冷凝效果,使得产品塔顶气相得到充分冷凝,所冷凝产品温度精准;所回收的余热蒸汽得到充分利用;
优选的,导热油蒸发器2控制蒸汽压力0.5~8MPa;
与传统塔顶冷凝器1使用循环水冷凝相比,本申请能够实现全自动控制,通过调节导热油蒸发器2出汽压力控制作为冷媒使用的导热油温度,从而控制塔顶冷凝器1物料温度,所控制温度精准,并能够完全回收塔顶高温气相物料的相变热晗,用于产生0.4~0.8MPa余热蒸汽,供生产使用,克服了传统的以循环水作为冷凝介质易使冷凝器过冷堵管、塔顶冷凝器1物料温度不易控制、冷凝器壳程结垢堵塞、余热浪费、运行不稳定、产品质量达不到保证等。

Claims (8)

1.一种苯二酚产品精馏塔余热回收方法,其特征在于:该方法使用苯二酚产品精馏塔余热回收装置,苯二酚产品精馏塔余热回收装置包括用于与苯二酚产品精馏塔出口连通的塔顶冷凝器、用于与塔顶冷凝器配合对苯二酚产品进行余热回收的导热油蒸发器,塔顶冷凝器的管程进口与苯二酚产品精馏塔出口连通,塔顶冷凝器的管程出口设置为冷凝物料接出口;
在导热油蒸发器的管程与塔顶冷凝器的壳程之间连通有带导热油循环泵的导热油循环系统,在导热油蒸发器的壳程上连通有余热蒸汽自控调节系统、蒸发器上水自控系统和蒸发器排污自控系统;
其过程如下:
(1)苯二酚产品精馏塔输出的气相物料进入塔顶冷凝器的管程内,导热油蒸发器管程内的导热油通过导热油循环系统循环输入到塔顶冷凝器的壳程内;
(2)在塔顶冷凝器内,气相物料与导热油进行换热,气相物料换热降温后经冷凝物料接出口向外输出,导热油换热升温后返回导热油蒸发器;
(3)在导热油蒸发器内,导热油蒸发器管程内的导热油对导热油蒸发器壳程内的软水进行加热,使软水受热汽化产生蒸汽,经余热蒸汽自控调节系统向外输出;
(4)蒸发器上水自控系统根据导热油蒸发器壳程内的液位进行补水操作,蒸发器排污自控系统根据导热油蒸发器壳程内的软水指标进行排污操作。
2.根据权利要求1所述的苯二酚产品精馏塔余热回收方法,其特征在于:在导热油蒸发器的管程内盛装有导热油,导热油循环系统包括连通在导热油蒸发器管程的下侧与塔顶冷凝器壳程的上侧之间的导热油输入管道、连通在导热油蒸发器管程的上侧与塔顶冷凝器壳程的下侧之间的导热油输出管道,导热油循环泵安装在导热油输出管道上。
3.根据权利要求1所述的苯二酚产品精馏塔余热回收方法,其特征在于:所述余热蒸汽自控调节系统包括连通在导热油蒸发器壳程顶部的余热蒸汽输出管道,在余热蒸汽输出管道上安装有余热蒸汽输出控制阀,在导热油循环系统内设置有与余热蒸汽输出控制阀联动配合的导热油冷油温度计,在导热油蒸发器的壳程上安装有与余热蒸汽输出控制阀联动配合的蒸汽压力表。
4.根据权利要求1所述的苯二酚产品精馏塔余热回收方法,其特征在于:所述蒸发器上水自控系统包括连通在导热油蒸发器壳程上的软水输入管道,在软水输入管道上安装有软水输入控制阀,在导热油蒸发器的壳程上安装有与软水输入控制阀联动配合的蒸发器液位计。
5.根据权利要求1所述的苯二酚产品精馏塔余热回收方法,其特征在于:所述蒸发器排污自控系统包括连通在导热油蒸发器壳程底部的排污管道,在排污管道上安装有排污控制阀,在导热油蒸发器壳程上安装有与排污控制阀联动配合的电导率监测计。
6.根据权利要求1所述的苯二酚产品精馏塔余热回收方法,其特征在于:所述塔顶冷凝器为固定管板式换热器,塔顶冷凝器的换热管为缠绕式螺纹管,塔顶冷凝器的上下管箱均带有夹套或盘管、且夹套或盘管内可根据需要通入热媒实现伴热保温。
7.根据权利要求6所述的苯二酚产品精馏塔余热回收方法,其特征在于:塔顶冷凝器的下管箱为冷凝器与回流罐一体式结构,作为回流罐使用,在下管箱上安装有真空抽气装置、温度计和液位计。
8.根据权利要求1所述的苯二酚产品精馏塔余热回收方法,其特征在于:在该方法中,通过调节导热油蒸发器的出汽压力来控制作为冷媒使用的导热油温度,导热油蒸发器的出汽压力为0.4~8MPa。
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