CN116617818A - 一种用于大规模顺酐气体吸收的生产方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于顺酐生产技术领域,具体涉及一种用于大规模顺酐气体吸收的生产方法及装置。本发明的设计在于顺酐吸收塔的规模扩大后,采用泡罩塔盘和浮阀‑固阀复合塔盘结合的形式,通过气孔合理分布的气体分布器使大流量的进气分布均匀,增加了塔盘液层气含率的均匀性,增加操作的稳定性;采用捕集器,减少雾沫夹带,尤其是捕集器内采用了折流板和上下两层除沫器,大大降低了尾气中的顺酐含量,提升了顺酐吸收率;采用了循环冷却管线,通过循环冷却器将冷却至48℃的冷顺酐溶液送入吸收塔塔盘上进行循环吸收,降低了吸收塔的操作温度,利于顺酐吸收的进行,提高了吸收效率,增强了塔内温度分布的均匀性,避免了塔的堵塞。
Description
技术领域
本发明属于顺酐生产技术领域,具体涉及一种用于大规模顺酐气体吸收的生产方法及装置。
背景技术
顺酐,又称顺丁烯二酸酐,马来酸酐等,斜方晶系无色针状或片状晶体,有强烈刺激气味,溶于乙醇、乙醚和丙酮,难溶于石油醚和四氯化碳,与热水作用而成马来酸,主要用于生产不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、农药马拉硫磷、高效低毒农药4049和长效碘胺的原料。
目前,按原料路线,顺酐的生产方法可分为苯氧化法、正丁烷氧化法。反应后从含顺酐气体中吸收出顺酐的方法,一般分为有机溶剂吸收法和水吸收法。水吸收工艺中会产生大量含富马酸和丙烯酸的酸水,并且水吸收工艺只适合于间歇操作,不利于大规模生产,该工艺已逐渐淘汰。目前主要的顺酐生产工艺以溶剂吸收为主,溶剂主要为DIBE或DBP。溶剂再生都是以水洗为主,除去顺酐生产过程中的部分丙烯酸、乙酸、及焦油等杂质。
但是目前的顺酐的生产装置——吸收塔和解吸塔规模较小,投资较高,操作复杂,生产效率较低,因此有必要对其规模由5万吨扩大为15-20万吨。但是吸收塔和解吸塔规模扩大后存在以下问题:
1)现有的工艺是根据原塔的规模计算来的,难以照搬;
2)一般的吸收塔进气方向为竖直向上进气,气体分布器为1.5倍入口直径,不能覆盖整个吸收塔横截面;但是扩大规模的吸收塔为侧进气,采用现有气体分布器容易导致气体分布不均匀;
3)目前吸收塔中使用的固阀塔板流通量固定,操作弹性小,难以根据进气量的大小调整开度,不能满足顺酐大规模生产需求;
4)吸收塔顶尾气中顺酐含量较高,降低顺酐收率;
5)大规模塔体对液体温度分布均匀的要求较高,局部温度低容易导致堵塞;
6)现有技术中解吸塔由于规模小,塔顶液体回流量也小,因此其回流装置与塔体是一体的,针对规模扩大后的解吸塔,现有回流装置无法承载大的回流。
因此,需要对大规模顺酐气体吸收的生产装置及方法进行改进。
发明内容
为了解决现有技术中提到的上述问题,本发明提供了一种用于大规模顺酐气体吸收的生产方法及装置。
本发明采用如下技术方案:
一种用于大规模顺酐气体吸收的生产方法,该方法包括如下步骤:
第一步、吸收:反应生成气从侧面进入吸收塔后通过气体分布器均匀地上升;新鲜DBP溶剂即贫溶剂从吸收塔最上一层泡罩塔盘上进入,上升的反应生成气与贫溶剂在该塔盘上进行充分接触和溶解吸收后,反应生成气中的顺酐被溶解在下降的贫溶剂中,在每一层塔盘上发生气液接触,气相上升,液相溢流至下一层的浮阀-固阀复合塔盘上,最终在底部的缩颈式吸收塔塔釜内形成顺酐溶液;吸收塔塔釜上设有两套液位计进行在线检测;吸收塔塔釜底部设有釜液在线分析仪以对热顺酐溶液中的顺酐浓度进行检测;当顺酐浓度达到18%,小部分溶液进入解吸塔,大部分溶液通过循环冷却器将冷却的冷顺酐溶液送回塔盘进行循环吸收;塔盘上经过DBP溶剂吸收后的尾气从塔顶经过捕集器后,分离出含DBP的液体回收使用,尾气则通过尾气调节阀排出;
第二步、解吸:解吸塔由三段填料层构成:上部的第一、二段采用规整填料填充,底部第三段采用散堆鲍尔环填充;顺酐溶液自吸收塔经所述循环冷却器冷却成为富溶剂即DBP溶剂,经预热器加热后自第三段填料层上方进入解吸塔;解吸塔底部沉积的贫溶剂被解吸塔循环泵输送至再沸器并通过蒸汽加热,气相再输送回缩颈式解吸塔塔釜内,返塔后高温液体中上升的气相与进解吸塔的富溶剂在第三段填料层相遇使得富溶剂中的顺酐以气相从溶剂中解吸出来与上升气形成混合物,上升的气相混合物在经过上部两段填料层时,分别与塔内下降液流即粗酐进行气液接触和真空蒸馏后,轻组分即顺酐上升,重组分逐步下降至解吸塔塔釜,使得出塔的混合气绝大部分为轻组分气态顺酐和少量惰性气体,从解吸塔顶出来的混合气再经过解吸塔冷凝器冷凝,并进入回流罐;在回流罐内,液相物料经过解吸塔回流泵作为粗酐回流进解吸塔,不凝气相通过蒸汽喷射泵及罗茨真空泵排出;回流的液相物料在第一段填料层内与上升气相重新接触进行真空蒸馏,从该填料层下降出来的液相为纯度较高的粗顺酐,经第一段填料层下方的集油箱和采出泵侧线采出;部分粗顺酐强制返回第二段填料层进行气液接触继续解吸。
进一步的,在吸收塔的反应生成气进料中,顺酐的含量为3.55wt%,质量流量为19904kg/h;在排出的尾气中,残留的顺酐含量为0.03wt%,质量流量为184kg/h,整个生产方法中顺酐的吸收率为99%。
本发明还公开了一种用于大规模顺酐气体吸收的装置,该装置包括年产15~20万吨顺酐的吸收塔和解吸塔;在吸收塔内设有25块塔盘,上面两层为泡罩塔盘,下面23层采用浮阀-固阀复合塔盘;所述浮阀-固阀复合塔盘中的固阀和浮阀以环形阵列的形式设置在同一块塔盘上,所述浮阀多层环布在塔盘中心处,固阀多层环布在浮阀的外侧,且固阀的高度高于浮阀;固阀之间以及外侧混布有多层筛孔,筛孔直径小于固阀及浮阀。
进一步的,所述固阀与浮阀的总面积比为1:2,所述浮阀直径为8-16mm;固阀直径为15-50mm;筛孔直径为5-15mm,浮阀在所在塔盘上的开孔面积占比为19%。
进一步的,所述吸收塔的气体进气口处设置有气体分布器,所述气体分布器覆盖整个吸收塔的横截面;且在整个气体分布器的平面上设有三种直径不同的气孔,且距离进气口越近,气孔直径越小;按照直径从大至小排列,分别为气孔一、气孔二和气孔三,气孔三距离进气口最近,气孔二次之,气孔一距离进气口最远;所述气孔一和气孔三所在区域在整个气体分布器上的面积占比均为四分之一,其气孔一和气孔三相对设置,所述气孔二分为相对的两个区域,分别设在气孔一和气孔三的两侧。
进一步的,所述气孔一的直径为φ5-φ20,其开孔面积在整个气体分布器上的面积占比为5%-10%;气孔二直径范围为φ10-φ20,其开孔面积在整个气体分布器上的面积占比为15%-20%;气孔三直径范围为φ15-φ30,其开孔面积在整个气体分布器上的面积占比为25%-40%。
进一步的,所述吸收塔塔顶还设有捕集器,用于捕集10微米以上的液滴;所述捕集器包括设在底部的圆形筛板,筛板上均布有直径相等的筛孔;筛板上方设有折流板,折流板的顶部和底部各设有一层丝网式除沫器。
进一步的,所述折流板包括等间距布置的多个折流通道,所述折流板外周还设有环形侧壁板,且所述侧壁板设有从下至上孔径逐渐减小的侧壁孔;在折流通道内,尾气中的液滴经过多个折流单元的冲撞和折返;每个折流单元包括四块折流板,从下至上分别为第一竖直板、右倾板、第二竖直板、左倾板,尾气中的液滴在每个折流单元内经过竖直向上、碰撞右倾板向右折流、竖直向上、碰撞左倾板向左折流四个过程并进入下一折流单元重复上述过程;尾气中夹带顺酐的液滴被连续捕集并落入下方的除沫器内。
进一步的,所述右倾板与第一竖直板之间的夹角为140度,左倾板与第二竖直板的夹角也为140度,且折流通道的宽度为20mm;第一竖直板、右倾板、第二竖直板、左倾板在竖直方向的高度均为35mm。
进一步的,在所述吸收塔塔釜出口与吸收塔第8层塔盘之间增加循环冷却管线;所述循环冷却管线包括吸收塔釜液泵,循环液调节阀和循环冷却器,吸收塔塔釜中107°C的液体通过吸收塔釜液泵进入循环冷却器冷却,冷却至48℃后送入吸收塔第8层塔盘上进行循环吸收,部分溶液则进入解吸塔;所述循环冷却器为全焊接式板式换热器。
本发明提供的技术方案,具有如下的有益效果:
本发明是顺酐生产规模在现有基础上扩大为15-20万吨后,对工艺和装置进行的改进,主要技术效果如下:
1、改进后的工艺完全适应大规模的吸收塔和解吸塔,顺酐吸收率达到了99%,满足大规模生产的需求;
2、采用的气体分布器通过对气孔直径和分布位置的合理设计,满足大进气量条件下的气体均布要求;
3、采用泡罩塔盘和浮阀-固阀复合塔盘结合的形式,增加了塔盘液层气含率的均匀性,增加操作的稳定性,有利于气液传质,提高塔板效率,也可以提高气液传质效果,减少雾沫夹带,也可增加操作弹性,操作弹性可达30~130%;
4、采用捕集器,尤其是捕集器内设有折流板和上下两层除沫器,可以将10微米以上的液滴95-98%捕集下来,大大降低了尾气中的顺酐含量,提升了顺酐吸收率;
5、采用了循环冷却管线,通过循环冷却器将冷却至48℃的冷顺酐溶液送入吸收塔塔盘上进行循环吸收,降低了吸收塔的操作温度,利于顺酐吸收的进行,提高了吸收效率,增强了塔内温度分布的均匀性,避免了塔的堵塞;
6、解吸塔的塔外设有回流罐,可以承载大的回流。
附图说明:
图1为本发明的整体工艺流程图;
图2为本发明的气体分布器的俯视图;
图3为本发明的浮阀-固阀复合塔盘的俯视图;
图4为本发明的浮阀俯视图;
图5为本发明的捕集器的展开图;
图6为本发明的折流单元示意图;
图7为本发明的侧壁板展开图;
图8为本发明的筛板俯视图。
其中,1、吸收塔;2、气体分布器;21、气孔一;22、气孔二;23、气孔三;3、泡罩塔盘;4、浮阀-固阀复合塔盘;41、浮阀;42、固阀;43、筛孔;5、液位计;6、在线分析仪;7、釜液泵;8、循环冷却器;9、循环液调节阀;10、吸收塔塔釜;11、捕集器;11-1、折流板;11-1a、第一竖直板;11-1b、右倾板;11-1c、第二竖直板;11-1d、左倾板;11-2、除沫器;11-3、侧壁板;11-3a、侧壁孔;11-4、筛板;11-4a、筛孔;13、喷淋清洗装置;14、尾气调节阀;
20、解吸塔;21、预热器;22、循环泵;23、再沸器;24、冷凝器;25、回流罐;26、回流泵;27、采出泵;28、蒸汽喷射泵;29、罗茨真空泵;30、集油箱;31、解吸塔调节阀;32、第一段填料层;33、第二段填料层;34、第三段填料层;35、解吸塔塔釜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只是作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示,本发明的顺酐气体吸收生产方法涉及到吸收和解吸两部分工艺,首先,说明本发明的工艺原理:
1、吸收:本发明采用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为吸收溶剂,含有顺酐的反应生成气体进入到吸收塔底部被循环的DBP溶剂吸收。在吸收塔内,顺酐吸收和冷却过程同时发生,当反应生成气体被循环的溶剂冷却时,气体内的顺酐同时被溶剂吸收,含有少量有机物(氧化反应副产物)的尾气从吸收塔顶排出。吸收塔分为两段吸收,反应生成气体中的绝大部分顺酐被塔下部循环的富溶剂有效吸收,塔顶进入的新鲜溶剂(贫溶剂)作为反应生成气体的二级吸收,对气体进行最终洗涤,使顺酐得到全部吸收,同时贫溶剂起到作为循环富溶剂的补充和调节顺酐浓度的作用。
2、解吸:解吸的过程就是将溶剂与其吸收的顺酐分离的过程,解吸后得到的贫溶剂循环到吸收塔使用,得到的粗顺酐外输并进一步精制。因为升温和减压有利于解吸过程,解吸采用塔釜加热,塔顶减压的精馏生产工艺。由于降低压力可以使混合物中各馏分的沸点相应下降,从而避免了物料及溶剂在较高温度下发生热破坏反应。通过塔釜再沸器给液体混合物加热,利用混合物中溶剂、粗酐等各组分挥发度不同,其中轻组分自塔顶分离,粗顺酐经侧线采出,其余回流,重组分为溶剂经回收后循环使用。
在了解工作原理后,以下通过两个实施例对本发明进行进一步介绍:
实施例1
本发明的一种用于大规模顺酐气体吸收的生产方法,该方法包括如下步骤:
1、吸收:温度为133℃反应生成气3101从侧面进入吸收塔1,通过气体分布器2后均匀地上升;吸收塔内设有25块塔盘,温度为60℃的新鲜DBP溶剂(贫溶剂)3105从吸收塔最上一层泡罩塔盘3上进入,上升的反应生成气与贫溶剂在该塔盘上进行充分接触和溶解吸收后,反应生成气中的顺酐被溶解在下降的贫溶剂中,在每一层塔盘上发生气液接触,气相上升,液相溢流至下一层的浮阀-固阀复合塔盘4上,最终在底部的缩颈式吸收塔塔釜10内形成107℃的顺酐溶液;吸收塔塔釜10上设有两套液位计5进行在线检测,以防液位计堵塞,且便于在线检修;吸收塔塔釜10底部设有釜液在线分析仪6以对热顺酐溶液3102中的顺酐浓度进行检测,当顺酐浓度达到18%,小部分溶液则进入解吸塔2,大部分溶液通过循环冷却器将冷却至48℃的冷顺酐溶液(富溶剂)3103送入吸收塔第8层塔盘上进行循环吸收;塔盘上经过DBP溶剂吸收后的尾气从塔顶经过捕集器后,分离出含DBP的液体回收使用,尾气3104则通过尾气调节阀(13)排出,排出温度70℃。
2、解吸:解吸塔由三段填料层构成:上部的第一、二段采用规整填料填充,高度分别为1800mm、3500mm,底部第三段采用散堆鲍尔环填充,高度为6000mm。经循环冷却器冷却的富溶剂3201经预热器21加热至177℃,然后自第三段填料层34上方进入解吸塔。解吸塔底部沉积的贫溶剂3204被解吸塔循环泵23输送至再沸器22并通过蒸汽加热至198℃,气相再输送回缩颈式解吸塔塔釜36内,返塔后高温液体中上升的气相与进解吸塔的富溶剂在第三段填料层相遇使得富溶剂中的顺酐以气相从溶剂中解吸出来与上升气形成混合物,上升的气相混合物在经过上部两段填料层时,分别与塔内下降液流(粗酐)进行气液接触和真空蒸馏后,轻组分(顺酐)上升,重组分逐步下降至解吸塔塔釜,使得出塔的96℃混合气绝大部分为轻组分气态顺酐和少量惰性气体,从解吸塔顶出来的混合气3203再经过解吸塔冷凝器24冷凝,并进入回流罐25,在回流罐25内,液相物料3206经过解吸塔回流泵26作为粗酐回流进解吸塔,其温度66℃,含顺酐约99%,不凝气相3205通过2级蒸汽喷射泵28及罗茨真空泵29排出,回流罐内的压力维持在3kPaA。回流的液相物料3206在第一段填料层32内与上升气相重新接触进行真空蒸馏,从该填料层下降出来的液相为纯度较高的粗顺酐3202,温度为99℃,含顺酐约99.5%,经第一段填料层下方的集油箱30和采出泵27侧线采出。为维持塔内有持续下降液相与上升气相接触采出,侧线采出的粗顺酐需要通过解吸塔调节阀31进入第二段填料层33继续解吸。
吸收塔物料平衡数据如表1所示:
表1 吸收塔物料平衡数据
解吸塔物料平衡数据如表2所示:
表2 解吸塔物料平衡数据
由上方两表可见,在吸收塔的反应生成气进料中,顺酐质量流量为19904kg/h,含量为3.55wt%;经过以上工艺处理,在尾气3104中,残留的顺酐为184kg/h,含量为0.03wt%,也就是说,出料物流3104与进料3101相比,顺酐的吸收率为99%,达到了本发明的目的。
基于上述工艺原理,如图2~8所示,本发明还提供了一种用于大规模顺酐气体吸收的装置,包括年产15~20万吨的吸收塔1和解吸塔2;
所述吸收塔1为8~12m大直径(现有技术中的塔径一般为8m以下)板式塔,具体的,年产15万吨顺酐的吸收塔直径为10.3m,年产20万吨顺酐的吸收塔直径为12m;经工艺计算,塔内共设有25块塔盘;塔盘是指板式塔中提供气液传质和传热场所的主要部件,通常有三种类型,分别为固阀塔盘、浮阀塔盘和泡罩塔盘3;本发明中塔内上面两层为泡罩塔盘3,下面23层采用浮阀-固阀复合塔盘4。
所述浮阀-固阀复合塔盘4中的固阀42和浮阀41以环形阵列的形式设置在同一块塔盘上,所述浮阀41多层环布在塔盘中心处,固阀42多层环布在浮阀41的外侧,且固阀42的高度高于浮阀41;固阀42之间以及固阀外侧混布有多层筛孔43,筛孔43直径小于固阀42及浮阀41的直径。
通常,在只有固阀42的塔板上,筛孔只开设在在固阀42孔外侧;固阀42和筛孔是常开的,而浮阀41的开度要根据流量大小进行调整;在浮阀-固阀复合塔盘4中,流体向上通过固阀42后,由于泡罩塔盘3的存在,流体会在复合塔盘上方横向流动,而大的压力会造成浮阀41上部压力过大而打不开,因此本发明中固阀42之间以及外侧混布有多层小直径的筛孔43,从而利用筛孔形成气体导向流道扰乱固阀42内的气流,从而降低气体对浮阀41开度的影响。经过模拟验证,固阀42、浮阀41和筛孔43的直径、数量、开孔布范围需要合理设计,才可以达到上述技术效果,固阀与浮阀41的总面积比约为1:2,所述浮阀41直径为8-16mm;固阀42直径为15-50mm;筛孔直径为5-15mm,从而实现调节流体阻力,气液均匀混合。以15万吨吸收塔1为例,反应气进气流量为439537m3/hr,浮阀41在所在塔盘上的开孔面积占比为19%,每个阀孔面积175mm2,采用大孔径浮阀41增加流通量,可满足大规模生产需求至年产20万吨顺酐。
此外,相较于单纯的固阀塔盘,用浮阀41代替部分筛孔,可以阻挡了部分液体泄漏,且气体流速达到设计流速的20%~30%时,固阀42打开,浮阀41关闭,仅保留最小开度,随着气体流速不断增大,浮阀41开度不断增大,增加了塔盘液层气含率的均匀性,有利于气液传质,提高塔板效率,也可以提高气液传质效果,减少雾沫夹带,也可增加操作弹性,操作弹性(指进入吸收塔1的反应生成气的流量,随着生产波动而产生变化的适应能力)可达30~130%。在所述吸收塔1的气体进气口处设置有气体分布器2;以年产15万吨顺酐的吸收塔为例,反应气进气管道为DN2200,进气流速30m/s,经气体分布后流速为36~45m/s,由于塔径较大,为使气体均匀分布,设置在管口处的气体分布器2或是进气挡板结构尺寸较大,占据较大的内部空间,故而选取一种板式分布器,通过调整开孔尺寸和分布的方式调整气体阻力,使气体通过分布板后,达到流量均布的效果。
由于本发明的吸收塔1为侧面进气,所述气体分布器2覆盖整个吸收塔1的横截面;本发明中,进气管的直径为DN2200,为了根据进气流量和流速设置不同的进气阻力以实现气体分布均匀的目的,且在整个气体分布器2的平面上设有三种直径不同的气孔,且距离进气口越近,气孔直径越小,阻力越大;按照气孔直径从大至小排列,分别为气孔一21、气孔二22和气孔三23;经过模拟计算,所述气孔一21和气孔三23所在区域在整个气体分布器2上的面积占比均为四分之一,其气孔一21和气孔三23相对设置,气孔三23距离进气口最近,气孔二22次之,气孔一21距离进气口最远,所述气孔二22分为相对的两个区域,分别设在气孔一21和气孔三23的两侧;所述气孔一21的直径为φ5-φ20,其开孔面积在整个气体分布器2上的面积占比为5%-10%;气孔二22直径范围为φ10-φ20,其开孔面积在整个气体分布器2上的面积占比为15%-20%;气孔三23直径范围为φ15-φ30,其开孔面积在整个气体分布器2上的面积占比为25%-40%。
为了降低尾气中液滴夹带顺酐的量,所述吸收塔1塔顶还增设有捕集器11,所述捕集器11包括设在底部的圆形筛板11-4,筛板上方设有折流板11-1,折流板的顶部和底部各设有一层高效丝网式除沫器11-2;
所述折流板高度为2000mm;除沫器为标准件,型号为HG/T21618,高度为300mm,该结构捕集器的设置可以减少雾沫夹带,分别对不同粒径的液滴进行捕集,可以将10微米以上的液滴95-98%捕集下来;在捕集器顶部增加喷淋冲洗,在堵塞时用DBP贫溶剂对除沫器11-2的丝网进行在线清洗,以便连续操作。
优选的,所述筛板上均布有直径相等的筛孔11-4a,折流板包括等间距布置的多个折流通道;在折流通道内,尾气中的液滴要经过过多个折流单元的冲撞和折返,每个折流单元包括四块折流板,从下至上分别为第一竖直板11-1a、右倾板11-1b、第二竖直板11-1c、左倾板11-1d,尾气中的液滴在每个折流单元内经过竖直向上、碰撞右倾板11-1b向右折流、竖直向上、碰撞左倾板11-1d向左折流四个过程并进入下一折流单元重复上述过程;由此可使尾气中夹带顺酐的液滴被连续捕集并落入下方丝网式除沫器11-2内。
在本发明的折流板中,右倾板11-1b和左倾板11-1d的倾角越小、折流通道间距越大、液滴在设备径向上的捕集量也就越小,但是气体流通速率越高;反之亦然,因此为了寻求捕集效果和捕集效率的平衡,本发明限定右倾板11-1b与第一竖直板11-1a之间的夹角β为140度,左倾板11-1d与第二竖直板11-1c的夹角也为140度,且折流通道的宽度L为20mm;第一竖直板11-1a、右倾板11-1b、第二竖直板11-1c、左倾板11-1d在竖直方向的高度H均为35mm。右倾板11-1b与第一竖直板11-1a之间的夹角的选取,综合考虑了折流板安装的“密实度”和气液混合物的流动阻力的因素,从而获得最佳的气液分离率。
所述折流板外侧设有一圈固定在筛板上表面的环形侧壁板11-3;且所述侧壁板11-3上设有从下至上孔径逐渐减小的侧壁孔11-3a,该结构有两方面的作用,其一是为了增加气体进入气体捕集器的通道,即使捕集器与吸收塔1侧壁之间的气体能够进入折流板式内;其二是侧壁孔的孔径变化是为了通过流通面积的变化,调节气体通道的阻力,减少气体中液相的“逃逸率”。通过调整孔径和分布规律,达到调整流动阻力的目的,实现变压脱除液滴的作用。
经计算经过本发明中捕集器的雾沫夹带量最大为0.3%L/V,则捕集器捕集到的液量最大为613m3/hr。
为了严格控制塔顶温度,避免局部温度过高,在所述吸收塔塔釜出口与吸收塔第8层塔盘之间增加循环冷却管线,所述循环冷却管线包括吸收塔釜液泵7、循环液调节阀9和循环冷却器8,塔釜中107°C的液体通过吸收塔釜液泵7进入循环冷却器冷却,冷却至48℃后送入吸收塔1第8层塔盘上进行循环吸收,部分溶液则进入解吸塔2。为了降低吸收温度,提高吸收效率,同时防止吸收塔1局部温度低而导致堵塞,需要加大循环量以调节塔中温度;若采用传统的管壳式换热器需并联多台,占地较大,操作繁琐,且容易造成多台冷却器偏流,局部温度过低而堵塞,因此,循环冷却器8采用板式换热器,提高换热效率;为解决板式换热器易泄露问题,板式换热器采用全焊接式。若操作不当,循环冷却器8局部温度较低发生堵塞,因此,增加1台循环冷却器在线备用,保证连续生产。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的发明内容。
Claims (10)
1.一种用于大规模顺酐气体吸收的生产方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
第一步、吸收:反应生成气从侧面进入吸收塔后通过气体分布器均匀地上升;新鲜DBP溶剂即贫溶剂从吸收塔最上一层泡罩塔盘上进入,上升的反应生成气与贫溶剂在该塔盘上进行充分接触和溶解吸收后,反应生成气中的顺酐被溶解在下降的贫溶剂中,在每一层塔盘上发生气液接触,气相上升,液相溢流至下一层的浮阀-固阀复合塔盘上,最终在底部的缩颈式吸收塔塔釜内形成顺酐溶液;吸收塔塔釜上设有两套液位计进行在线检测;吸收塔塔釜底部设有釜液在线分析仪以对热顺酐溶液中的顺酐浓度进行检测;当顺酐浓度达到18%,小部分溶液进入解吸塔,大部分溶液通过循环冷却器将冷却的冷顺酐溶液送回塔盘进行循环吸收;塔盘上经过DBP溶剂吸收后的尾气从塔顶经过捕集器后,分离出含DBP的液体回收使用,尾气则通过尾气调节阀排出;
第二步、解吸:解吸塔由三段填料层构成:上部的第一、二段采用规整填料填充,底部第三段采用散堆鲍尔环填充;顺酐溶液自吸收塔经所述循环冷却器冷却成为富溶剂即DBP溶剂,经预热器加热后自第三段填料层上方进入解吸塔;解吸塔底部沉积的贫溶剂被解吸塔循环泵输送至再沸器并通过蒸汽加热,气相再输送回缩颈式解吸塔塔釜内,返塔后高温液体中上升的气相与进解吸塔的富溶剂在第三段填料层相遇使得富溶剂中的顺酐以气相从溶剂中解吸出来与上升气形成混合物,上升的气相混合物在经过上部两段填料层时,分别与塔内下降液流即粗酐进行气液接触和真空蒸馏后,轻组分即顺酐上升,重组分逐步下降至解吸塔塔釜,使得出塔的混合气绝大部分为轻组分气态顺酐和少量惰性气体,从解吸塔顶出来的混合气再经过解吸塔冷凝器冷凝,并进入回流罐;在回流罐内,液相物料经过解吸塔回流泵作为粗酐回流进解吸塔,不凝气相通过蒸汽喷射泵及罗茨真空泵排出;回流的液相物料在第一段填料层内与上升气相重新接触进行真空蒸馏,从该填料层下降出来的液相为纯度较高的粗顺酐,经第一段填料层下方的集油箱和采出泵侧线采出;部分粗顺酐强制返回第二段填料层进行气液接触继续解吸。
2.如权利要求1所述的用于大规模顺酐气体吸收的生产方法,其特征在于,在吸收塔的反应生成气进料中,顺酐的含量为3.55wt%,质量流量为19904kg/h;在排出的尾气中,残留的顺酐含量为0.03wt%,质量流量为184kg/h,整个生产方法中顺酐的吸收率为99%。
3.一种用于大规模顺酐气体吸收的装置,包括年产15~20万吨顺酐的吸收塔和解吸塔;其特征在于,吸收塔内设有25块塔盘,上面两层为泡罩塔盘,下面23层采用浮阀-固阀复合塔盘;所述浮阀-固阀复合塔盘中的固阀和浮阀以环形阵列的形式设置在同一块塔盘上,所述浮阀多层环布在塔盘中心处,固阀多层环布在浮阀的外侧,且固阀的高度高于浮阀;固阀之间以及外侧混布有多层筛孔,筛孔直径小于固阀及浮阀的直径。
4.如权利要求3所述的用于大规模顺酐气体吸收的装置,其特征在于,所述固阀与浮阀的总面积比为1:2,所述浮阀直径为8-16mm;固阀直径为15-50mm;筛孔直径为5-15mm,浮阀在所在塔盘上的开孔面积占比为19%。
5.如权利要求3所述的用于大规模顺酐气体吸收的装置,其特征在于,所述吸收塔的气体进气口处设置有气体分布器,所述气体分布器覆盖整个吸收塔的横截面;且在整个气体分布器的平面上设有三种直径不同的气孔,且距离进气口越近,气孔直径越小;按照直径从大至小排列,分别为气孔一、气孔二和气孔三,气孔三距离进气口最近,气孔二次之,气孔一距离进气口最远;所述气孔一和气孔三所在区域在整个气体分布器上的面积占比均为四分之一,其气孔一和气孔三相对设置,所述气孔二分为相对的两个区域,分别设在气孔一和气孔三的两侧。
6.如权利要求5所述的用于大规模顺酐气体吸收的装置,其特征在于,所述气孔一的直径为φ5-φ20,其开孔面积在整个气体分布器上的面积占比为5%-10%;气孔二直径范围为φ10-φ20,其开孔面积在整个气体分布器上的面积占比为15%-20%;气孔三直径范围为φ15-φ30,其开孔面积在整个气体分布器上的面积占比为25%-40%。
7.如权利要求3所述的用于大规模顺酐气体吸收的装置,其特征在于,所述吸收塔塔顶还设有捕集器,用于捕集10微米以上的液滴;所述捕集器包括设在底部的圆形筛板,筛板上均布有直径相等的筛孔;筛板上方设有折流板,折流板的顶部和底部各设有一层丝网式除沫器。
8.如权利要求7所述的用于大规模顺酐气体吸收的装置,其特征在于,所述折流板包括等间距布置的多个折流通道,所述折流板外周还设有环形侧壁板,且所述侧壁板设有从下至上孔径逐渐减小的侧壁孔;在折流通道内,尾气中的液滴要经过多个折流单元的冲撞和折返,每个折流单元包括四块折流板,从下至上分别为第一竖直板、右倾板、第二竖直板、左倾板,尾气中的液滴在每个折流单元内经过竖直向上、碰撞右倾板向右折流、竖直向上、碰撞左倾板向左折流四个过程并进入下一折流单元重复上述过程;尾气中夹带顺酐的液滴被连续捕集并落入下方的除沫器内。
9.如权利要求8所述的用于大规模顺酐气体吸收的装置,其特征在于,所述右倾板与第一竖直板之间的夹角为140度,左倾板与第二竖直板的夹角也为140度,且折流通道的宽度为20mm;第一竖直板、右倾板、第二竖直板、左倾板在竖直方向的高度均为35mm。
10.如权利要求8所述的用于大规模顺酐气体吸收的装置,其特征在于,在所述吸收塔塔釜出口与吸收塔第8层塔盘之间增加循环冷却管线;所述循环冷却管线包括吸收塔釜液泵,循环液调节阀和循环冷却器,吸收塔塔釜中107°C的液体通过吸收塔釜液泵进入循环冷却器冷却,冷却至48℃后送入吸收塔第8层塔盘上进行循环吸收,部分溶液则进入解吸塔;所述循环冷却器为全焊接式板式换热器。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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