CN201775977U - 偏苯三甲酸生产的反应尾气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了化工设备领域内的偏苯三甲酸生产的反应尾气处理装置，包括反应器顶部设置的尾气出口，尾气出口连接至一次换热器的高温流体进口，一次换热器的冷凝液出口连接至反应器上设置的回流口，一次换热器上设有与冷凝液出口连通的旁通管，旁通管连接至立式设置的高压脱水塔，高压脱水塔底部经二次回流管连接至反应器上设置的回流口；高压脱水塔包括下方设置的气液分离器、气液分离器上方设置的二次换热器，二次换热器顶部设有不凝气体出口与尾气吸收塔相连，二次换热器与气液分离器之间设有带有溢流通道的集液器，集液器上连接有抽水管。本实用新型可充分回收醋酸并去除其中的水份，可用于连续生产偏苯三甲酸的工业生产中。

Description

偏苯三甲酸生产的反应尾气处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种化工设备，特别涉及偏苯三甲酸生产中的反应尾气的处理装置。

背景技术

现有偏苯三甲酸工业生产时，主要采用偏三甲苯液相空气氧化法进行生产该法以偏三甲苯为原料，用空气作氧化剂，醋酸钴和醋酸锰为主催化剂，四溴乙烷为助催化剂，在200-220℃和2.0-2.3MPa压力条件下，在醋酸溶液中用空气将偏三甲苯氧化生成偏苯三甲酸。该方法具有原料较易得，流程简单。不足之处是设备投资较大，设备运行周期短，醋酸回收较为困难，产品中微量的溴离子难以除尽，有时会导致产品介电常数降低，从而影响产品的应用与价格。偏三甲苯和空气中的氧气在催化剂作用下氧化反应过程为放热反应，醋酸为溶剂，在反应放热的作用下，部分反应溶剂醋酸呈高温气态从反应物料中蒸出，为维持反应的安全进行，需要对反应物料进行冷却，一方面可维持正常反应温度，同时可以避免醋酸的大量消耗。现有技术中，一般采用在反应器外或反应器内部设置冷却装置，对反应物料进行降温，但即便如此，醋酸仍有大量蒸出，反应同时可生成大量的水，1摩尔的偏三甲苯与空气氧化生可生成1摩尔偏苯三酸和3摩尔的水，在醋酸作溶剂的情况下，生成的水越来越多，将会抑制偏三甲苯与空气氧化生成偏苯三酸的反应，影响转化率；因此，有必要采取一些措施去除反应中生成的水，便于氧化反应进行。为此，现有技术中有一种利用间歇式鼓泡氧化塔多塔串联连续氧化生产偏苯三甲酸的方法，其公开号：CN1915960A，其将原料偏三甲苯与溶剂和促进剂投入配料釜加热混合后连续送入三台串联的氧化塔；反应产物导入结晶釜中，经过结晶后的偏苯三甲酸晶体、醋酸和水的混合浆料送至离心分离器分离，偏苯三甲酸固体颗粒湿物送成酐工序；然后将氧化、结晶工序中产生的醋酸和水的混合物送至提浓塔回收醋酸溶剂循环使用；再将醋酸提浓塔塔釜料液分批送至闪蒸釜回收偏苯三甲酸。由于不能将生成的水及时去除，因此，上述制造过程只能是间歇式进行，而不能连续制造生产。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种偏苯三甲酸生产的反应尾气处理装置，使其能够克服现有技术的缺陷，不仅能将受热后蒸出的溶剂回收再利用，同时，能对醋酸中携带的反应产物进行处理，以保证反应的不间断连续进行。

为解决以上技术问题，本实用新型提供的偏苯三甲酸生产的反应尾气处理装置，包括反应器顶部设置的尾气出口，所述尾气出口连接至一次换热器的高温流体进口，一次换热器的冷凝液出口连接至反应器上设置的回流口，一次换热器上设有与所述冷凝液出口连通的旁通管，旁通管连接至立式设置的高压脱水塔，所述高压脱水塔底部经二次回流管连接至反应器上设置的回流口；所述高压脱水塔包括下方设置的气液分离器、气液分离器上方设置的二次换热器，二次换热器顶部设有不凝气体出口与尾气吸收塔相连，二次换热器与气液分离器之间设有带有溢流通道的集液器，集液器上连接有抽水管。

该装置工作时，部分反应副产物随醋酸蒸汽一起蒸出，形成尾气并从尾气出口离开，进入一次换热器中，与一次换热器中的冷却水进行热交换，自身温度下降，放出汽化潜热，醋酸蒸汽冷凝液化后再从回流口流入反应器内，进行循环利用，部分未凝结的气体进入高压脱水塔中，再上行，越过集水器进入二次换热器中，在更低温度的冷却水的冷却作用下，醋酸和水份充分冷凝液化，并落入集液器中，部分含水较多的液体可经抽水管抽走，大部分液体则溢流向下，溢流液体在经过气液分离器时，发生气液分离，沸点较高的醋酸越往下含量越高，水相对集中在气液分离器上部，然后，脱水后的液体流入脱水塔底部，再经二次回流管流回反应器中；部分不凝的尾气从二次换热器顶部离开装置，进入尾气吸收塔中被吸收处理。与现有技术相比，本实用新型可充分回收蒸发出来的醋酸，同时，可以将醋酸中的水份去除，使其浓度升高后回流至反应器中，可有效降低反应器中水的含量，减少逆向反应的可能性，促进反应向生成偏苯三甲酸的方向发展，提高产品收率。该装置可用于连续氧化生产偏苯三甲酸的工业生产中。

为保证装置结构紧凑、运转高效，所述二次换热器外壳和气液分离器连为一体。冷凝后的液体可直接向下落入集液器中。

作为本实用新型的进一步改进，所述一次换热器和二次换热器为立式设置的管壳式换热器，包括相互隔离的管程和壳程，反应尾气与管程相连，冷却水与壳程相连。采用管壳式换热器的结构，其便于制造，使用可靠。

为避免一次回流的液体返混进入高压脱水塔，所述回流口可分开设置，即回流口可包括相分离的一次回流口和二次回流口，一次回流口与冷凝液出口相连，二次回流口与二次回流管相连。

附图说明

图1为本实用新型工作原理图。

其中，1抽水管，2不凝气体出口，3高压脱水塔，301二次换热器，302集液器，303气液分离器，4一次换热器，401高温流体进口，402冷凝液出口，5尾气出口，6反应器、7二次回流口，8一次回流口，9二次回流管，10旁通管。

具体实施方式

如图1所示，为偏苯三甲酸生产的反应尾气处理装置，其包括反应器6顶部设置的尾气出口5，尾气出口5连接至一次换热器4的高温流体进口401，一次换热器4的冷凝液出口402连接至反应器6上设置的一次回流口8，一次换热器4上设有与冷凝液出口402连通的旁通管10，旁通管10连接至立式设置的高压脱水塔3，高压脱水塔3底部经二次回流管9连接至反应器6上设置的二次回流口7；所述高压脱水塔3包括下方设置的气液分离器303、气液分离器303上方设置的二次换热器301等组成，二次换热器301外壳和气液分离器303连为一体；二次换热器301顶部设有不凝气体出口2与尾气吸收塔相连，二次换热器301与气液分离器303之间设有带有溢流通道的集液器302，集液器302上连接有抽水管1。一次换热器4和二次换热器301为立式设置的管壳式换热器，其分别包括相互隔离的管程和壳程，反应尾气与管程相连，冷却水与壳程相连。

该装置工作时，部分反应副产物随醋酸蒸汽一起从反应器中蒸发，形成高温尾气，并从尾气出口5离开，进入一次换热器4中，与一次换热器4中的冷却水进行热交换，自身温度下降，放出汽化潜热，醋酸蒸汽冷凝液化后再从一次回流口流入反应器6内，进行循环利用，部分未凝结的气体进入高压脱水塔3中，再上行，越过集水器进入二次换热器301中，在更低温度的冷却水的冷却作用下，醋酸和水份充分冷凝液化，并落入集液器302中，部分含水较多的液体可经抽水管1抽走，大部分液体则溢流向下，溢流液体在经过气液分离器303时，醋酸向下逐渐富集，越往下水的含量越低，脱水后的醋酸含量较高的液体流入脱水塔底部，再经二次回流管9流回反应器6中；部分不凝的尾气从二次换热器301顶部离开装置，进入尾气吸收塔中被吸收处理。该装置可充分回收蒸发出来的醋酸，同时，可以将醋酸中的水份去除，使其浓度升高后回流至反应器6中，可有效降低反应器6中水的含量，减少逆向反应的可能性，促进反应向生成偏苯三甲酸的方向发展，提高产品收率。

本实用新型并不局限于上述实施例，作为本领域内的技术人员，可以在上述技术方案的基础上作出一些变形和替代，这些变形和替代的技术方案也均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种偏苯三甲酸生产的反应尾气处理装置，其特征在于：包括反应器顶部设置的尾气出口，所述尾气出口连接至一次换热器的高温流体进口，一次换热器的冷凝液出口连接至反应器上设置的回流口，一次换热器上设有与所述冷凝液出口连通的旁通管，旁通管连接至立式设置的高压脱水塔，所述高压脱水塔底部经二次回流管连接至反应器上设置的回流口；所述高压脱水塔包括下方设置的气液分离器、气液分离器上方设置的二次换热器，二次换热器顶部设有不凝气体出口与尾气吸收塔相连，二次换热器与气液分离器之间设有带有溢流通道的集液器，集液器上连接有抽水管。

2.根据权利要求1所述的偏苯三甲酸生产的反应尾气处理装置，其特征在于：所述二次换热器外壳和气液分离器连为一体。

3.根据权利要求1或2所述的偏苯三甲酸生产的反应尾气处理装置，其特征在于：所述一次换热器和二次换热器为立式设置的管壳式换热器，包括相互隔离的管程和壳程，反应尾气与管程相连，冷却水与壳程相连。

4.根据权利要求1或2所述的偏苯三甲酸生产的反应尾气处理装置，其特征在于：所述回流口包括相分离的一次回流口和二次回流口，一次回流口与冷凝液出口相连，二次回流口与二次回流管相连。

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