CN204240824U - 一种冷凝器以及包含该冷凝器的氨气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及己内酰胺生产中的氨气处理领域，具体而言，涉及一种冷凝器以及包含该冷凝器的氨气处理装置。本实用新型实施例提供了一种冷凝器，为单封头冷凝器。筒体位于上管板与下管板之间并分别与上管板、下管板的一侧焊接，上管板的另一侧与封头固定连接，下管板的另一侧与设备管口固定连接；本实用新型实施例提供包含上述冷凝器的氨气处理装置，包括顶部设置有放空口的叔丁醇罐、单封头冷凝器、装有水的氨气吸收桶以及第一管道；下管板的另一侧与叔丁醇罐的放空口固定连接，单封头冷凝器的封头上设置有气相出口，气相出口通过第一管道与氨气吸收桶连接。能够达到回收氨气，避免环境污染，减少能源浪费的效果。

Description

一种冷凝器以及包含该冷凝器的氨气处理装置

技术领域

本实用新型涉及己内酰胺生产中的氨气处理领域，具体而言，涉及一种冷凝器以及包含该冷凝器的氨气处理装置。

背景技术

己内酰胺外观为白色粉末或结晶体，有油性手感，是重要的有机化工原料之一，主要用途是通过聚合生成聚酰胺切片(通常叫尼龙-6切片，或锦纶-6切片)，可进一步加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜。尼龙-6切片随着质量和指标的不同，有不同的侧重应用领域。

其主要制备方法有四种，肟法：首先将高纯度的环己酮与硫酸羟胺在80-110℃下进行缩合反应生成环己酮肟。分离出来的环己酮肟以发烟硫酸为催化剂，在80-110℃经贝克曼重排转位为粗己内酰胺，粗己内酰胺通过萃取、蒸馏、结晶等工序，制得高纯度己内酰胺。肟法的原料环己酮可由苯酚加氢得环己醇，再脱氢而得；或由环己烷空气氧化生成环己醇与环己酮，分离后的环己醇催化脱氢也生成环己酮；甲苯法：甲苯在钴盐催化剂作用下氧化生成苯甲酸，苯甲酸用活性炭载体上的钯催化剂进行液相加氢生成六氢苯甲酸，在发烟硫酸中，六氢苯甲酸与亚硝酰硫酸反应生成己内酰胺。甲苯法由于甲苯资源丰富，生成成本低，具有一定的发展前途；光亚硝化法：环己烷在汞蒸气灯照射下与氯亚硝酰发生光化学反应，直接转化成环己酮肟盐酸盐，环己酮肟盐酸盐在发烟硫酸存在下，通过贝克曼重排转化为己内酰胺；苯酚法苯酚在镍催化剂存在下加氢，制得环己醇，提纯后脱氢得粗环己酮。环己酮提纯后与羟胺反应得到环己酮肟，再经贝克曼移位生成己内酰胺。反应产物中的硫酸用氨中和得副产物硫胺，粗己内酰胺经一系列化学与物理处理得到纯己内酰胺。

氨肟化法生产己内酰胺时，先要进行肟化反应生成环己酮肟，一般采用叔丁醇作为反应媒介，因此也就涉及到溶剂回收的工艺，进行叔丁醇回收时具体工艺流程如下：从叔丁醇回收塔塔顶蒸出的含水、氨、叔丁醇的混合馏份，首先进入叔丁醇塔顶空冷器冷凝至60℃左右，再经叔丁醇塔顶后冷凝器冷却至40℃进入叔丁醇塔回流罐；未冷却下来的不凝气体与肟化反应器顶部尾气混合冷却后，排入尾气吸收塔进行尾气回收；冷凝液经叔丁醇塔顶回流泵加压后一部分作为塔顶回流，其余大部分送至己内酰胺原料罐区循环叔丁醇罐，此时循环叔丁醇罐中含有80％的叔丁醇，8％的氨气，12％的水，在正常操作过程中，储罐罐顶的呼吸阀泄压时会向外放出氨气，氨气本身具有一定的毒性，在空气中很容易发生爆炸，另外直接放空氨气没有实现对资源的有效回收。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种冷凝器，所述的冷凝器为单封头，具有占地面积小、降低安装成本等优点。

本实用新型的第二目的在于提供一种氨气处理装置，所述的氨气处理装置具有提高操作安全性、降低环境污染等优点。

为了实现本实用新型的上述目的，特采用以下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种冷凝器，为单封头冷凝器，包括竖直的筒体、上管板、下管板、折流板、换热管以及封头，筒体位于上管板与下管板之间并分别与上管板、下管板的一侧焊接，上管板的另一侧与封头固定连接，下管板的另一侧与设备管口固定连接；

筒体的侧壁上设置有冷媒进口以及冷媒出口，换热管设置于筒体的内部且穿设于折流板上。

优选地，上管板的另一侧与封头法兰连接，下管板的另一侧与所述设备管口法兰连接。

优选地，冷凝器的换热管为单管程。

本实用新型实施例的单封头冷凝器的结构设计采用垂直安装，下管板直接与设备管口固定连接，节约了装置空间降低了安装成本。

本实用新型实施例提供了一种氨气处理装置，包括顶部设置有放空口的叔丁醇罐、单封头冷凝器、装有水的氨气吸收桶以及第一管道；

下管板的另一侧与叔丁醇罐的放空口固定连接，单封头冷凝器的封头上设置有气相出口，气相出口通过第一管道与氨气吸收桶连接。

优选地，氨气处理装置还包括：防倒吸组件，防倒吸组件设置于第一管道上。

优选地，防倒吸组件为缓冲罐。

优选地，所述第一管道上靠近所述单封头冷凝器的气相出口处设置有带阻火器的呼吸阀。

优选地，还包括软管，软管的一端插入氨气吸收桶内，软管的另一端与第一管道可拆卸连接。

本实用新型实施例提供的氨气处理装置，与现有技术中直接在叔丁醇罐顶安装呼吸阀的方法相比，通过在叔丁醇罐顶设置单封头冷凝器对其中的氨气进行回收处理，通过冷凝将冷凝下来的叔丁醇-氨气-水混合物在重力作用下重新回流入叔丁醇罐中，冷凝下来的水和叔丁醇将氨气进行进一步的充分吸收，使有效资源得到进一步的回收，降低了能耗，不凝气可由后续装置进行进一步回收，这样设置以防止储罐罐顶的呼吸阀在正常泄压时向外放出氨气，污染环境甚至产生安全隐患，而且对氨气进行回收能够有效避免资源浪费。

本实用新型实施例还提供了氨气处理装置处理氨气的方法，包括如下步骤：

叔丁醇罐中的气相的叔丁醇-氨气-水混合物经过单封头冷凝器冷凝后，冷凝部分回流至所述叔丁醇罐中，不凝部分通过第一管道、软管后进入氨气吸收桶内用水进行吸收。

其中冷凝部分中为大量的叔丁醇、水以及少量溶解于前两者中的氨，叔丁醇、水吸收氨气具有一定的饱和性，因此会有部分的氨以不凝气形式通过管道进入氨气吸收桶，未凝部分基本组分为氨气。叔丁醇常压下熔点为23℃，所述储罐内少量的水及氨气溶解于叔丁醇中有助于其以液态形式储存。

优选地，不凝部分通过第一管道、软管后进入氨气吸收桶内用水进行吸收后，还包括如下步骤：将酸性气体通入氨气吸收桶中的氨气溶液进行中和反应。

本实用新型实施例提供的氨气处理装置处理氨气的方法，操作方便、快捷，能耗低，可实现将氨气回收利用，不会污染环境，进一步减少安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的所述的氨气处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型又一实施例的所述的氨气处理装置的结构示意图。

附图标记：

1叔丁醇罐；  2单封头冷凝器；  3氨气吸收桶；

4第一管道；  5防倒吸组件；    6软管；

7带阻火器的呼吸阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种冷凝器，为单封头冷凝器，包括竖直的筒体、上管板、下管板、折流板、换热管以及封头，筒体位于上管板与下管板之间并分别与上管板、下管板的一侧焊接，上管板的另一侧与封头固定连接，下管板的另一侧与设备管口固定连接；

筒体的侧壁上设置有冷媒进口以及冷媒出口，换热管设置于筒体的内部且穿设于折流板上。

本实用新型实施例的单封头冷凝器的结构设计采用垂直安装，下管板直接与设备管口固定连接，节约了装置空间降低了安装成本。

优选地，上管板的另一侧与封头法兰连接，下管板的另一侧与设备管口法兰连接。

由于工艺生产的要求或考虑制造、运输、安装和检修的方便，容器和工艺管道的联接常采用可拆结构即法兰联接，它具有较好的联接强度和紧密性，而且适用尺寸范围较广，因此最好上管板与封头之间，下管板与放空口之间采用法兰方式进行连接。

优选地，冷凝器的换热管为单管程。由于冷凝器为垂直设置，因此如果管程设置为多管程，冷凝液不易回流到罐内，因此最好采用单管程。

本实用新型实施例还提供了一种氨气处理装置，如图1所示，包括顶部设置有放空口的叔丁醇罐1、单封头冷凝器2、装有水的氨气吸收桶3以及第一管道4；

下管板的另一侧与叔丁醇罐的放空口固定连接，单封头冷凝器2的封头上设置有气相出口，气相出口通过第一管道4与氨气吸收桶3连接。

本实用新型实施例提供的氨气处理装置，与现有技术中直接在叔丁醇罐顶安装呼吸阀的方法相比，通过在叔丁醇罐顶设置单封头冷凝器对其中的氨气进行回收处理，通过冷凝将冷凝下来的叔丁醇-氨气-水混合物在重力作用下重新回流入叔丁醇罐中，冷凝下来的水和叔丁醇将氨气进行进一步的充分吸收，使有效资源得到进一步的回收，降低了能耗，不凝气可由后续装置进行进一步回收，这样设置以防止储罐罐顶的呼吸阀在正常泄压时向外放出氨气，污染环境甚至产生安全隐患，而且对氨气进行回收能够有效避免资源浪费。

其中，图1中提供的本实用新型实施例的所述的氨气处理装置的具体对氨气处理的工艺流程为：叔丁醇罐中的叔丁醇-氨气-水混合物呈气相经过单封头冷凝器冷凝后，冷凝液依靠重力作用回流至叔丁醇罐中，而不凝气形式存在的氨气通过第一管道进入氨气吸收桶中用水进行处理。

优选地，如图2所示，氨气处理装置还包括：防倒吸组件5，防倒吸组件设置于第一管道上，由于如果一侧压力过大，会产生倒吸现象，这样氨气吸收桶的水会倒吸进叔丁醇罐中，导致叔丁醇的指标不合格，因此最好设置防倒吸组件阻止这样的现象发生。

优选地，防倒吸组件5为缓冲罐。

优选地，第一管道上靠近单封头冷凝器的气相出口处设置有带阻火器的呼吸阀7，对于甲、乙类液体的固定顶罐，应设置阻火器和呼吸阀。这不仅可使罐内压力保持正常状态，防止罐内超压或超真空，且可减少罐内液体挥发损耗，是不可缺少的安全设施。

优选地，还包括软管6，软管6的一端插入氨气吸收桶内，软管的另一端与第一管道可拆卸连接，用软管方便操作，人工就可以实现将软管插入氨气吸收桶的内，而且由于可拆卸连接，方便对软管进行检修更换。

图2为本实用新型又一实施例的氨气处理装置，是对图1的所对应的实施例的氨气处理装置的进一步改进，其对氨气处理的工艺流程如下：叔丁醇罐中的叔丁醇-氨气-水混合物呈气相经过单封头冷凝器冷凝后，冷凝液依靠重力作用回流至叔丁醇罐中，而大部分为氨气的不凝气通过第一管道、软管进入氨气吸收桶内进行吸收，当氨气吸收桶中吸收了一部分氨气之后，可将氨气吸收桶移走去需处理酸性气体的装置处进一步中和酸性气体，而更换另一个氨气吸收桶，其中在第一管道上装有防倒吸组件可避免倒吸的现象发生。

本实用新型实施例还提供了氨气处理装置处理氨气的方法，包括如下步骤：

叔丁醇罐中的气相的叔丁醇-氨气-水混合物经过单封头冷凝器冷凝后，冷凝部分回流至叔丁醇罐中，不凝部分通过第一管道、软管进入氨气吸收桶内用水进行吸收。

本实用新型实施例提供的氨气处理装置处理氨气的方法，操作方便、快捷，能耗低，可实现将氨气回收利用，不会污染环境，进一步减少安全隐患。

其中冷凝部分中为大量的叔丁醇、水以及少量溶解于前两者中的氨，叔丁醇、水吸收氨气具有一定的饱和性，因此会有部分的氨以不凝气形式通过管道进入氨气吸收桶，未凝部分基本组分为氨气。叔丁醇常压下熔点为23℃，所述储罐内少量的水及氨气溶解于叔丁醇中有助于其以液态形式储存。优选地，不凝部分通过第一管道、软管后进入氨气吸收桶内用水进行吸收后，还包括如下步骤：将酸性气体通入氨气吸收桶中的氨气溶液进行中和反应。

回收的氨气可以进一步在需要中和酸性气体的装置处加以利用，以避免酸性气体排放污染环境。。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种冷凝器，其特征在于，为单封头冷凝器，包括竖直的筒体、上管板、下管板、折流板、换热管以及封头，所述筒体位于所述上管板与所述下管板之间并分别与所述上管板、下管板的一侧焊接，所述上管板的另一侧与所述封头固定连接，所述下管板的另一侧与设备管口固定连接；

所述筒体的侧壁上设置有冷媒进口以及冷媒出口，所述换热管设置于所述筒体的内部且穿设于所述折流板上。

2.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述上管板的另一侧与封头法兰连接，所述下管板的另一侧与所述设备管口法兰连接。

3.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述换热管为单管程。

4.一种设置有权利要求1-3任一项所述的冷凝器的氨气处理装置，其特征在于，包括顶部设置有放空口的叔丁醇罐、所述单封头冷凝器、装有水的氨气吸收桶以及第一管道；

所述下管板的另一侧与所述叔丁醇罐的放空口固定连接，所述单封头冷凝器的所述封头上设置有气相出口，所述气相出口通过所述第一管道与所述氨气吸收桶连接。

5.根据权利要求4所述的氨气处理装置，其特征在于，还包括：防倒吸组件，所述防倒吸组件设置于所述第一管道上。

6.根据权利要求5所述的氨气处理装置，其特征在于，所述防倒吸组件为缓冲罐。

7.根据权利要求4所述的氨气处理装置，其特征在于，所述第一管道上靠近所述单封头冷凝器的气相出口处设置有带阻火器的呼吸阀。

8.根据权利要求4所述的氨气处理装置，其特征在于，还包括软管，所述软管的一端插入所述氨气吸收桶内，所述软管的另一端与所述第一管道可拆卸连接。