CN207143010U - 一种酸性条件下酯化产物的脱水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，包括依次相连接的原料罐、进料泵、中和反应罐、蒸发装置、渗透汽化膜分离装置，还包括一计量加药装置，其出口与中和反应罐的入口连接，所述渗透汽化膜分离装置包括至少一组渗透汽化膜组件，其包括原料进口、渗透液出口和浓缩液出口；浓缩液出口通过浓缩液管道连接第一冷凝器，第一冷凝器的出口连接产品罐；渗透液出口通过渗透液管道依次连接第二冷凝器和真空机组，第二冷凝器的冷凝液出口连接渗透液罐。本实用新型将pH调节装置与分子筛膜脱水装置偶联结合起来，比现有脱水装置简单，节能减耗明显，分离效率高，寿命长，所需设备投入少，操作费用低。
Description
技术领域
本实用新型涉及酯化反应的脱水装置，具体涉及一种酸性条件下酯化产物的脱水装置。
背景技术
酯化反应，是一类有机化学反应，是醇跟羧酸或含氧无机酸生成酯和水的反应，其分为羧酸跟醇反应、无机含氧酸跟醇反应和无机强酸跟醇的反应三类。羧酸跟醇的酯化反应是可逆的，并且一般反应极缓慢，故常用浓硫酸作催化剂。
酯化反应后需对其产物进行脱水纯化，而现有某些酯化产物的脱水装置较为复杂，分离效率较低，能耗较大，操作费用和装置投资较高，不利于其工业化生产，如乙酸乙酯，其是一种重要的化工原料，在香料、医药及油漆工业中有着广泛的应用。
实用新型内容
针对上述技术问题,本实用新型的目的在于提供一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，该脱水装置具有装置简单，分离效率较高，与现有脱水装置相比节能减耗效果明显，寿命长，所需设备投入少，操作费用低等优点。
为达到上述目的,本实用新型提供的技术方案如下：一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，包括原料罐和计量加药装置，所述原料罐的出口连接进料泵进口，所述进料泵的出口连接中和反应罐的第一入口，所述中和反应罐还设有第二入口，该第二入口与计量加药装置的出口相连接；所述中和反应罐的出口连接蒸发装置入口；所述蒸发装置的出口连接渗透汽化膜分离装置的入口；所述渗透汽化膜分离装置包括至少一组渗透汽化膜组件，所述渗透汽化膜组件包括原料进口、渗透液出口和浓缩液出口；所述浓缩液出口通过浓缩液管道连接第一冷凝器，所述第一冷凝器的出口连接产品罐；所述渗透液出口通过渗透液管道依次连接第二冷凝器和真空机组，所述第二冷凝器的冷凝液出口连接渗透液罐；所述渗透汽化膜组件内设有沸石分子筛无机膜，所述沸石分子筛无机膜为NaA型沸石分子筛无机膜、T型沸石分子筛无机膜或ZSM-5型沸石分子筛无机膜。
进一步的，还包括一热交换器，所述热交换器设在渗透汽化膜分离装置与第一冷凝器之间，所述热交换器包括热媒入口、热媒出口、冷媒入口、冷媒进口；所述冷媒入口与中和反应罐出口连接，冷媒出口连接蒸发装置入口；所述热媒入口通过浓缩液管道连接渗透汽化膜分离装置的出口，热媒出口连接第一冷凝器入口。
进一步的，还包括一磁力泵，所述磁力泵的入口与中和反应罐的出口连接，其出口与蒸发装置的入口相连接或者与热交换器的冷媒入口相连接。
进一步的，还包括一储存罐，所述储存罐的入口与中和反应罐的出口相连接，其出口与磁力泵与的入口相连接。
进一步的，所述渗透汽化膜分离装置由至少两组渗透汽化膜组件串联而成。
进一步的，所述的蒸发装置为蒸发器。
采用上述技术手段，将pH调节装置与分子筛膜脱水装置偶联结合起来，使得本实用新型具有以下有益效果：
(1)节能效果明显：采用渗透汽化膜分离装置来分离脱水，由其节能和高效等技术优点决定了其所需能耗只有恒沸精馏和吸附的20％～25％，可节能75％以上；
(2)污染物零排放：所得渗透液可以回收再利用，可实现污染物零排放，特别适合于做剧毒和高附加值的有机溶剂回收体系；
(3)产品纯度高：在分离过程不需加入任何萃取剂等其他物质，保证了产品的纯度，更适合医药化工行业对溶剂的要求；
(4)所需设备投入少，占用空间少：与现有精馏分离设备相比，所需的设备投入少，可节约80％以上的空间；与渗透汽化有机膜相比，不需要真空罩，可节省空间且方便维护；
(5)寿命长，分离系数高：和渗透汽化有机膜相比，具有通量大、分离系数高、无溶胀、耐溶剂耐腐蚀强、膜的寿命长等优点；
(6)可实现全自动生产、操作费用低、品质稳定：设备开始正常运行后无需过多的调节操作，自动仪表监控，可实现全自动化操作，所用设备的防爆等级为dIIBT4，控制柜为正压防爆，使用安全。
附图说明
图1为本实用新型中实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型中实施例二的结构示意图；
图3为本实用新型中实施例三的结构示意图；
图4为本实用新型中渗透汽化膜组件的结构示意图。
其中，1.原料罐；2.中和反应罐；3.计量加药装置；4.储存罐；5.进料泵；6.蒸发装置；7.渗透汽化膜分离装置；71.渗透汽化膜组件；711.原料进口；712.渗透液出口；713.浓缩液出口；8.浓缩液管道；9.第一冷凝器；10.产品罐；11.热交换器；12.渗透液管道；13.第二冷凝器；14.真空机组；15.渗透液罐；16.磁力泵。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明。
实施例一：如图1所示，一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，包括原料罐1和计量加药装置3，该原料罐1的出口连接进料泵5进口，该进料泵5的出口连接中和反应罐2的第一入口，其中，中和反应罐2还设有第二入口，第二入口与计量加药装置3的出口相连接；中和反应罐2的出口连接蒸发装置6入口；该蒸发装置6的出口连接渗透汽化膜分离装置7的入口；该渗透汽化膜分离装置7包括至少一组渗透汽化膜组件71，渗透汽化膜组件71包括原料进口711、渗透液出口712和浓缩液出口713；该浓缩液出口713通过浓缩液管道8连接第一冷凝器9，第一冷凝器9的出口连接产品罐10；该渗透液出口712通过渗透液管道12依次连接第二冷凝器13和真空机组14，第二冷凝器13的冷凝液出口连接渗透液罐15；其中，渗透汽化膜组件71内设有沸石分子筛无机膜，沸石分子筛无机膜为NaA型沸石分子筛无机膜、T型沸石分子筛无机膜或ZSM-5型沸石分子筛无机膜。
实施例二：如图2所示，与实施例一不同的地方是在中和反应罐2和蒸发装置6之间增加了储存罐4和磁力泵16，也可以只增加磁力泵16(如图1所示)，或者只增加储存罐4，增加储存罐4的目的是在于将中和反应罐2里中和反应好的原料液储存在储存罐4中以继续下一批次原料的中和反应，提高生产效率。增加磁力泵16的作用是可通过非自然力将原料液泵送至蒸发装置6入口。
实施例三：如图3所示，与实施例一或二不同的是在中和反应罐2、储存罐4或磁力泵16与蒸发装置6之间增加了一热交换器11，设置热交换器11的优势在于可通过原料液的温度对从渗透汽化膜分离装置7出来的高温浓缩液进行冷却，通过热交换可进一步提高原料液进入到蒸发装置6时的进料温度，节省了能耗。该热交换器11也可以说是设在渗透汽化膜分离装置7与第一冷凝器9之间，其包括热媒入口、热媒出口、冷媒入口、冷媒进口；冷媒入口与中和反应罐2出口连接，冷媒出口连接蒸发装置6入口；热媒入口通过浓缩液管道8连接渗透汽化膜分离装置7的出口，热媒出口连接第一冷凝器9入口。
具体的，以乙酸乙酯脱水为例，采用上述实施例中的任一种结构的脱水装置对乙酸乙酯进行脱水，过程如下：选自某制药企业酯化部分的乙酸乙酯原料液，其主要组成如下(均为质量百分含量)：乙酸乙酯：85％、酸：0.012％、水份：15％等，pH为4.0～5.5，温度在70℃～78℃之间，以质量流率约0.125㎏/h进入中和反应罐2，在酸性条件下，通过加药计量装置打入碱性溶液(如氢氧化钠溶液)进行中和反应，经过中和反应后pH范围在7.0～8.5，进入储存罐4，再进入蒸发装置6加热蒸发后进入分子筛膜脱水装置除去水分，得到含水量少于0.5％的乙酸乙酯。本实施例中乙酸乙酯脱水过程的能耗如表1所示。
表1乙酸乙酯脱水过程中的能耗
| 项目 | 用量(吨/吨进料) | 单价 | 费用(元/吨进料) |
| 蒸汽 | 0.30 | 200元/吨 | 60.0 |
| 电费 | 60kwh | 1.0元/kwh | 60.0 |
| 冷冻水 | 20 | 3.0元/吨 | 60.0 |
| 循环水 | 40 | 0.3元/吨 | 12.0 |
| 合计 | 192.0 |
乙酸乙酯传统脱水装置或工艺中所需的蒸汽能耗为0.60吨/吨进料，而采用本实用新型对乙酸乙酯进行脱水能够使所需的蒸汽能耗从0.60吨/吨进料降到0.30吨/吨进料，能耗降低了50％，节能减耗效果很明显。按年产1000吨乙酸乙酯计，每年可节省蒸汽300吨，每公斤蒸汽按200元计，则每年可以节省6万元，经济效益相当可观。
本实用新型通过中和反应罐2和计量加药装置3(即pH调节装置)对原料液的pH值进行调节后，再与分子筛膜脱水装置偶联结合起来，比现有脱水装置简单，节能减耗明显，分离效率高，所需设备投入少，操作费用低，可实现污染物零排放。此外，本实用新型的脱水装置也可适用于现有常用溶剂如甲醇、乙醇、四氢呋喃等的脱水处理。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，其特征在于，包括原料罐和计量加药装置，所述原料罐的出口连接进料泵进口，所述进料泵的出口连接中和反应罐的第一入口，所述中和反应罐还设有第二入口，该第二入口与计量加药装置的出口相连接；所述中和反应罐的出口连接蒸发装置入口；所述蒸发装置的出口连接渗透汽化膜分离装置的入口；所述渗透汽化膜分离装置包括至少一组渗透汽化膜组件，所述渗透汽化膜组件包括原料进口、渗透液出口和浓缩液出口；所述浓缩液出口通过浓缩液管道连接第一冷凝器，所述第一冷凝器的出口连接产品罐；所述渗透液出口通过渗透液管道依次连接第二冷凝器和真空机组，所述第二冷凝器的冷凝液出口连接渗透液罐；所述渗透汽化膜组件内设有沸石分子筛无机膜，所述沸石分子筛无机膜为NaA型沸石分子筛无机膜、T型沸石分子筛无机膜或ZSM-5型沸石分子筛无机膜。
2.如权利要求1所述的一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，其特征在于，还包括一热交换器，所述热交换器设在渗透汽化膜分离装置与第一冷凝器之间，所述热交换器包括热媒入口、热媒出口、冷媒入口、冷媒进口；所述冷媒入口与中和反应罐出口连接，冷媒出口连接蒸发装置入口；所述热媒入口通过浓缩液管道连接渗透汽化膜分离装置的出口，热媒出口连接第一冷凝器入口。
3.如权利要求2所述的一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，其特征在于，还包括一磁力泵，所述磁力泵的入口与中和反应罐的出口连接，其出口与蒸发装置的入口相连接或者与热交换器的冷媒入口相连接。
4.如权利要求3所述的一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，其特征在于，还包括一储存罐，所述储存罐的入口与中和反应罐的出口相连接，其出口与磁力泵与的入口相连接。
5.如权利要求1至4中任一项所述的一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，其特征在于，所述渗透汽化膜分离装置由至少两组渗透汽化膜组件串联而成。
6.如权利要求5所述的一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，其特征在于，所述的蒸发装置为蒸发器。
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| CN107140776A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-09-08 | 厦门智宏思博环保科技有限公司 | 一种酸性条件下酯化产物的脱水装置及其工艺 |
| CN112138546A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 岭东核电有限公司 | 基于渗透气化的放射性浓盐水处理装置 |
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- 2017-05-26 CN CN201720601051.9U patent/CN207143010U/zh active Active
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