CN208586059U - 一种蒽醌法生产过氧化氢工艺的后处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蒽醌法生产过氧化氢工艺的后处理装置，属于化工设备技术领域。后处理装置包括碱塔、白土床及塔帽组件；塔帽组件包括内导流筒、套装在内导流筒外的气液分离筒与外导流筒、套装在外导流筒外的沉降筒及顶部设有排气口的帽壳；在气液分离筒与内导流筒间填装有上表面低于内导流筒的规整填料层；在沉降筒与内导流筒间填装有下表面高于外导流筒下端孔的规整填料层；沉降筒与帽壳围成环绕沉降筒周围布置的集液室，帽壳上设有与白土床通过管道连接的集液室出口。通过设置塔帽组件，以对经碱塔干燥处理后的工作液进行气液分离处理及油水分离处理，以减少处理设备数量的同时，简化人工操作，可广泛应用于双氧水的生产领域中。

Description

一种蒽醌法生产过氧化氢工艺的后处理装置

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体地说，涉及一种蒽醌法生产过氧化氢工艺的后处理装置。

背景技术

目前，蒽醌法工艺是最主要的过氧化氢生产工艺。在生产过程中，工作液在氢化步骤中经氢化处理得到氢化液，氢化液在氧化步骤中经氧化处理得到含过氧化氢的氧化液，氧化液在萃取步骤中经使用纯水萃取，得到萃取液及含有少量的水与过氧化氢的工作液。在工作液循环利用时，需去除其中的水分，以防存在的爆炸危险。目前，工业生产中对工作液进行除水的方法有真空脱水法、碱脱水法及公开号为CN104370331A的专利文献所公开的油水分离法。

对于碱脱水法，公告号为CN204237558U的专利文献中公开了一种蒽醌法过氧化氢生产工艺的后处理装置，如图1所示，包括碱塔01、碱分离器02、碱沉降器03、白土床04、碱回收槽05及碱蒸发器06，碱塔01的顶部通过管道与碱分离器02连通、碱分离器02通过管道与碱沉降器03连通，碱沉降器03通过管道与白土床04连通。在工作过程中，(1)萃取塔顶流出的工作液经萃余液分离器分出可能夹带的部分水后，从碱塔01底部的物料口进入碱塔01；(2)在碱塔01内装有浓碳酸钾溶液，用于除去工作液中剩余的水分、中和酸类并分解残余的双氧水；(3)从碱塔01顶部流出的工作液依次流经碱分离器02与碱沉降器03，分离出可能夹带的碳酸钾溶液后，工作液再进入白土床04进行处理，分离出的碳酸钾溶液被收集于碱回收槽05中。在碱塔01中经稀释的碳酸钾溶液与收集于碱回收槽05中的碳酸钾溶液通过碱蒸发器06蒸浓后重新进入碱塔01中进行循环使用。

但是，对于经萃取后工作液中残留的双氧水随工作液进入碱塔01后，在碱塔01内会发生剧烈的分解反应，释放出大量气体和热量，气体如果来不及排放，会造成碱塔01超压，且气体在碱塔01内还会发生鼓泡而产生“油包水”现象，所谓“油包水”是指轻相的工作液包裹着碳酸钾形成水泡，导致工作液和碳酸钾溶液不易分离，大量的碳酸钾溶液被带出碱塔01，不仅会造成碱塔01内碳酸钾溶液浓度的降低而降低了浓碳酸钾的使用周期，增加碳酸钾的消耗，且加重了碱分离器02、碱沉降器03、碱蒸发器06和人工操作的负荷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种蒽醌法生产过氧化氢工艺的后处理装置，以减少设备的数量及简化操作。

为了实现上述目的，本实用新型提供的后处理装置包括碱塔及白土床，碱塔包括顶部设有工作液出口的塔壳，塔壳上安装有塔帽组件；塔帽组件包括内导流筒，套装在内导流筒外的气液分离筒与外导流筒，套装在外导流筒外的沉降筒，及顶部设有排气口的帽壳；气液分离筒位于外导流筒的上方；内导流筒的下端口与工作液出口对接连通地固设在塔壳上；气液分离筒的下端口与外导流筒的上端口对接连通，且上端为端面高于内导流筒的敞口端，气液分离筒与外导流筒间填装有上表面低于内导流筒的上筒口的填料层；外导流筒的下端部设有与沉降筒的内腔室连通的出液孔；沉降筒与内导流筒间填装有下表面高于出液孔的填料层，位于出液孔下方的部分内腔室构成碳酸钾溶液沉降室；沉降筒与帽壳围成环绕沉降筒周围布置的集液室，沉降筒的上端口低于敞口端；帽壳上设有与白土床通过管道连接的集液室出口。

在工作过程中，工作液在碱塔内经干燥处理后，流经工作液出口并沿内导流筒上浮，部分气体直接从排气口排出，工作液及所夹带的碳酸钾溶液在重力作用下，沿内导流筒的上筒口边缘分散下降，并经过填料层，将可能存在的“油包水”戳破，以使气体由于浮力作用而从排气口排出；经气液分离处理后的工作液和碳酸钾溶液在重力作用下，继续下降，流经下沉导流通道，并从出液孔流入油水分离室内；由于碳酸钾比重较大，沉降至分离室底部而在碳酸钾溶液沉降室内聚集，工作液较轻，上浮进入积液室内被收集，最后由物料出口流出至白土床。通过设置第一道填料层而对油包水进行戳破，设置第二道填料层用于对油水分离过程进行调节，以使油水分离更加彻底；从而实现对油包水的气液分离及碳酸钾溶液与工作液的分离，且无需碱分离器与碱沉降器而减少设备的数量，同时简化了人工操作。

具体的方案为沉降筒的上端部套装在气液分离筒的下端部外，且二者在径向上间隔布置而形成溢流口。

另一个具体的方案为碳酸钾溶液沉降室的底部连接有排碱管道，用于将沉降的碳酸钾溶液输送至位于碱塔底部处的碳酸钾溶液存储室。

优选的方案为多个出液孔沿外导流筒的周向均匀布置。

更优选的方案为塔壳的顶部为锥台型壳部，锥台型壳部的小径端口构成工作液出口；外导流筒的内径与工作液出口等径地固接在小径端口上，外导流筒的下端固接在锥台型壳部上。

另一个优选的方案为帽壳包括外径大于塔壳的基筒体及可拆卸地安装在基筒体的上端口上的封头；基筒体的下端部套装在塔壳的上端部外，且下端口与塔壳间为水密地固定连接。

更优选的方案为排气口位于封头的中央区域上。

另一个更优选的方案为基筒体的内壁上固设有内筒体，内筒体与基筒体之间围成集液室；基筒体位于内筒体之下的筒体与内筒体连接构成沉降筒。

进一步的方案为内筒体的上端面为锯齿状溢流面，锯齿状溢流面中的齿槽沿内筒体的周向均匀布置。

再一个优选的方案为气液分离筒包括用于填装填料层的大径筒部及对接地固设在大径筒部下端部上的倒锥形筒部，外导流筒的上筒口与倒锥形筒部的小径端口部对接地固定连接；填料层为规整填料层。

附图说明

图1为现有后处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中碱塔与塔帽组件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中塔帽组件与碱塔的局部结构放大示意图；

图5为图3中A局部放大图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本实用新型作进一步说明。

实施例

参见图2至图5，本实用新型后处理装置1包括碱塔11、安装在碱塔顶部上的塔帽组件12、通过管道与塔帽组件12的物料出口连通的白土床13及通过管道与碱塔11的碳酸钾溶液存储室内。

碱塔11包括塔壳110，在塔壳110上设有用于通过管道与萃余液分离器的物料出口连通的物料进口113，以接收待处理的工作液。塔壳110的顶部为锥台型壳部111，锥台型壳部111的小径端口构成工作液出口112，即经碳酸钾溶液干燥处理之后的工作液从工作液出口112排除碱塔11。

塔帽组件12安装在塔壳110的顶部上，包括内导流筒2、气液分离筒3、外导流筒4、沉降筒5及帽壳6。

内导流筒2的下端口与工作液出口112对接连通地固设在锥台型壳部111的小径端口部上，其内筒孔构成上升导流通道，且外导流筒2为内径与工作液出口112等径的直筒结构。

外导流筒4为套装在内导流筒2外的直筒结构，且二者间间隔所形成的径向间隙构成下沉导流通道；外导流筒4的下端口与锥台型壳部111固定连接，且在下端部的筒壁上设有环绕其一圈布置的出液孔40，在本实施例中，出液孔40构成环绕外导流筒4的周向均匀布置的布流孔，以使下沉导流通道内的流量在下端部四周能够大致均匀的分配。

气液分离筒3包括用于填装规整填料层32的大径筒部30及对接地固设在大径筒部30下端部上的倒锥形筒部31，外导流筒4的上筒口与倒锥形筒部31的小径端口部对接地固定连接，以使气液分离筒3位于外导流筒4的上方。倒锥形筒部31用于对经规整填料层32处理之后的液体进行聚集，以使进入下沉导流通道内的流体沿周向大致均匀布置。

帽壳6包括外径大于塔壳110的基筒体60及可拆卸地安装在基筒体60的上端口上的封头61，封头61用于对基筒体60的上端口进行封闭。在本实施例中，基筒体60为下端为缩口结构的直筒结构，其套装在塔壳110的上端部外，且下缩口端部与塔壳110间为水密地固定连接。在封头61的顶部中央区域上设有排气口62，即帽壳6的顶部设有排气口，在基筒体60的上设有物料出口63，物料出口63构成塔帽组件12中通过管道与白土床13连通的物料出口。

在基筒体60的上端部内壁上固设有内筒体51，内筒体51的下端部为朝外弯折延伸的折边部，该折边部与基筒体60的内壁壁面间为水密地固定连接，从而在内筒体51与基筒体60之间围成一个集液室50。

基筒体60位于内筒体51之下的筒体与内筒体51构成连接构成本实施例中的沉降筒5，即沉降筒5套装在外导流筒4及气液分离筒3之外，且它们之间的径向间隙构成油水分离室，及沉降筒5与帽壳6围成环绕沉降筒5周围布置的集液室50，在本实施例中，集液室50为环绕内筒体51的周向布置。在沉降筒5与内导流筒4间填装有下表面高于出液孔40的规整填料层52，油水分离室位于出液孔40下方的部分内腔室构成碳酸钾溶液沉降室53。

在本实施例中，物料出口63的内端口与集液室50连通，即其构成集液室出口，以通过管道连通白土床13与集液室50。

气液分离筒3的上端为端面高于内导流筒2的敞口端，从而能够承接从内导流筒2上浮的工作液。沉降筒5的上端部套装在气液分离筒3的下端部外，以使沉降筒5的上端口低于气液分离筒3的敞口端端面，而构成油水分离室的溢流口；在本实施例中，将内筒体51的上端面设置成锯齿状溢流面510，该锯齿状溢流面510中的齿槽沿内筒体51的周向均匀布置。

在碳酸钾溶液沉降室53的底部连接有排碱管道530，用于将沉降收集的碳酸钾溶液输送至位于碱塔11底部处的碳酸钾溶液存储室，以通过与物料出口114连接的管道将稀释的碳酸钾溶液输送至碱蒸发器14中进行蒸浓处理后，再循环会碱塔11中进行循环使用。

在工作过程中，(1)经萃取分离器处理之火的工作液经物料进口113进入碱塔11内，对工作液进行干燥处理；经干燥处理后的工作液流经工作液出口112沿内导流筒2上浮，部分气体直接进入封头61的腔室内并经排气口62排出，工作液和可能夹带的碳酸钾溶液在重力作用下，分散下降，经过规整填料层23，将可能存在的“油包水”戳破，以使气体由于浮力作用而上升进入封头61的腔室内并经排气口62排出；(3)经气液分离处理后的工作液和碳酸钾溶液在重力作用下，继续下降，流经下沉导流通道，并从出液孔40均布至油水分离室内；(4)由于碳酸钾比重较大，沉在底部而在碳酸钾溶液沉降室53内聚集，工作液较轻，上浮进入积液室50内被收集，最后由物料出口流出去白土床14。而沉在碳酸钾溶液沉降室53内的碳酸钾溶液则通过自动排碱管线回到碱塔底部的碳酸钾储存区域内。通过设置规整填料层32而对油包水进行戳破，设置规整填料层52用于对油水分离过程进行调节，以使油水分离更加彻底，即填料层32用于戳破油包水以促进气液分离；从而实现对油包水的气液分离及碳酸钾溶液与工作液的分离，且无需碱分离器与碱沉降器而减少设备的数量，同时简化了人工操作。

在上述实施例中，各筒体之间的水密固定连接可采用焊接工艺而实现。

本实用新型的主要构思，通过在碱塔的顶部上安装用于对经碱塔干燥处理后的工作液中“油包水”进行气液分离处理及对工作液中的碳酸钾溶液进行分离处理的塔帽组件，以略去碱分离器与碱沉降器而减少设备的数量，且能够简化人工操作的复杂度。根据本构思，碱塔、白土床及碱蒸发器的结构可参照现有产品的结构进行设计；规整填料层所使用的填料可选用常规填料，无特殊要求；此外，对于沉降筒与帽壳的结构，可以采用两层相互套装的筒体结构进行制造。

Claims (10)

1.一种蒽醌法生产过氧化氢工艺的后处理装置，包括碱塔及白土床，所述碱塔包括顶部设有工作液出口的塔壳，其特征在于：

所述塔壳上安装有塔帽组件；所述塔帽组件包括内导流筒，套装在所述内导流筒外的气液分离筒与外导流筒，套装在所述外导流筒外的沉降筒，及顶部设有排气口的帽壳；所述气液分离筒位于所述外导流筒的上方；

所述内导流筒的下端口与所述工作液出口对接连通地固设在所述塔壳上；所述气液分离筒的下端口与所述外导流筒的上端口对接连通，且上端为端面高于所述内导流筒的敞口端，所述气液分离筒与所述内导流筒间填装有上表面低于所述内导流筒的上筒口的填料层；

所述外导流筒的下端部设有与所述沉降筒的内腔室连通的出液孔；所述沉降筒与所述外导流筒间填装有下表面高于所述出液孔的填料层，位于所述出液孔下方的部分内腔室构成碳酸钾溶液沉降室；所述沉降筒与所述帽壳围成环绕所述沉降筒的周围布置的集液室，所述沉降筒的上端口低于所述敞口端；所述帽壳上设有与所述白土床通过管道连接的集液室出口。

2.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于：

所述沉降筒的上端部套装在所述气液分离筒的下端部外，且二者在径向上间隔布置而形成溢流口。

3.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于：

所述碳酸钾溶液沉降室的底部连接有排碱管道，用于将沉降的碳酸钾溶液输送至位于碱塔底部处的碳酸钾溶液存储室。

4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的后处理装置，其特征在于：

多个所述出液孔沿所述外导流筒的周向均匀布置。

5.根据权利要求4所述的后处理装置，其特征在于：

所述塔壳的顶部为锥台型壳部，所述锥台型壳部的小径端口构成所述工作液出口；所述外导流筒的内径与所述工作液出口等径地固接在所述小径端口上，所述外导流筒的下端固接在所述锥台型壳部上。

6.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的后处理装置，其特征在于：

所述帽壳包括外径大于所述塔壳的基筒体及可拆卸地安装在所述基筒体的上端口上的封头；

所述基筒体的下端部套装在所述塔壳的上端部外，且下端口与所述塔壳间为水密地固定连接。

7.根据权利要求6所述的后处理装置，其特征在于：

所述排气口位于所述封头的中央区域上。

8.根据权利要求6所述的后处理装置，其特征在于：

所述基筒体的内壁上固设有内筒体，所述内筒体与所述基筒体之间围成所述集液室；

所述基筒体位于所述内筒体之下的筒体与所述内筒体连接构成所述沉降筒。

9.根据权利要求8所述的后处理装置，其特征在于：

所述内筒体的上端面为锯齿状溢流面，所述锯齿状溢流面中的齿槽沿所述内筒体的周向均匀布置。

10.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的后处理装置，其特征在于：

所述气液分离筒包括用于填装填料层的大径筒部及对接地固设在所述大径筒部的下端部上的倒锥形筒部，所述外导流筒的上筒口与所述倒锥形筒部的小径端口部对接地固定连接；

填料层为规整填料层。