CN210384880U - 一种节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，主要由蒸发进料预热器、蒸发系统、蒸发系统冷凝液缓冲罐、冷凝液输送泵、冷凝液收集罐、管线及阀门组成，利用己内酰胺水溶液三效（或其他多效）蒸发系统的冷凝液余热对进料的己内酰胺水溶液进行预热，改进了原蒸发浓缩工序冷凝液余热浪费以及冷凝液收集罐震动异响的缺陷，相比原多效蒸发系统，蒸汽使用量可减少6‑10%，后续冷凝冷却器的循环水使用量可减少20‑30%，同时冷凝液收集罐内进料冷凝液温度降低，避免了汽水混合造成的震动和噪声，提高了经济效益与市场竞争力。

Description

一种节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置

技术领域

本发明属于己内酰胺生产的节能技术，涉及己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，具体涉及己内酰胺生产过程中己内酰胺水溶液蒸发浓缩工序的节能装置。

背景技术

己内酰胺水溶液蒸发浓缩工序的目的是将浓度约30%的己内酰胺水溶液浓缩至90%，再通过后续的蒸馏工序就可以得到浓度99.99%以上的己内酰胺产品。蒸发浓缩工序通常由多效蒸发塔组成，其进料来自加氢工序出料的己内酰胺水溶液，其温度约70-90℃，浓度约25-50%。

目前，己内酰胺生产的蒸发浓缩工序大多采用三效蒸发系统，一效蒸发塔塔顶二次蒸汽作为二效蒸发塔的热源，二效蒸发塔的二次蒸汽作为三效蒸发塔的热源，该两股二次蒸汽冷凝下来的冷凝液合并收集至冷凝液收集罐，然后通过换热器由循环水冷却至40℃送至前面萃取工序做萃取剂。该两股冷凝液一股温度约128℃，另一股温度约107℃，最终由循环水冷却至40℃，冷凝液热量没有得到合理优化利用，造成蒸发浓缩工序的蒸汽和循环水使用量较大，浪费严重。同时，冷凝液收集罐的压力为常压，该两股高温冷凝液进罐后发生汽水混合现象，现场罐内产生较大的噪声和震动，罐顶有水蒸气冒出，长期冲击下设备有发生破裂泄露的风险。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种己内酰胺水溶液蒸发浓缩工序的节能装置。通过该节能装置对进料的己内酰胺水溶液进行预热，使其升温后再送至多效蒸发系统中进行浓缩，加热热源来自多效蒸发系统的冷凝液，经此换热后冷凝液温度降至95℃以下，可有效地回收利用冷凝液的余热，降低多效蒸发系统的加热蒸汽使用量和冷凝液冷却用的循环水使用量，同时，避免了冷凝液收集罐内的震动和噪声。

本实用新型的技术方案：

一种节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，主要由蒸发进料预热器、蒸发系统、蒸发系统冷凝液缓冲罐、冷凝液输送泵、冷凝液收集罐组成；进料的己内酰胺水溶液通过管线进入蒸发进料预热器，蒸发进料预热器再与蒸发系统相连；蒸发系统冷凝液出口与蒸发系统冷凝液缓冲罐连接，蒸发系统冷凝液缓冲罐与冷凝液输送泵进口连接，冷凝液输送泵出口与蒸发进料预热器相连，蒸发进料预热器通过管线与冷凝液收集罐相连。

所述的蒸发进料预热器可采用固定管板式、浮头式、板式或者U型管式等所有换热器型式中的一种。

所述的蒸发系统是己内酰胺水溶液蒸发系统，可采用两效、三效、四效或MVR等方式。

所述的冷凝液收集罐与冷凝冷却器相连。

在本发明装置中设有相应阀门、各种温度、压力、流量检测仪表等。

所述节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，蒸发系统为三效蒸发系统，进料的己内酰胺水溶液通过管线进入蒸发进料预热器，蒸发进料预热器与一效蒸发塔再沸器相连；一效冷凝液通过管线进入一效冷凝液缓冲罐，一效冷凝液输送泵进口与一效冷凝液缓冲罐相连，出口通过管线与蒸发进料预热器相连；二效冷凝液通过管线进入二效冷凝液缓冲罐，二效冷凝液输送泵进口与二效冷凝液缓冲罐相连，出口通过管线与蒸发进料预热器相连；蒸发进料预热器通过管线与冷凝液收集罐相连。

所述节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，蒸发系统为三效蒸发系统，进料的己内酰胺水溶液通过管线进入蒸发进料预热器，蒸发进料预热器与一效蒸发塔再沸器相连；一效冷凝液经调压后通过管线进入蒸发系统冷凝液缓冲罐；二效冷凝液通过管线同样进入蒸发系统冷凝液缓冲罐，冷凝液输送泵进口与蒸发系统冷凝液缓冲罐相连，出口通过管线与蒸发进料预热器相连；蒸发进料预热器通过管线与冷凝液收集罐相连。

所述的三效蒸发器气相管线与三效冷凝器进口相连，三效冷凝器出口与冷凝液收集罐相连。

其实现工艺方法的节能装置主要组成为：蒸发进料预热器、蒸发系统冷凝液缓冲罐、冷凝液输送泵、冷凝液收集罐及其连接管线与阀门等。

一种节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置在己内酰胺生产中的应用，多效蒸发塔气相冷凝后的冷凝液收集至冷凝液缓冲罐，冷凝液由泵输送至蒸发进料预热器中对进料的己内酰胺水溶液进行预热，温降后的冷凝液送入冷凝液收集罐，再经冷凝冷却器冷却后送至萃取工序使用。

所述的蒸发进料预热器用于三效（或其他多效）蒸发系统的进料己内酰胺水溶液进行预热，其加热介质来自于三效（或其他多效）蒸发系统收集的冷凝液。

所述的一效蒸发冷凝液和二效蒸发冷凝液可分别收集至冷凝液缓冲罐送出，使用双罐双泵型式。

所述的一效蒸发冷凝液经压力调节阀调压后与二效蒸发冷凝液合并（或汇合）收集至冷凝液缓冲罐送出，使用单罐单泵型式。

本技术方案改进了原己内酰胺水溶液蒸发浓缩工序冷凝液余热浪费以及冷凝液收集罐震动异响的缺陷，可使进料的己内酰胺水溶液温度由40-90℃提高到60-110℃，相比原多效蒸发系统，蒸汽使用量可减少6-10%，后续冷凝冷却器的循环水量可减少20-30%，同时冷凝液收集罐的进料温度可降低至65-95℃，避免了汽水混合造成的震动和噪声，降低了冷凝液收集罐的设计温度及设备造价，可有效提高经济效益和市场竞争力。

附图说明

图1 节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置示意图。

图中：1-蒸发进料预热器，2-蒸发系统，3-蒸发系统冷凝液缓冲罐，4-冷凝液输送泵，5-冷凝液收集罐。A-进料的己内酰胺水溶液，B-温升后的己内酰胺水溶液，C-浓缩后的己内酰胺水溶液，D-蒸发系统收集的冷凝液，E-温降后的冷凝液，F-去萃取工序冷凝液。

图2 双罐双泵节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置示意图。

图中：1-蒸发进料预热器，2-1-一效蒸发塔，2-2-二效蒸发塔，2-3-三效蒸发塔，3-1-一效冷凝液缓冲罐，3-2-二效冷凝液缓冲罐，4-1-一效冷凝液输送泵，4-2-二效冷凝液输送泵，5-冷凝液收集罐，6-冷凝冷却器。A-进料的己内酰胺水溶液，B-温升后的己内酰胺水溶液，C-浓缩后的己内酰胺水溶液，D-一效蒸发冷凝液，D'-二效蒸发冷凝液，E-温降后的冷凝液，F-去萃取工序冷凝液，G-回流进料，H-蒸汽，I-蒸汽冷凝水。

图3 单罐单泵节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置示意图。

图中：1-蒸发进料预热器，2-1-一效蒸发塔，2-2-二效蒸发塔，2-3-三效蒸发塔，3-蒸发系统冷凝液缓冲罐，4-冷凝液输送泵，5-冷凝液收集罐，6-冷凝冷却器。

图中：A-进料的己内酰胺水溶液，B-温升后的己内酰胺水溶液，C-浓缩后的己内酰胺水溶液，D-一效蒸发冷凝液，D'-二效蒸发冷凝液，E-温降后的冷凝液，F-去萃取工序冷凝液，G-回流进料，H-蒸汽，I-蒸汽冷凝水。

具体实施方式

下面结合附图1和节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置的工艺对本发明作进一步的说明：

首先，蒸发系统（2）的塔顶气相冷凝成冷凝液收集至蒸发系统冷凝液缓冲罐（3），再经冷凝液输送泵（4）送至蒸发进料预热器（1），该冷凝液在蒸发进料预热器（1）中对进料的己内酰胺水溶液进行预热，温降后的冷凝液送入冷凝液收集罐（5），再经冷凝冷却器（6）冷却后送至萃取工序使用，温升后的己内酰胺水溶液送入蒸发系统（2）。

下面结合附图2和节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置的工艺对本发明作进一步的说明：

首先，三效蒸发系统的一效蒸发塔（2-1）塔顶气相作为二效蒸发塔（2-2）再沸器的热源，二效蒸发塔（2-2）塔顶气相作为三效蒸发塔（2-3）再沸器的热源，换热后一效蒸发塔（2-1）气相冷凝成冷凝液收集至一效冷凝液缓冲罐（3-1），再经一效冷凝液输送泵（4-1）送至蒸发进料预热器（1），同样，二效蒸发塔（2-2）气相冷凝成冷凝液收集至二效冷凝液缓冲罐（3-2），再经二效冷凝液输送泵（4-2）送至蒸发进料预热器（1），该两股冷凝液在蒸发进料预热器（1）中对进料的己内酰胺水溶液进行预热，温降后的冷凝液送入冷凝液收集罐（5），再经冷凝冷却器（6）冷却后送至萃取工序使用，温升后的己内酰胺水溶液送入三效蒸发系统。

下面结合附图3和节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置的工艺对本发明作进一步的说明：

首先，三效蒸发系统的一效蒸发塔（2-1）塔顶气相作为二效蒸发塔（2-2）再沸器的热源，二效蒸发塔（2-2）塔顶气相作为三效蒸发塔（2-3）再沸器的热源，换热后一效蒸发塔（2-1）气相冷凝成冷凝液经压力调节阀调压后收集至蒸发系统冷凝液缓冲罐（3），同样，二效蒸发塔（2-2）气相冷凝成冷凝液收集至蒸发系统冷凝液缓冲罐（3），该两股冷凝液混合后再经冷凝液输送泵（4）送至蒸发进料预热器（1）对进料的己内酰胺水溶液进行预热，温降后的冷凝液送入冷凝液收集罐（5），再经冷凝冷却器（6）冷却后送至萃取工序使用，温升后的进料己内酰胺水溶液送入三效蒸发系统。

实施例：

如图2所示：

在己内酰胺水溶液的蒸发浓缩工序中，三效蒸发系统的一效蒸发塔（2-1）塔顶气相作为二效蒸发塔（2-2）再沸器的热源，二效蒸发塔（2-2）塔顶气相作为三效蒸发塔（2-3）再沸器的热源，换热后一效蒸发塔（2-1）气相冷凝成冷凝液通过管线送至一效冷凝液缓冲罐（3-1），再通过一效冷凝液输送泵（4-1）经管线送至蒸发进料预热器（1），该股冷凝液的温度为128℃。

同样，二效蒸发塔（2-2）气相冷凝成冷凝液通过管线送至二效冷凝液缓冲罐（3-2），再通过二效冷凝液输送泵（4-2）经管线送至蒸发进料预热器（1），该股冷凝液的温度为107℃。

上述两股冷凝液在蒸发进料预热器（1）中对进料的己内酰胺水溶液进行预热，温度降至95℃，进料的己内酰胺水溶液经过冷凝液加热后温度由90℃升至103℃，温升后的己内酰胺水溶液经管线送入三效蒸发系统。

温降后的冷凝液经管线流入冷凝液收集罐（5），再经冷凝冷却器（6）通过循环水冷却至40℃后送至萃取工序作萃取剂。

对于30万吨/年己内酰胺生产工艺，采用己内酰胺水溶液蒸发浓缩节能装置后，冷凝液热量得到合理优化再利用，相比原三效蒸发系统，蒸汽使用量减少了7.4%，后续冷凝冷却器的循环水使用量降低了23%，运行成本可节约480万元/年，同时，冷凝液收集罐冷凝液进料温度降低至95℃以下，为冷凝液收集罐的噪声及震动问题提供了本质解决方案。

Claims (7)

1.一种节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，主要由蒸发进料预热器（1）、蒸发系统（2）、蒸发系统冷凝液缓冲罐（3）、冷凝液输送泵（4）、冷凝液收集罐（5）组成；进料的己内酰胺水溶液通过管线进入蒸发进料预热器（1），蒸发进料预热器（1）再与蒸发系统（2）相连；蒸发系统（2）冷凝液出口与蒸发系统冷凝液缓冲罐（3）连接，蒸发系统冷凝液缓冲罐（3）与冷凝液输送泵（4）进口连接，冷凝液输送泵（4）出口与蒸发进料预热器（1）相连，蒸发进料预热器（1）通过管线与冷凝液收集罐（5）相连。

2.根据权利要求1所述节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，其特征在于所述的蒸发进料预热器（1）可采用固定管板式、浮头式、板式或者U型管式等所有型式。

3.根据权利要求1所述节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，其特征在于所述的蒸发系统（2）可采用两效、三效、四效或MVR等方式。

4.根据权利要求1所述节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，其特征在于冷凝液收集罐（5）还与冷凝冷却器（6）相连。

5.根据权利要求1所述节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，其特征在于蒸发系统为三效蒸发系统，进料的己内酰胺水溶液通过管线进入蒸发进料预热器（1），蒸发进料预热器（1）与一效蒸发塔（2-1）再沸器相连；一效冷凝液通过管线进入一效冷凝液缓冲罐（3-1），一效冷凝液输送泵（4-1）进口与一效冷凝液缓冲罐（3-1）相连，出口通过管线与蒸发进料预热器（1）相连；二效冷凝液通过管线进入二效冷凝液缓冲罐（3-2），二效冷凝液输送泵（4-2）进口与二效冷凝液缓冲罐（3-2）相连，出口通过管线与蒸发进料预热器（1）相连；蒸发进料预热器（1）通过管线与冷凝液收集罐（5）相连。

6.根据权利要求1所述节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，其特征在于蒸发系统为三效蒸发系统，进料的己内酰胺水溶液通过管线进入蒸发进料预热器（1），蒸发进料预热器（1）与一效蒸发塔（2-1）再沸器相连；一效冷凝液经调压后通过管线进入蒸发系统冷凝液缓冲罐（3）；二效冷凝液通过管线同样进入蒸发系统冷凝液缓冲罐（3），冷凝液输送泵（4）进口与蒸发系统冷凝液缓冲罐（3）相连，出口通过管线与蒸发进料预热器（1）相连；蒸发进料预热器（1）通过管线与冷凝液收集罐（5）相连。

7.根据权利要求5或6所述节能的己内酰胺水溶液蒸发浓缩装置，其特征在于三效蒸发器气相管线与三效冷凝器进口相连，三效冷凝器出口与冷凝液收集罐（5）相连。

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