CN211513504U - 一种高效双氧水生产用萃取塔 - Google Patents

Abstract

一种高效双氧水生产用萃取塔，涉及双氧水生产的工艺，包括塔体，在塔体内连接氧化液分布器、纯水分布器和萃余汇集器；在塔体外连接氧化液进口、纯水进口、萃余液出口、萃取液出口；在纯水分布器与萃余汇集器之间设置分离填料支撑栅板、分离填料和分离填料压栅；在氧化液分布器与纯水分布器之间设置若干层复合筛板，复合筛板包括由下至上依次设置的聚结分离填料支撑栅板、聚结分离填料、聚结分离填料压栅、筛板支承梁和筛板，在筛板上固定连接降液管，在降液管的正下方连接挡板；在氧化液分布器下方的塔体内连接无填料筛板，无填料筛板上连接底部降液管。本实用新型萃取效果好并且降低萃取塔塔高及减少进入氧化液的滞留量。

Description

一种高效双氧水生产用萃取塔

技术领域

本实用新型涉及双氧水生产的工艺，尤其涉及将过氧化氢从氧化液中萃取出来的萃取塔。

背景技术

在双氧水生产过程中，需要把过氧化氢从氧化液中萃取出来的设备一般称为萃取塔，主要用在蒽醌法加氢双氧水生产工艺中。萃取塔是双氧水生产中的关键设备，这个设备的结构决定萃取的速度、萃取液的浓度及萃余液中过氧化氢的含量有很大关系。

原传统工艺萃取塔内部结构为：萃取塔顶部没有液位缓冲段，萃取后的萃余液直接从萃取塔上部内部的萃余汇集器入口直接流出；传统工艺萃取塔的筛板为裸板结构，即每层筛板只是一层多孔不锈钢板，一般为50层左右，每层筛板的间距大约为0.6米左右，传统工艺的萃取塔直径大，由于传统工艺萃取塔筛板数量较多，萃取塔整体高度较高大约为45米左右。

传统工艺萃取塔结构存在如下缺点：

①传统萃取塔萃取效果较差，萃取塔操作弹性较小；一般当萃余液状况不好的情况下，萃余液在萃取塔筛板下容易发生液泛现象，造成萃余带水及萃余偏高的现象；严重时发生萃取塔筛板下积料严重，甚至堵塞纯水降液管，出现萃余大量带水。

②传统工艺萃取塔内筛板数量较多，一般为50层，使得萃取塔萃取段较长，一般萃取塔总高为45米左右；在萃取筛板下的氧化液容易受到下面向上漂浮氧化液的冲击，影响氧化液在筛板稳定的分布，这样需要氧化液在筛板下重新分布的面积较大；以年产10万吨双氧水为例，萃取塔萃取段直径为4米-4.5米左右；使得传统工艺萃取塔体积较大，体积为500方-600方，并且需要在萃取塔中的氧化液量较大，使得初始投资较大。

③当系统循环量较小时，萃余液进入萃取塔顶部的萃余汇集器时容易带气到下个工序（下液管没有满管容易带气），造成萃取塔塔头抽负压从萃取塔顶部的放空管抽气，造成萃取塔塔头氧含量偏高出现芳烃闪爆现象。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种高效双氧水生产用萃取塔，萃取效果好并且降低萃取塔塔高及减少进入氧化液的滞留量。

本实用新型的目的是这样实现的：一种高效双氧水生产用萃取塔，包括塔体，在塔体内连接氧化液分布器、纯水分布器和萃余汇集器，氧化液分布器连接在塔体的下部，纯水分布器和萃余汇集器连接在塔体内的上部，并且纯水分布器设置在萃余汇集器的下方；在塔体外连接与氧化液分布器相连通的氧化液进口、与纯水分布器相连通的纯水进口、与萃余汇集器相连通的萃余液出口，在塔体的底部连接萃取液出口；在纯水分布器与萃余汇集器之间由下至上依次设置分离填料支撑栅板、分离填料和分离填料压栅，分离填料支撑栅板与塔体连接；在所述氧化液分布器与纯水分布器之间设置若干层复合筛板，每层复合筛板的结构相同，均包括由下至上依次设置的聚结分离填料支撑栅板、聚结分离填料、聚结分离填料压栅、筛板支承梁和筛板，聚结分离填料支撑栅板与塔体的内壁连接，筛板支承梁与塔体的内壁固定连接，在筛板上固定连接竖向的降液管，降液管的上端与筛板齐平，降液管的下端伸出聚结分离填料压栅、聚结分离填料、聚结分离填料支撑栅板，在每根降液管的正下方间隔设置挡板，挡板与降液管的下端通过连杆连接，若干层复合筛板的降液管呈左右交替布置；在所述氧化液分布器下方的塔体内连接无填料筛板，无填料筛板上连接底部降液管，底部降液管连通无填料筛板上方的塔体内腔与无填料筛板下方的塔体内腔。

本实用新型在传统萃取设备（萃取塔）的基础上把原来裸板下面10-20厘米添加一层大约20-30厘米聚结分离填料变成复合筛板的形式，使得氧化液在聚结分离填料与填料上方的多孔裸板（筛板）间形成稳定分布区，由于聚结分离填料的存在阻挡了向上漂浮的氧化液冲击，使得筛板下方的氧化液在穿过筛板时液珠大小分布更加均匀及液珠上升速度更加稳定。这样的设计优点如下：

①本实用新型的萃取效果较好，萃取塔操作弹性较大；能够更好提高萃取浓度，降低萃余中过氧化氢的含量；正常生产过程中，当萃取浓度达到27.5%时，萃余中过氧化氢的含量可以降到0.10g/l，当萃取浓度达到35%时，萃余中过氧化氢的含量可以降到0.15g/l；

②本实用新型的塔内复合筛板数量较少，可以把复合板的总层数降至为30层左右，使得萃取塔萃取段较短，一般这种结构的萃取塔总高约为35米左右；氧化液在萃取筛板下与聚结分离填料间分布较均匀，在萃取塔内筛板下方的氧化液层受到下部上浮的萃余液冲击较小，萃取效果较好，需要氧化液重新分布的面积较小；以年产10万吨双氧水为例，萃取塔萃取段直径为3.4米-3.8米左右；使得本新型萃取塔体积较小，体积为300-400m³，同样这种结构的萃取塔需要在塔内滞留的氧化液量较少，使得初始投资较少。

本实用新型的每层复合筛板的筛板与聚结分离填料压栅之间设有间距，这个间距设置根据氧化液在这层筛板下氧化液厚度相关，这层氧化液厚度与萃取液的密度、系统循环量及筛板的开孔率有关；一般萃取塔内下部的相邻两层筛板之间的距离较小，萃取塔内上部相邻两层筛板之间的距离较大。每层复合筛板上的筛板（裸板）与上层的聚结分离填料间为萃取层，在这萃取层氧化液从每层复合筛板的下方均匀以液珠的形式穿过筛板（裸板）向上漂浮与从上层降液管下来萃取液逆流接触进行萃取，在这萃取层萃取的效果取决于液珠的大小分布及氧化液上浮的稳定性、连续性有关。

本实用新型的每层复合筛板的聚结分离填料为聚丙烯或者聚四氟折叠填料，本填料的作用促使氧化液与萃取液快速分离及保护在筛板下已经凝聚的氧化液不在受到向上漂浮氧化液的冲击并且能快速把氧化液与萃取液进行分离。

本实用新型的塔体包括位于上部的萃余液分离缓冲段塔体和位于下部的萃取段塔体，萃余液分离缓冲段塔体的直径大于萃取段塔体的直径，所述萃余汇集器安装在萃余液分离缓冲段塔体的中部，纯水分布器连接在萃取段塔体的上部，氧化液分布器连接在萃取段塔体的下部。

本实用新型的萃余液分离缓冲段塔体上连接液位计接口，液位计接口由液位计上接口和液位计下接口组成，液位计上接口与液位计下接口之间的塔体内腔为液位缓冲段，萃余汇集器设置在靠近液位缓冲段中部位置。一般控制分离段液位始终高于萃余汇集器进口，液位由后工序的液位调节阀控制，这样萃余液进入汇集器时始终存在一定的液封高度，不会出现萃余液进入汇集器时发生带气现象，造成萃取塔塔头抽负压从萃取塔顶部的放空管抽气，造成萃取塔塔头氧含量偏高出现芳烃闪爆现象。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2 为图1中I部放大图。

图3为图1中II部放大图。

图4为图3中A-A向视图。

图5为图2中B部放大图。

具体实施方式

如图1－5所示，高效双氧水生产用萃取塔，包括塔体1，塔体1包括位于上部的萃余液分离缓冲段塔体1-1和位于下部的萃取段塔体1-2，萃余液分离缓冲段塔体1-1与萃取段塔体1-2连接，萃余液分离缓冲段塔体1-1的直径大于萃取段塔体1-2的直径。

萃余液分离缓冲段塔体1-1上连接液位计接口7，液位计接口7由液位计上接口7-1和液位计下接口7-2组成，液位计上接口7-1与液位计下接口7-2之间的塔体1内腔为液位缓冲段。

在塔体1内连接氧化液分布器5、纯水分布器3和萃余汇集器2，氧化液分布器5连接在萃取段塔体1-2的下部，纯水分布器3连接在萃取段塔体1-2的上部，萃余汇集器2设置接近液位缓冲段的中部位置。在塔体1外连接与氧化液分布器5相连通的氧化液进口13、与纯水分布器3相连通的纯水进口12、与萃余汇集器2相连通的萃余液出口8，在萃取段塔体1-2的底部连接萃取液出口6。

在纯水分布器3与萃余汇集器2之间由下至上依次设置分离填料支撑栅板11、分离填料10和分离填料压栅9，分离填料支撑栅板11与分离缓冲段塔体1-1连接。

在氧化液分布器5与纯水分布器3之间设置约三十层复合筛板4，每层复合筛板4的结构相同，均包括由下至上依次设置的聚结分离填料支撑栅板4-1、聚结分离填料4-2、聚结分离填料压栅4-3、筛板支承梁4-6和筛板4-4，聚结分离填料支撑栅板4-1与萃取段塔体1-2的内壁连接，聚结分离填料4-2为聚丙烯或者聚四氟折叠填料，筛板支承梁4-6与萃取段塔体1-2的内壁焊接，筛板与4-4聚结分离填料压栅4-3之间设有间距。在筛板4-4上固定连接竖向的降液管4-5，降液管4-5的上端与筛板4-4齐平，降液管4-5的下端伸出聚结分离填料压栅4-3、聚结分离填料4-2、聚结分离填料支撑栅板4-1，在每根降液管4-5的正下方间隔设置挡板4-8，挡板4-8与降液管4-5的下端通过连杆4-7连接，挡板4-8可避免氧化液向上漂浮时进入降液管4-5内，若干层复合筛板4的降液管4-5呈左右交替布置，保证萃取液在萃取塔内部折返向下进行多次萃取同时提高萃取液的浓度。

在氧化液分布器5下方的塔体1内连接无填料筛板17，无填料筛板17为普通筛板，无填料筛板17上连接底部降液管18，底部降液管18连通无填料筛板17上方的塔体1内腔与无填料筛板17下方的塔体1内腔。

本实用新型的外部结构：设备大体高度为35米左右，从外部看一般分为两段，上端直径较大较短段为萃余液与水相分离段及塔头液位缓冲段（即：分离缓冲段塔体1-1），下段较细较长为萃取段塔体1-2，萃取剂为纯水；设备直径根据装置生产能力确定设备直径的大小；氧化液从萃取段塔体1-2下部进入，纯水从萃取段塔体1-2上部加入，粗双氧水（萃取液）从萃取段塔体1-2底部取出，萃余液从分离缓冲段塔体1-1中部取出，顶部设置放空口15及防爆口16，在氧化液分布器5下方的塔体内连接无填料筛板17，这层筛板防止氧化液分布器5分散后的氧化液液珠被萃取液带走起到隔离的作用。

本实用新型的内部结构：分离缓冲段塔体1-1的内部为萃余液分离及液位缓冲段，通过液位计和控制阀控制一定的液位防止萃取塔塔头空气直接从萃余汇集器2带入后工序，液位缓冲段下部为萃余汇集器2，是萃余液的出口；萃余汇集器2下部为油水分离填料10，在这里萃余液夹带部分游离态的水初步进行分离。萃取段塔体1-2上部为纯水分布器3，在这里进入萃取塔纯水进行均匀的分布，纯水分布器3下方为萃取塔各层复合筛板4，复合筛板4一般为30层左右，其中在氧化液分布器下部为一层普通筛板（裸板结构）；底部复合筛板中两层筛板间距大约为0.8-1.0米左右（一般下部的两层筛板之间的间距大约0.8米左右，中上部的两层筛板之间的间距大约1.0米左右），萃取段塔体1-2的下部为氧化液分布器5。

本萃取塔萃取机理如下：来自于氧化高位槽的氧化液经氧化液加压泵加压流入萃取塔底部，萃取塔为复合多孔筛板塔，塔内装有含少量磷酸的纯水。含有双氧水的氧化液从萃取塔底部进入后，然后经过塔底氧化液分布器氧化液被分散无数细小的液珠，从萃取塔底部向上漂浮；来自纯水工序的纯水经加酸调温后送到萃取塔萃取段的顶部，进入塔内的纯水通过每层复合筛板的降液管使塔内水相上下相通，并连续折返向下流动，与向上漂浮的氧化液进行逆向萃取。在此过程中，水为连续相，氧化液为分散相。水从塔顶流向塔底流动过程中，其中双氧水含量逐渐升高，最后从塔底流出(称萃取液)，到达塔底时萃取液中的双氧水含量逐渐增高达到27.5%以上，为粗双氧水；氧化液在向上漂浮经萃取塔复合筛板多次分散与水进行逆流萃取，其中双氧水含量逐渐降低，萃取后的氧化液称为萃余液，为保证后工序的安全运行，控制萃余液中双氧水含量小于0.25g/L。

Claims (5)

1.一种高效双氧水生产用萃取塔，包括塔体，在塔体内连接氧化液分布器、纯水分布器和萃余汇集器，氧化液分布器连接在塔体的下部，纯水分布器和萃余汇集器连接在塔体内的上部，并且纯水分布器设置在萃余汇集器的下方；在塔体外连接与氧化液分布器相连通的氧化液进口、与纯水分布器相连通的纯水进口、与萃余汇集器相连通的萃余液出口，在塔体的底部连接萃取液出口；在纯水分布器与萃余汇集器之间由下至上依次设置分离填料支撑栅板、分离填料和分离填料压栅，分离填料支撑栅板与塔体连接；其特征是：在所述氧化液分布器与纯水分布器之间设置若干层复合筛板，每层复合筛板的结构相同，均包括由下至上依次设置的聚结分离填料支撑栅板、聚结分离填料、聚结分离填料压栅、筛板支承梁和筛板，聚结分离填料支撑栅板与塔体的内壁连接，筛板支承梁与塔体的内壁固定连接，在筛板上固定连接竖向的降液管，降液管的上端与筛板齐平，降液管的下端伸出聚结分离填料压栅、聚结分离填料、聚结分离填料支撑栅板，在每根降液管的正下方间隔设置挡板，挡板与降液管的下端通过连杆连接，若干层复合筛板的降液管呈左右交替布置；在所述氧化液分布器下方的塔体内连接无填料筛板，无填料筛板上连接底部降液管，底部降液管连通无填料筛板上方的塔体内腔与无填料筛板下方的塔体内腔。

2.根据权利要求1所述的高效双氧水生产用萃取塔，其特征是：每层复合筛板的筛板与聚结分离填料压栅之间设有间距。

3.根据权利要求1所述的高效双氧水生产用萃取塔，其特征是：每层复合筛板的聚结分离填料为聚丙烯或者聚四氟折叠填料。

4.根据权利要求1所述的高效双氧水生产用萃取塔，其特征是：所述塔体包括位于上部的萃余液分离缓冲段塔体和位于下部的萃取段塔体，萃余液分离缓冲段塔体的直径大于萃取段塔体的直径，所述萃余汇集器安装在萃余液分离缓冲段塔体的中部，纯水分布器连接在萃取段塔体的上部，氧化液分布器连接在萃取段塔体的下部。

5.根据权利要求4所述的高效双氧水生产用萃取塔，其特征是：所述萃余液分离缓冲段塔体外连接液位计接口，液位计接口由液位计上接口和液位计下接口组成，液位计上接口与液位计下接口之间的塔体内腔为液位缓冲段，萃余汇集器设置在靠近液位缓冲段中部位置。

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