CN215310281U - 一种精馏柱及连续化反应精馏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精馏柱，其可在反应过程中直接对精馏柱进行加热，提高反应效率，其技术方案：一种精馏柱，包括中空的柱体，所述柱体的两端均为开放端，所述柱体上设有一用于对柱体进行加热的加热模块；本实用新型还提出了一种连续反应精馏装置，旨在实现连续反应精馏，属于化工工业化生产技术领域。

Description

一种精馏柱及连续化反应精馏装置

技术领域

本实用新型属于化工工业化生产技术领域，更具体而言，涉及一种精馏柱及连续化反应精馏装置。

背景技术

反应精馏的工作原理是在进行反应的同时运用精馏方法分离出产物，通过破坏可逆反应的反应条件，促使反应朝着所需要的方向进行，有效提高反应物的转化率和产品生成率，实现反应分离一体化。

对于反应精馏而言，精馏柱是必不可少的一个器件，在反应精馏时，精馏柱的底部与一塔釜连接。

现有技术存在的问题在于，现有的反应精馏装置通常是对塔釜进行加热的，如发明专利公开号CN102107132A公开的一种精馏式光氯化反应装置所示，这样会导致精馏柱内未完全反应的物料聚集在塔釜内，从而影响反应效率。

所以，本申请要解决的技术问题是：如何提高反应精馏的反应效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种精馏柱，其可在反应过程中直接对精馏柱进行加热，提高反应效率；本实用新型还提出了一种连续反应精馏装置，旨在实现连续反应精馏。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种精馏柱，包括中空的柱体，所述柱体的两端均为开放端，所述柱体上设有一用于对柱体进行加热的加热模块，所述柱体包括相互连接的上精馏柱、下精馏柱，所述上精馏柱、下精馏柱之间设置列管式反应段，所述的列管式反应段外壁设有多个热源输入口以及一热源输出口。

本实用新型一个特定的实施例中，所述加热模块包括设置在所述柱体上的加热环或者或者导热油加热载体。

本实用新型一个特定的实施例中，所述柱体包括相互连接的上精馏柱、下精馏柱，所述上精馏柱、下精馏柱上均设有加料嘴，所述上精馏柱、下精馏柱之间设置列管式反应段，所述上精馏柱、下精馏柱的外部设有保温层；所述加热环为分别设置在所述上精馏柱、下精馏柱上的2个。

本实用新型的另一方面，还提出一种连续反应精馏装置，包括如上所述的精馏柱，所述上精馏柱与一气冷凝单元连接，所述下精馏柱与一塔釜连接，所述塔釜与一第一储存单元连接，所述气冷凝单元与一第二储存单元连接，所述上精馏柱、下精馏柱通过一加料单元分别加料；所述塔釜上设有一再沸器。

本实用新型一个特定的实施例中，所述第一储存单元包括与所述塔釜的底部通过一第一输送管连接的第一暂存罐；所述第二储存单元包括与所述气冷凝单元通过一第二输送管连接的若干个第二暂存罐。

本实用新型一个特定的实施例中，所述气冷凝单元包括分别与所述上精馏柱、第二储存单元连接的塔头、延伸至塔头内的第一冷凝组件，所述第一冷凝组件与一低温循环水浴槽连接，所述第二输送管与所述塔头连接；

所述第一输送管上还设有第二冷凝组件，所述第二冷凝组件与所述低温循环水浴槽连接。

本实用新型一个特定的实施例中，所述加料单元包括与所述上精馏柱的加料嘴通过一第一输料管连接的第一加料罐、与所述下精馏柱的加料嘴通过一第二输料管连接的第二加料罐，所述第一输料管、第二输料管上均设有输料泵、阀门；

还包括一空压送料模块，所述空压送料模块与所述第一加料罐、第二加料罐、第一暂存罐、塔头、第二暂存罐均通过一送气管连接。

本实用新型一个特定的实施例中，所述第一输料管、第二输料管上均设有换热组件，所述换热组件与一高温循环水浴槽连接。

本实用新型一个特定的实施例中，所述空压送料模块包括真空泵、与真空泵连接的真空缓冲罐，所述送气管与所述真空缓冲罐连接。

本实用新型一个特定的实施例中，还包括一控制模块，所述控制模块包括控制器、设置在控制器内的控制主板以及设置在控制器上的触摸显示屏；

本实用新型一个特定的实施例中，所述控制模块还包括设置在所述上精馏柱、下精馏柱、塔釜、再沸器、塔头、第一冷凝组件、第二冷凝组件、换热组件内的温度传感器以及设置在所述真空缓冲罐内的压力传感器；

所述塔头内还设有设置在输出端处的回流比器；

所述温度传感器、压力传感器、低温循环水浴槽、高温循环水浴槽、加热环、再沸器、输料泵、真空泵、回流比器、触摸显示屏均与所述控制主板电连接。

本实用新型上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

在本实用新型中，在使用该精馏柱时，通过加热模块直接对柱体进行加热，可提高反应效率，从而避免反应物料聚集塔釜中；

在本实用新型中，所述的列管式反应段外壁设有多个热源输入口，对列管式反应段内的物料进行加热，确保反应过程中各个物料受热均匀，避免局部聚集从而影响反应效率和产品良率。

对于该连续反应精馏装置，在精馏柱工作的过程中，通过加料单元向精馏柱加料，反应精馏产生的气体经气冷凝单元处理后输出到第二储存单元中，反应精馏产生的液体经塔釜输出到第一储存单元中，使得该精馏装置可以实现连续化反应。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；

图1是本实用新型的实施例1的结构图；

图2是本实用新型的实施例2的结构图；

图3是本实用新型的实施例2的控制框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”以及“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

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“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；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、间接连通或两个元件的相互作用关系。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同方案。

实施例1

参照图1所示，一种精馏柱，包括中空的柱体1，所述柱体1的两端均为开放端，所述柱体1上设有一用于对柱体1进行加热的加热模块2。所述柱体1上设有一用于对柱体1进行加热的加热模块2。

在本实施例中，所述柱体1包括相互连接的上精馏柱11、下精馏柱12，所述上精馏柱 11、下精馏柱12之间设置列管式反应段13，所述的列管式反应段13外壁设有多个热源输入口22以及一热源输出口23，在反应中导热油通过热源输入口22进入至列管式反应段13之间，对列管式反应段13内的物料进行加热，由于设置有多个热源进入口22，确保反应过程中各个物料受热均匀，避免局部聚集从而影响反应效率和产品良率。

在实际应用中，柱体1的两端分别与塔头、塔釜连接，所述柱体1上设有加热模块2，可以提高柱体1内物料的反应效率，从而可避免过多的未反应完全的物料聚集在塔釜内。

优选地，为了确保在较低温度下，导热油供给的温度不足以确保反应所需的温度，所述加热模块2还包括设置在所述柱体1上的加热环21，所述加热环21可以为管状，其内通有热蒸汽或热水，实现对柱体1的加热工作；

所述加热模块2还可以为通有热蒸汽或热水的环状套体结构，也可以为电加热结构等，本实施例对此不作限制。

在本实施例中，所述上精馏柱11、下精馏柱12上均设有加料嘴A，所述上精馏柱11、所述上精馏柱11、下精馏柱12的外部设有保温层(图中未示出)，保温层设置在加热环21外；所述加热环21为分别设置在所述上精馏柱11、下精馏柱12上的2个；

列管式反应段13包括多个沿着柱体1长度方向布置的管体，管体内填充有填料，所述填料根据实际生产情况而定。

所述保温层为真空层，或其它保温材料层，本实施例对此不作限制。

实施例2

参照图2至图3所示，一种连续反应精馏装置，包括如实施例1所述的精馏柱B，所述上精馏柱与一气冷凝单元3连接，所述下精馏柱与一塔釜4连接，所述塔釜4与一第一储存单元5连接，所述气冷凝单元3与一第二储存单元6连接，所述上精馏柱、下精馏柱通过一加料单元7分别加料；所述塔釜4上设有一再沸器C。

在实际应用中，通过再沸器C对塔釜4进行加热，通过加料单元7向精馏柱B加料，反应精馏产生的气体经气冷凝单元3处理后输出到第二储存单元6内，将塔釜4内的液体输出到第一储存单元5中，使得该精馏装置可以实现连续化反应；

所述上精馏柱、下精馏柱上均设有加热环，可提高反应效率。

具体来说，所述第一储存单元5包括与所述塔釜4的底部通过一第一输送管51连接的第一暂存罐52；所述第二储存单元6包括与所述气冷凝单元3通过一第二输送管61连接的若干个第二暂存罐62；

所述第一暂存罐52、第二暂存罐62的输入端和输出端均设有阀门E。

在本实施例中，所述气冷凝单元3包括分别与所述上精馏柱、第二储存单元6连接的塔头31、延伸至塔头31内的第一冷凝组件32，所述第一冷凝组件32与一低温循环水浴槽33 连接，所述第二输送管61与所述塔头31连接；

所述塔头31包括与上精馏柱连接的导出部、与导出部连接的冷凝部，所述第一冷凝组件 32延伸至冷凝部内，冷凝部与导出部的下部还设有连接冷凝部与导出部的回流管等结构，通过第一冷凝组件32对反应精馏产生的产物进行冷凝，一部分凝液作为回流液从回流管回流到精馏柱B内，其余凝液即为产品，即输出到第二暂存罐62的部分，第二输送管61与所述冷凝部的底部连接。

所述第一输送管51上还设有第二冷凝组件D，所述第二冷凝组件D与所述低温循环水浴槽33连接，对反应精馏得到的液体作进一步冷凝，保证产品质量。

在本实施例中，所述加料单元7包括与所述上精馏柱的加料嘴通过一第一输料管71连接的第一加料罐72、与所述下精馏柱的加料嘴通过一第二输料管73连接的第二加料罐74，所述第一输料管71、第二输料管73上均设有输料泵75、阀门E；

还包括一空压送料模块8，所述空压送料模块8与所述第一加料罐72、第二加料罐74、第一暂存罐52、第二暂存罐62、塔头31均通过一送气管81连接；

通过空压送料模块8与输料泵75配合实现第一加料罐72、第二加料罐74内物料的输送，保证工作的正常进行；

同时，也保证第一暂存罐52、第二暂存罐62、塔头31内物料的输出工作，所述送气管 81与所述塔头31的冷凝部的顶部连接。

具体来说，所述空压送料模块8包括真空泵82、与真空泵82连接的真空缓冲罐83，所述送气管81与所述真空缓冲罐83连接；所述真空缓冲罐83的输出端和输入端也设有阀门E，所述真空缓冲罐83上还有泄压管，泄压管上也设有阀门E。

优选地，所述第一输料管71、第二输料管73上均设有换热组件F，所述换热组件F与一高温循环水浴槽G连接，使得第一加料罐72、第二加料罐74输出的物料与精馏柱B内的温度相近，保证精馏体系的稳定。

优选地，还包括一控制模块9，所述控制模块9包括控制器91、设置在控制器91内的控制主板92以及设置在控制器91上的触摸显示屏93；

所述控制模块9还包括设置在所述上精馏柱、下精馏柱、塔釜4、再沸器C、塔头31、第一冷凝组件32、第二冷凝组件D、换热组件F内的温度传感器94以及设置在所述真空缓冲罐83内的压力传感器95；

所述塔头31内还设有设置在输出端处的回流比器96，即该回流比器96设置在所述冷凝部的输出端处，保证精馏过程的分离效果；

所述温度传感器94、压力传感器95、低温循环水浴槽33、高温循环水浴槽G、加热环、再沸器C、输料泵75、真空泵82、回流比器96、触摸显示屏93均与所述控制主板92电连接；

通过温度传感器94检测对应器件的温度数据、通过压力传感器95检测真空缓冲罐83内的压力数据，并将两种数据传递给控制主板92，经控制主板92处理后将温度信息、压力信息显示在触摸显示屏93上，可实现温度、压力参数的实时监测；

所述控制器91上还设有用于控制低温循环水浴槽33、高温循环水浴槽G、加热环、再沸器C、输料泵75、真空泵82、回流比器96工作的控制按钮组97；

在本实施例中，可人工取出第一暂存罐83内的液体并对其进行分析，再根据温度传感器 94、压力传感器95采集到的参数信息以及第一暂存罐83内液体的分析结果，通过所述触摸控制屏以及控制按钮组97对低温循环水浴槽33、高温循环水浴槽G、加热环、再沸器C、输料泵75、真空泵82、回流比器96的工作进行控制，可实现该装置的各个器件的温度以及真空缓冲罐83的压力的实时调控。

所述低温循环水浴槽33内设有制冷组件，所述高温循环水浴槽G内设有制热组件，所述低温循环水浴槽33、高温循环水浴槽G内还设有循环泵，该制冷组件、制热组件、循环泵与所述控制主板92电连接。

所述再沸器C还设有一加料管，用于向再沸器C内添加物料，所述加料管上也设有阀门 E；

所述阀门E为旋塞阀。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种精馏柱，包括中空的柱体(1)，所述柱体(1)的两端均为开放端，其特征在于，所述柱体(1)上设有一用于对柱体(1)进行加热的加热模块(2)，所述柱体(1)包括相互连接的上精馏柱(11)、下精馏柱(12)，所述上精馏柱(11)、下精馏柱(12)之间设置列管式反应段(13)，所述的列管式反应段(13)外壁设有多个热源输入口(22)以及一热源输出口(23)。

2.根据权利要求1所述的精馏柱，其特征在于，所述加热模块(2)包括设置在所述柱体(1)上的加热环(21)。

3.根据权利要求2所述的精馏柱，其特征在于，所述上精馏柱(11)、下精馏柱(12)上均设有加料嘴(A)，所述上精馏柱(11)、下精馏柱(12)的外部设有保温层；所述加热环(21)为分别设置在所述上精馏柱(11)、下精馏柱(12)上的2个。

4.一种连续化反应精馏装置，包括如权利要求3所述的精馏柱，其特征在于，所述上精馏柱与一气冷凝单元(3)连接，所述下精馏柱与一塔釜(4)连接，所述塔釜(4)与一第一储存单元(5)连接，所述气冷凝单元(3)与一第二储存单元(6)连接，所述上精馏柱、下精馏柱通过一加料单元(7)分别加料；所述塔釜(4)上设有一再沸器(C)。

5.根据权利要求4所述的连续化反应精馏装置，其特征在于，所述第一储存单元(5)包括与所述塔釜(4)的底部通过一第一输送管(51)连接的第一暂存罐(52)；所述第二储存单元(6)包括与所述气冷凝单元(3)通过一第二输送管(61)连接的若干个第二暂存罐(62)。

6.根据权利要求5所述的连续化反应精馏装置，其特征在于，所述气冷凝单元(3)包括分别与所述上精馏柱、第二储存单元(6)连接的塔头(31)、延伸至塔头(31)内的第一冷凝组件(32)，所述第一冷凝组件(32)与一低温循环水浴槽(33)连接，所述第二输送管(61)与所述塔头(31)连接；

所述第一输送管(51)上还设有第二冷凝组件(D)，所述第二冷凝组件(D)与所述低温循环水浴槽(33)连接。

7.根据权利要求6所述的连续化反应精馏装置，其特征在于，所述加料单元(7)包括与所述上精馏柱的加料嘴通过一第一输料管(71)连接的第一加料罐(72)、与所述下精馏柱的加料嘴通过一第二输料管(73)连接的第二加料罐(74)，所述第一输料管(71)、第二输料管(73)上均设有输料泵(75)、阀门(E)；

还包括一空压送料模块(8)，所述空压送料模块(8)与所述第一加料罐(72)、第二加料罐(74)、第一暂存罐(52)、塔头(31)、第二暂存罐(62)均通过一送气管(81)连接。

8.根据权利要求7所述的连续化反应精馏装置，其特征在于，所述第一输料管(71)、第二输料管(73)上均设有换热组件(F)，所述换热组件(F)与一高温循环水浴槽(G)连接。

9.根据权利要求8所述的连续化反应精馏装置，其特征在于，所述空压送料模块(8)包括真空泵(82)、与真空泵(82)连接的真空缓冲罐(83)，所述送气管(81)与所述真空缓冲罐(83)连接。

10.根据权利要求9所述的连续化反应精馏装置，其特征在于，还包括一控制模块(9)，所述控制模块(9)包括控制器(91)、设置在控制器(91)内的控制主板(92)以及设置在控制器(91)上的触摸显示屏(93)；

所述控制模块(9)还包括设置在所述上精馏柱、下精馏柱、塔釜(4)、再沸器(C)、塔头(31)、第一冷凝组件(32)、第二冷凝组件(D)、换热组件(F)内的温度传感器(94)以及设置在所述真空缓冲罐(83)内的压力传感器(95)；

所述塔头(31)内还设有设置在输出端处的回流比器(96)；

所述温度传感器(94)、压力传感器(95)、低温循环水浴槽(33)、高温循环水浴槽(G)、加热环、再沸器(C)、输料泵(75)、真空泵(82)、回流比器(96)、触摸显示屏(93)均与所述控制主板(92)电连接。

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