丙烯酸精制塔
技术领域
本申请涉及丙烯酸生产的技术领域,尤其是涉及丙烯酸精制塔。
背景技术
丙烯酸是一种有机化合物,主要用于制备丙烯酸树脂,在现代工业化生产过程中,通常采用丙烯氧化制得丙烯酸,丙烯氧化过程中除了生产得到丙烯酸外,还因为发生副反应生成醋酸、碳氧化物等副产物,为了得到纯度更高的丙烯酸产品,需要将丙烯酸水溶液进一步精制处理,精制过程首先将丙烯酸水溶液送至醋酸塔进行脱脂酸处理,醋酸塔塔底液一部分进入循环,另一部分送入到精制塔中作脱重组分处理。
精制塔是进行精馏的一种塔式气液接触。利用中各组分具有不同的,即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质,使中的轻组分(低沸物)转移到中,而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中,从而实现分离的目的。
相关技术中,可参考授权公开号为CN1610655A的中国发明专利,其公开了(甲基)丙烯酸类的制造方法,通过采用蒸馏从丙烯酸溶液中精制得到丙烯酸,丙烯酸在精制塔中被减压蒸馏后由塔顶蒸出,蒸出物做冷凝处理后进行收集,而塔底液一部分循环至塔中再次进行脱重组分,一部分抽出后通过薄膜蒸发器进行加热,加热后通过蒸汽回流管回流到塔中提供热能,其余部分直接排到残液收集系统进行收集处理,但是塔底液与蒸汽回流管之间存在一定的高度差,从而导致塔底的温度与蒸汽温度存在差异,因此塔底液中残留的丙烯酸只能通过循环和薄膜蒸发器回到精制塔内进行提纯,而未进入循环的塔底液直接进行残液收集,因此降低了丙烯酸的提纯效率。
实用新型内容
为了提高丙烯酸的提纯效率,本申请提供了丙烯酸精制塔。
本申请提供的丙烯酸精制塔,采用如下的技术方案:
丙烯酸精制塔,包括安装架和设置在安装架上的塔体,所述塔体底部设置有用于调节温度的调节机构,所述调节机构包括:
保温罩,所述保温罩设置在塔体上;
温度传感器,所述温度传感器设置在塔体上且用于检测塔底混合液的温度;
升温组件,所述升温组件设置在塔体上且与保温罩连接并用于升高塔底的温度;
降温组件,所述降温组件设置在塔体上且与保温罩连接并用于降低塔底的温度。
通过采用上述技术方案,温度传感器检测塔底混合液的温度,当塔底混合液的温度过低时,升温组件启动对塔底进行升温,使得塔底的温度升高,以此使得塔底液中的丙烯酸受热后成为气体上升后从塔顶蒸出进行收集,当丙烯酸气体的温度过高时,丙烯酸混合液从塔顶流动至塔底与丙烯酸气体产生热交换,导致混合液的温度越来越高,从而使得塔底混合液的温度升高,塔底液温度过高会造成精制塔内气相增多,从而形成雾沫夹带造成液泛并对丙烯酸提纯造成不利影响,此时降温组件启动对塔底进行降温,从而降低精制塔内出现液泛的概率,提高丙烯酸的提纯效果,通过升温组件和降温组件配合对塔底的温度进行调节,以此提高丙烯酸的提纯效率。
可选的,所述升温组件包括:
热水箱,所述热水箱设置在安装架上,所述热水箱上设置有用于对水进行加热的电热管;
热水泵,所述热水泵设置在热水箱上且与热水箱内连通;
热水进水管,所述热水进水管设置在热水泵上且与保温罩内连通;
热水出水管,所述热水出水管上设置在保温罩上且与热水箱内连通并用于将热水回流到热水箱内。
通过采用上述技术方案,热水泵启动对热水进行抽吸,热水在热水泵的抽吸作用下通过热水进水管进入保温罩内对塔底进行升温,热水对塔底进行升温后温度下降并通过热水出水管回到热水箱内,以此实现塔底的升温,从而提高了对塔底进行温度调节的便捷性,同时通过电热管对热水箱内的水进行升温,使得回流到热水箱的水温度升高,并以此循环对塔底进行升温,节约了水资源,提高了升温效果。
可选的,所述降温组件包括:
冷水箱,所述冷水箱设置在安装架上,所述冷水箱上设置有用于对水进行降温的风扇;
冷水泵,所述冷水泵设置在冷水箱上且与冷水箱内连通;
冷水进水管,所述冷水进水管设置在冷水泵上且与保温罩内连通;
冷水出水管,所述冷水出水管设置在保温罩上且与冷水箱内连通并用于将冷水回流到冷水箱内。
通过采用上述技术方案,当塔底温度过高时,冷水泵启动对冷水箱内的水进行抽吸,冷水箱通过冷水进水管进入保温罩内并对塔底进行降温,冷水对塔底进行降温后温度升高并通过冷水出水管回流到冷水箱内,通过风扇对回流的冷水进行降温,以此循环实现对塔底的降温,从而提高了对塔底进行温度调节的便捷性;同时通过风扇对回流的冷水进行降温,使得冷水箱内冷水的温度保持一致,从而提高了对塔底的降温效果。
可选的,所述塔体上设置有用于对塔底混合液进行搅拌的搅拌机构,所述搅拌机构包括:
搅拌轴,所述搅拌轴转动设置在塔体上;
搅拌片,所述搅拌片设置在搅拌轴上且用于对混合液进行搅拌;
驱动组件,所述驱动组件设置在塔体上且与搅拌轴连接并用于驱动搅拌轴转动。
通过采用上述技术方案,驱动组件启动带动搅拌轴转动,搅拌轴转动带动搅拌片转动,搅拌片转动对混合液进行搅拌,使得塔底混合液受热均匀,从而提高塔底混合液的传热效果,以此提高了丙烯酸的提纯效率。
可选的,所述驱动组件包括:
第一锥齿轮,所述第一锥齿轮设置在搅拌轴上;
驱动电机,所述驱动电机设置在塔体上;
第二锥齿轮,所述第二锥齿轮设置在驱动电机输出轴上且与第一锥齿轮啮合。
通过采用上述技术方案,驱动电机启动带动第二锥齿轮进行转动,第二锥齿轮转动带动第一锥齿轮转动,第一锥齿轮转动带动搅拌轴转动,从而实现搅拌片对塔底混合液的搅拌,因此提高了混合液热量传递的效果。
可选的,所述塔体上间隔设置有多个保温层,所述保温层通过连接机构可拆卸设置在塔体上。
通过采用上述技术方案,寒冷季节通过保温层对塔体进行保温,在炎热季节,打开连接机构即能对保温层进行拆卸,降低塔体温度过高导致精制塔内气液不均衡的概率,以此实现塔体的温度调节,从而提高了塔体温度调节的便捷性,以此提高了丙烯酸的提纯效率。
可选的,所述连接机构包括:
连接环,所述连接环设置有两个,两个所述连接环的一端转动设置在一起并夹紧在塔体上,所述保温层夹设在塔体与连接环之间;
定位组件,所述定位组件设置在连接环上且用于对连接环进行定位。
通过采用上述技术方案,打开定位组件,然后转动连接环脱离塔体,拉动保温层脱离塔体,然后即能对保温层进行拆卸和更换,更换完毕后,将保温层抵触在塔体上,转动连接环使得保温层抵紧在塔体上,同时连接环抵压在保温层上,锁定定位组件对连接环进行定位,以此实现保温层的安装和拆卸,从而提高了保温层安装和拆卸的便捷性。
可选的,所述定位组件包括:
定位块,所述定位块设置有两个,且两个所述定位块分别设置在两个连接环上;
定位螺杆,所述定位螺杆穿过两个连接块;
定位螺母,所述定位螺母螺纹连接在定位螺杆上且抵紧在定位块上,所述定位螺母上设置有便于转动的转动盘。
通过采用上述技术方案,拧动转动盘借力使得定位螺母脱离定位螺杆,取下定位螺杆,然后拨动定位块使得连接环脱离塔体即可对保温层进行拆卸,安装时将保温层抵触在塔体上,然后转动连接环使得保温层抵压在塔体上,同时连接环抵压在保温层上,将定位螺杆穿过两个定位块,然后转动定位螺母抵紧在定位块上进行定位,以此实现保温层的拆卸以及连接环的定位,从而提高了保温层拆卸和连接环定位的便捷性。
可选的,所述塔体上设置有用于保护第一锥齿轮和第二锥齿轮的保护罩。
通过采用上述技术方案,保护罩对第一锥齿轮和第二锥齿轮进行保护,从而降低丙烯酸混合液对第一锥齿轮和第二锥齿轮的损坏,从而延长了第一锥齿轮和第二锥齿轮的使用寿命,同时通过保护罩对第一锥齿轮和第二锥齿轮进行隔离阻挡,降低了第一锥齿轮和第二锥齿轮对丙烯酸纯度的影响,同时提高了丙烯酸的提纯效果。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
丙烯酸混合液进入精制塔内,部分丙烯酸气体从塔顶蒸出,未达到沸点的丙烯酸混合液从塔体流动到塔底,热水泵启动使得热水进入保温罩内对塔底进行升温,使得塔底的部分丙烯酸达到沸点从而成为气体上升,上升的丙烯酸气体对下流的丙烯酸混合液进行热量交换,以此使得部分丙烯酸达到沸点并气化上升至塔顶蒸出,从而降低了残液中丙烯酸的含量,以此提高了丙烯酸的提纯效率,当塔底温度过高时,将热水全部回流至热水箱内,然后冷水泵启动使得冷水进入保温罩内对塔底进行降温,从而降低精制塔内出现液泛的概率,提高丙烯酸的提纯效果,通过升温组件和降温组件配合对塔底的温度进行调节,以此提高丙烯酸的提纯效率。
附图说明
图1是本申请的整体结构示意图;
图2是本申请中调节机构的结构示意图,其中对安装架进行了剖视;
图3是本申请中连接机构的结构示意图;
图4是本申请中升温组件的结构示意图,其中对热水箱进行了剖视;
图5是本申请中降温组件的结构示意图;
图6是本申请中搅拌机构的结构示意图,其中对保护罩进行了剖视。
附图标记:1、安装架;11、塔体;111、转动杆;112、支撑板;113、保护罩;12、进料管;13、出气管;14、吊柱;15、缓冲管;151、排液管;152、排液阀;16、循环管;161、循环泵;17、循环液入料管;171、入料阀;18、保温层;19、控制板;2、调节结构;21、保温罩;211、液位传感器;22、温度传感器;23、升温组件;231、热水箱;232、热水泵;233、热水进水管;234、热水出水管;235、电热管;236、热水出水阀;24、降温组件;241、冷水箱;242、冷水泵;243、冷水进水管;244、冷水出水管;245、风扇;246、冷水出水阀;25、热水添加管;251、热水添加阀;26、冷水添加管;261、冷水添加阀;3、连接机构;31、连接环;32、定位组件;321、定位块;322、定位螺杆;323、定位螺母;324、转动盘;4、搅拌机构;41、搅拌轴;42、搅拌片;43、驱动组件;431、第一锥齿轮;432、驱动电机;433、第二锥齿轮。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中温度传感器22的型号是SSM-T11,液位传感器211的型号是MIK-P260。
本申请实施例公开丙烯酸精制塔。
参照图1,丙烯酸精制塔,包括安装架1和固定安装在安装架1上的塔体11,塔体11呈竖直状态,塔体11外侧壁上固定安装有用于连接上一级反应塔的进料管12,进料管12与塔体11内连通,塔体11顶端固定安装有与塔体11内连通的出气管13,出气管13用于收集丙烯酸气体,塔体11上端外侧壁上固定安装有吊柱14,塔体11底部设置有用于调节温度的调节结构2。
参照图1和图2,塔体11底端固定安装有用于暂存混合液的缓冲管15,缓冲管15与塔体11内连通,缓冲管15下端固定安装有用于排出混合液的排液管151,排液管151与缓冲管15内连通,排液管151上安装有控制开闭的排液阀152,缓冲管15外侧壁上固定安装有用于循环混合液的循环管16,循环管16上安装有控制循环的循环泵161,循环泵161固定安装在安装架1外侧壁上,塔体11外侧壁上固定安装有与循环泵161连接的循环液入料管17,循环液入料管17上安装有控制开闭的入料阀171。
参照图1和图3,塔体11外侧壁上间隔设置有多个保温层18,保温层18通过连接机构3可拆卸设置在塔体11上,连接机构3设置有多个且与保温层18一一对应,连接机构3包括连接环31和定位组件32,连接环31设置有两个,连接环31呈圆弧状,塔体11外侧壁上固定安装有转动杆111,且两个连接环31的一端水平转动安装在转动杆111上,同时两个连接环31夹紧在塔体11外侧壁上,保温层18夹设在塔体11外侧壁与连接环31之间并对塔体11进行保温。
参照图1和图3,定位组件32设置在连接环31上且用于对连接环31进行定位,定位组件32包括定位块321、定位螺杆322和定位螺母323,定位块321设置有两个且与连接环31一一对应,定位块321固定安装在连接环31远离转动杆111的一端上,定位螺杆322水平穿过两个连接块,定位螺母323螺纹连接在定位螺杆322上且抵紧在其中一个定位块321的外侧壁上进行定位,定位螺母323上固定安装有便于借力的转动盘324。
参照图1和图3,寒冷季节通过保温层18对塔体11进行保温,从而降低热能消耗,在炎热季节,转动定位螺母323脱离定位螺杆322,取下定位螺杆322,然后拨动定位块321使得连接环31脱离塔体11即可对保温层18进行拆卸,降低塔体11温度过高导致精制塔内气液不均衡的概率,以此实现塔体11的温度调节,从而提高了塔体11温度调节的便捷性,以此提高了丙烯酸的提纯效率。
参照图1和图2,调节机构包括保温罩21、温度传感器22、升温组件23和降温组件24,保温罩21固定安装在塔体11底端,保温罩21与塔体11外侧壁之间形成有灌注腔,且灌注腔位于缓冲管15上方,且保温罩21位于安装架1内;温度传感器22固定安装在塔体11外侧壁上,温度传感器22显示盘位于保温罩21上方,且温度传感器22的检测单元伸至塔底混合液中并用于检测塔底混合液的温度。
参照图2和图4,升温组件23设置在塔体11上且与保温罩21连接并用于升高塔底的温度,升温组件23包括热水箱231、热水泵232、热水进水管233和热水出水管234,热水箱231固定安装在安装架1上表面上,且热水箱231底端伸至安装架1内,同时热水箱231底端位于灌注腔下方,热水箱231上表面上固定安装有用于添加热水的热水添加管25,热水添加管25上安装有控制开闭的热水添加阀251,热水箱231内固定安装有用于对水进行加热的电热管235;热水泵232固定安装在热水箱231上表面上,且热水泵232通过热水连接管与热水箱231内连通。
参照图2和图4,热水进水管233固定安装在保温罩21上表面上,且热水进水管233两端分别与热水泵232和保温罩21内连通;热水出水管234一端固定安装在保温罩21底端且与保温罩21内连通,热水出水管234另一端与热水箱231内连通,热水出水管234上安装有控制开闭的热水出水阀236。
参照图1和图2,保温罩21外侧壁上固定安装有用于显示保温罩21内液位的液位传感器211,且液位传感器211的检测元件伸至保温罩21内,安装架1外侧壁上固定安装有控制板19,液位传感器211与控制板19电连接,控制板19与热水出水阀236电连接。
参照图1和图4,热水泵232启动对热水进行抽吸,热水通过热水进水管233进入灌注腔内,液位传感器211对保温罩21内的液位进行检测,当灌注腔内的液位升高至与保温罩21顶端齐平时,液位传感器211将检测信号传输到控制板19,控制板19控制热水出水阀236打开,热水通过热水出水管234回到热水箱231内,电热管235对热水箱231内的水进行加热,以此实现塔底的升温,从而提高了对塔底进行温度调节的便捷性,通过对塔底升温使得塔底混合液的温度升高,从而使得混合液中的丙烯酸达到沸点后成为气体上升至塔顶蒸出,从而降低了残液中丙烯酸的含量,以此提高了丙烯酸的提纯效率;无需升温时,关闭热水泵232,热水在自身重力作用下从热水出水管234中全部回流到热水箱231内。
参照图2和图5,降温组件24设置在塔体11上且与保温罩21连接并用于降低塔底的温度,降温组件24包括冷水箱241、冷水泵242、冷水进水管243和冷水出水管244,冷水箱241固定安装在安装架1上表面上,且冷水箱241底端伸至安装架1内,同时冷水箱241底端位于灌注腔下方;冷水箱241上表面上固定安装有用于添加冷水的冷水添加管26,冷水添加管26上安装有控制开闭的冷水添加阀261,冷水箱241上表面上固定安装有用于对水进行降温的风扇245。
参照图2和图5,冷水泵242固定安装在冷水箱241上表面上,且冷水泵242通过冷水连接管与冷水箱241内连通;冷水进水管243固定安装在保温罩21上表面上,且冷水进水管243两端分别与冷水泵242和保温罩21内连通;冷水出水管244一端固定安装在保温罩21底端且与保温罩21内连通,且冷水出水管244另一端与冷水箱241内连通,冷水出水管244上安装有控制开闭的冷水出水阀246。
参照图2和图5,当塔底温度过高时,冷水泵242启动对冷水进行抽吸,冷水进入保温罩21内,液位传感器211对保温罩21内的液位进行检测,当灌注腔内的液位升高至与保温罩21顶端齐平时,液位传感器211将检测信号传输到控制板19,控制板19控制冷水出水阀246打开,冷水在自身重力作用下通过冷水出水管244回流到冷水箱241内,风扇245启动对冷水箱241内的水进行降温,以此循环实现对塔底的降温,从而降低塔底混合液温度过高导致出现雾沫夹带造成液泛的概率,因此提高了丙烯酸的提纯效率。
参照图2和图6,塔体11上设置有用于对塔底混合液进行搅拌的搅拌机构4,搅拌机构4包括搅拌轴41、搅拌片42和驱动组件43,塔体11内侧壁上固定安装有水平的支撑板112,支撑板112位于塔底混合液液面上方,搅拌抽竖向转动安装在支撑板112上;搅拌片42设置有多个,且多个搅拌片42绕搅拌轴41轴线圆周固定安装有多个,搅拌片42用于对塔底混合液进行搅拌。
参照图2和图6,驱动组件43设置在塔体11上且与搅拌轴41连接并用于驱动搅拌轴41转动,驱动组件43包括第一锥齿轮431、驱动电机432和第二锥齿轮433,第一锥齿轮431键连接在搅拌轴41上,且第一锥齿轮431位于支撑板112上方,驱动电机432固定安装在塔体11外侧壁上,驱动电机432输出轴呈水平状态;第二锥齿轮433键连接在驱动电机432输出轴上,且第二锥齿轮433与第一锥齿轮431啮合;支撑板112上固定安装有保护罩113,保护罩113用于保护第一锥齿轮431和第二锥齿轮433进行保护。
参照图2和图6,驱动电机432启动带动第二锥齿轮433转动,第二锥齿轮433转动带动第一锥齿轮431转动,第一锥齿轮431转动带动搅拌轴41转动,从而带动搅拌片42转动并对塔底混合液进行搅拌,从而使得塔底混合液的热量传递更均匀。
本申请实施例的工作原理为:
丙烯酸混合液通过进料管12进入精制塔内,部分丙烯酸气体从塔顶蒸出,未达到沸点的丙烯酸混合液从塔体11流动到塔底,热水泵232启动使得热水进入保温罩21内对塔底进行升温,使得塔底的部分丙烯酸达到沸点从而成为气体上升,上升的丙烯酸气体对下流的丙烯酸混合液进行热量交换,以此使得部分丙烯酸达到沸点并气化上升至塔顶蒸出,从而降低了残液中丙烯酸的含量,以此提高了丙烯酸的提纯效率,当塔底温度过高时,热水全部回流至热水箱231内,然后冷水泵242启动使得冷水进入保温罩21内对塔底进行降温,从而降低精制塔内出现液泛的概率,提高丙烯酸的提纯效果;同时驱动电机432启动带动搅拌片42对塔底混合液进行搅拌,提高塔底混合液的热量传递效果,以此提高丙烯酸的提纯效果。
在寒冷季节,通过保温层18对塔体11进行保温,降低塔体11内温度下降过快对丙烯酸提纯造成不利影响的概率,而在炎热季节,打开连接环31即能对保温层18进行拆卸,降低塔体11温度过高导致精制塔内气液不均衡的概率,以此实现塔体11的温度调节,从而提高了塔体11温度调节的便捷性,以此提高了丙烯酸的提纯效率。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。