專利名稱：偏苯三甲酸生產(chǎn)的反應(yīng)尾氣熱能回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱工裝置，特別涉及偏苯三甲酸生產(chǎn)中的反應(yīng)放熱回收利用 的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有偏苯三甲酸工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，主要采用偏三甲苯液相空氣氧化法進(jìn)行生產(chǎn)該法以 偏三甲苯為原料，用空氣作氧化劑，醋酸鈷和醋酸錳為主催化劑，四溴乙烷為助催化劑，在 200-220°C和2. 0-2. 3MPa壓力條件下，在醋酸溶液中用空氣將偏三甲苯氧化生成偏苯三甲 酸。該方法具有原料較易得，原料及公用工程消耗低，腐蝕小，“三廢”問題較易解決等優(yōu)點(diǎn)。 不足之處是設(shè)備投資較大，醋酸回收較為困難，產(chǎn)品中微量的溴離子難以除盡，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致 產(chǎn)品介電常數(shù)降低，從而影響產(chǎn)品的應(yīng)用與價(jià)格。偏三甲苯和空氣中的氧氣在催化劑作用 下氧化反應(yīng)過程為放熱反應(yīng)，醋酸為溶劑，在反應(yīng)放熱的作用下，部分反應(yīng)溶劑醋酸呈高溫 氣態(tài)從反應(yīng)物料中蒸出，為維持反應(yīng)的安全進(jìn)行，需要對(duì)反應(yīng)物料進(jìn)行冷卻，一方面可維持 正常反應(yīng)溫度，同時(shí)可以避免醋酸的大量消耗。現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用在反應(yīng)器外或反應(yīng) 器內(nèi)部設(shè)置冷卻裝置，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行降溫，但即便如此，醋酸仍有大量蒸出；此外，醋酸汽化 時(shí)，吸收大量的汽化潛熱，該部分熱能不能被利用，白白浪費(fèi)了大量能量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種偏苯三甲酸生產(chǎn)的反應(yīng)尾氣熱能回收裝置，使其能 夠克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，將受熱后蒸出的溶劑回收再利用，同時(shí)，能對(duì)醋酸中攜帶的反應(yīng)放 熱進(jìn)行回收再利用。為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的偏苯三甲酸生產(chǎn)的反應(yīng)尾氣熱能回收 裝置，包括反應(yīng)器，反應(yīng)器的內(nèi)頂部設(shè)有尾氣出口，所述尾氣出口連接至換熱器進(jìn)口，換熱 器的冷凝液出口連接至反應(yīng)器上設(shè)置的回流口，所述換熱器上設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出 口，冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口連接至向外供蒸汽的汽水分離包。該裝置工作時(shí)，反應(yīng)放熱促使部分醋酸變成醋酸蒸汽，同時(shí)也有部分反應(yīng)副產(chǎn)物 隨醋酸蒸汽一起蒸出，形成尾氣并從尾氣出口離開，進(jìn)入換熱器中，與換熱器中的冷卻水進(jìn) 行熱交換，自身溫度下降，放出汽化潛熱，醋酸蒸汽冷凝液化后再?gòu)幕亓骺诹魅敕磻?yīng)器內(nèi)， 進(jìn)行循環(huán)利用，可減少醋酸的消耗；換熱器中的冷卻水在汽水分離包和換熱器之間循環(huán)，吸 熱后的冷卻水變成蒸汽或汽水混合物，在汽水分離包中進(jìn)行汽水分離，然后向外界供汽，對(duì) 反應(yīng)的放熱進(jìn)行回收再利用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于一，可以回收 再利用反應(yīng)中蒸發(fā)的醋酸蒸汽，減少溶劑的消耗；二，可將反應(yīng)放熱的熱能進(jìn)行回收利用， 具有良好的節(jié)能效果；該裝置可用于偏三甲苯與空氣連續(xù)氧化反應(yīng)制備偏苯三甲酸的工業(yè) 生產(chǎn)中。為降低制造成本，所述換熱器為管殼式換熱器，尾氣出口、冷凝液出口連接至換熱 器的管程，冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口連接至換熱器的殼程。管殼式換熱器為現(xiàn)有技術(shù)中廣泛采用的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)生產(chǎn)。為方便向汽水分離包內(nèi)補(bǔ)水，所述汽水分離包上設(shè)有補(bǔ)水管，補(bǔ)水管上設(shè)有經(jīng)水 位控制器控制的補(bǔ)水電磁閥。通過電磁閥可自動(dòng)補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。為保證供應(yīng)蒸汽的質(zhì)量，所述汽水分離包上部設(shè)有蒸汽出口管，蒸汽出口管管路 上設(shè)有經(jīng)壓力繼電器控制的供汽電磁閥。通過壓力繼電器可控制汽水分離包內(nèi)的氣壓達(dá)到 一定壓力后向外供汽。所述換熱器上連接有不凝氣體旁通管，所述不凝氣體旁通管與換熱器的冷凝液出 口連通。不能冷凝的氣體可從不凝氣體旁通管離開裝置，可促進(jìn)反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。

圖1為本實(shí)用新型工作原理圖。其中，1反應(yīng)器，2回流口，3尾氣出口，4換熱器，401冷卻水出口，402冷卻水進(jìn)口， 403換熱器進(jìn)口，404冷凝液出口，405不凝氣體旁通管，5供汽電磁閥，6壓力繼電器，7水位 控制器，8補(bǔ)水電磁閥，9汽水分離包。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為偏三甲苯與空氣氧化反應(yīng)的回收熱能利用裝置，包括反應(yīng)器1，反 應(yīng)器1的內(nèi)頂部設(shè)有尾氣出口 3，尾氣出口 3連接至換熱器進(jìn)口 403，換熱器4的冷凝液出 口 404連接至反應(yīng)器1上設(shè)置的回流口 2，換熱器4上還設(shè)有冷卻水進(jìn)口 402和冷卻水出 口 401，冷卻水進(jìn)口 402和冷卻水出口 401連接至向外供蒸汽的汽水分離包9 ；所述換熱器 4為管殼式換熱器，尾氣出口 3、冷凝液出口 404連接至換熱器4的管程，冷卻水進(jìn)口 402和 冷卻水出口 401連接至換熱器4的殼程。汽水分離包9上設(shè)有補(bǔ)水管，補(bǔ)水管上設(shè)有經(jīng)水 位控制器7控制的補(bǔ)水電磁閥8 ；汽水分離包9上部設(shè)有蒸汽出口管，蒸汽出口管管路上設(shè) 有經(jīng)壓力繼電器6控制的供汽電磁閥5 ；換熱器4上連接有不凝氣體旁通管405，不凝氣體 旁通管405與換熱器4的冷凝液出口 404連通。該裝置工作時(shí)，反應(yīng)器1內(nèi)的反應(yīng)放熱促使部分醋酸變成醋酸蒸汽，同時(shí)也有部 分反應(yīng)副產(chǎn)物隨醋酸蒸汽一起蒸出，形成尾氣并從尾氣出口 3離開，進(jìn)入換熱器4中，與換 熱器4中的冷卻水進(jìn)行熱交換，自身溫度下降，放出汽化潛熱，醋酸蒸汽冷凝液化后再?gòu)幕?流口 2流入反應(yīng)器1內(nèi)，進(jìn)行循環(huán)利用；換熱器4中的冷卻水在汽水分離包9和換熱器4之 間循環(huán)，吸熱后的冷卻水變成蒸汽或汽水混合物，在汽水分離包9中進(jìn)行汽水分離，然后向 外界供汽，對(duì)反應(yīng)的放熱進(jìn)行回收再利用；部分不凝氣體從不凝氣體旁通管405離開進(jìn)行 后續(xù)處理，以減少逆向反應(yīng)的可能，維持反應(yīng)向正向方向進(jìn)行。該裝置的回收熱量相當(dāng)于產(chǎn) 0. 5MPa 蒸汽 6t/h。本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例，作為本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，可以在上述技術(shù) 方案的基礎(chǔ)上作出一些變形和替代，包括將換熱器與汽水分離包合并設(shè)置等，這些變形和 替代的技術(shù)方案也均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種偏苯三甲酸生產(chǎn)的反應(yīng)尾氣熱能回收裝置，包括反應(yīng)器，反應(yīng)器的內(nèi)頂部設(shè)有 尾氣出口，其特征在于所述尾氣出口連接至換熱器的進(jìn)口，換熱器的冷凝液出口連接至反 應(yīng)器上設(shè)置的回流口，所述換熱器上設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，冷卻水進(jìn)口和冷卻水 出口連接至向外供蒸汽的汽水分離包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏苯三甲酸生產(chǎn)的反應(yīng)尾氣熱能回收裝置，其特征在于所 述換熱器為管殼式換熱器，尾氣出口、冷凝液出口連接至換熱器的管程，冷卻水進(jìn)口和冷卻 水出口連接至換熱器的殼程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏苯三甲酸生產(chǎn)的反應(yīng)尾氣熱能回收裝置，其特征在于 所述汽水分離包上設(shè)有補(bǔ)水管，補(bǔ)水管上設(shè)有經(jīng)水位控制器控制的補(bǔ)水電磁閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏苯三甲酸生產(chǎn)的反應(yīng)尾氣熱能回收裝置，其特征在于 所述汽水分離包上部設(shè)有蒸汽出口管，蒸汽出口管管路上設(shè)有經(jīng)壓力繼電器控制的供汽電 磁閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏苯三甲酸生產(chǎn)的反應(yīng)尾氣熱能回收裝置，其特征在于 所述換熱器上連接有不凝氣體旁通管，所述不凝氣體旁通管與換熱器的冷凝液出口連通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了熱工裝置領(lǐng)域內(nèi)的偏苯三甲酸生產(chǎn)的反應(yīng)尾氣熱能回收裝置，包括反應(yīng)器，反應(yīng)器的內(nèi)頂部設(shè)有尾氣出口，所述尾氣出口連接至換熱器的進(jìn)口，換熱器的冷凝液出口連接至反應(yīng)器上設(shè)置的回流口，所述換熱器上設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口連接至向外供蒸汽的汽水分離包。本實(shí)用新型可以回收再利用反應(yīng)中蒸發(fā)的醋酸蒸汽，減少溶劑醋酸的消耗；還可將反應(yīng)放熱的熱能進(jìn)行回收利用，具有良好的節(jié)能效果；該裝置適用于偏三甲苯與空氣連續(xù)氧化反應(yīng)制備偏苯三甲酸的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號(hào)F22B1/18GK201779638SQ20102051616
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者曹正國(guó), 荊曉平 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江正丹化學(xué)工業(yè)有限公司(外商獨(dú)資)