專利名稱：一種環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置，具體說是一種環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離的方法。
背景技術(shù)：
目前，世界上以環(huán)己酮肟為中間體生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的工業(yè)方法有磷酸羥胺法、硫酸羥胺法、光亞硝化法及環(huán)己酮氨肟化法等工藝，環(huán)己酮氨肟化法生產(chǎn)己內(nèi)酰胺是一種全新的工藝，意大利埃尼最早開發(fā)并工業(yè)化，近年，國內(nèi)也成功開發(fā)了氨肟化工藝。該工藝具有工藝流程短、能耗低、操作條件溫和及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)所需要的主要原材料包括環(huán)己酮、雙氧水、液氨和鈦硅分子篩催化劑，反應(yīng)溶劑為叔丁醇，反應(yīng)產(chǎn)物為環(huán)己酮肟，反應(yīng)系統(tǒng)存在氣液固三相，反應(yīng)釜帶有內(nèi)攪拌器，同時(shí)為保證三相分散均勻和防止催化劑沉降、粘壁。在工藝設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了反應(yīng)釜外通過機(jī)械泵強(qiáng)制大循環(huán)，鈦硅分子篩催化劑與反應(yīng)后的 溶液在陶瓷膜組件中進(jìn)行過濾分離，在操作壓差的作用下，小于膜孔徑的溶液通過陶瓷膜送往后工序，而催化劑則被截在模表面并通過定時(shí)對(duì)膜面進(jìn)行反向沖洗，使催化劑重新回到反應(yīng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)陶瓷膜分離系統(tǒng)包括兩個(gè)組成部分，即泵與反應(yīng)釜組成的外循環(huán)系統(tǒng)和陶瓷膜組件過濾與反沖洗系統(tǒng)，膜組件采用多組“串并”式結(jié)構(gòu)，即由膜組件串連組成小組，然后小組再并聯(lián)成大組，大組的組件同時(shí)進(jìn)行“上下左右”間歇過濾或反沖。在實(shí)際生產(chǎn)過濾時(shí)，每小組膜的上膜組件過濾壓差要比下膜組件大，上膜組件過濾量也比下膜組件要大，由于陶瓷膜表面經(jīng)常因各種原因而容易被堵塞或污染，過濾量大的上膜組件被堵塞或污染的程度越嚴(yán)重，而在反沖時(shí)，堵塞或污染程度越嚴(yán)重的上膜組件因壓差高反沖效果不如下膜組件，如此惡性循環(huán)，在保證總過濾量不變的情況下，則導(dǎo)致上膜組件過濾能力先下降，增大下膜組件負(fù)荷，進(jìn)而導(dǎo)致下膜組件過濾能力下降，最終使得所有膜進(jìn)出口壓差、跨膜壓差上升，影響總過濾通量及生產(chǎn)能力，造成降負(fù)荷或停車。污染后的膜組件需要進(jìn)行酸堿化學(xué)清洗，每組膜組件清洗費(fèi)用約為五萬元左右，每年的清洗總費(fèi)用將達(dá)到500萬元，且因清洗浪費(fèi)大量酸堿和工藝水并產(chǎn)生3萬噸廢水，且外循環(huán)每年用電將達(dá)到160萬度。因此，我們迫切需要一種既避免因更換膜組件而停車，又節(jié)約了膜管的清洗和消耗費(fèi)用，滿足了生產(chǎn)的需要的環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述的技術(shù)不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置，該環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置簡化了催化劑分離流程，減少了因陶瓷膜堵塞清洗帶來的一系列弊端，節(jié)省投資、節(jié)約能源和有效降低運(yùn)行成本，具有巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于一種環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置，包括了進(jìn)料泵和動(dòng)態(tài)分離器，所述進(jìn)料泵的進(jìn)料端管路與反應(yīng)釜相連接，所述進(jìn)料泵的出料端管路通向至少一個(gè)的動(dòng)態(tài)分離器，所述動(dòng)態(tài)分離器的濁液出液端管路回流至反應(yīng)釜的中上部，所述動(dòng)態(tài)分離器的清液出液端管路與清液收集器相連接。在一實(shí)施例中，所述動(dòng)態(tài)分離器包括罐體，所述罐體上部設(shè)置有物料入口，所述罐體下部設(shè)置有濁液出口和清液出口，所述罐體內(nèi)穿設(shè)有一轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上安裝有碟片膜過濾元件，所述轉(zhuǎn)軸由設(shè)置在罐體上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述電機(jī)由變頻器調(diào)節(jié)控制其轉(zhuǎn)速，以利控制碟片膜過濾元件旋轉(zhuǎn)速度和液體膜面流速。在一實(shí)施例中，所述碟片膜表面膜面流速控制在O 20m/s。在一實(shí)施例中，該裝置還包括一沖洗罐，所述沖洗罐上部連接有增壓系統(tǒng)，所述沖洗罐下部的沖洗管路連接至清液出液端管路上，以利向沖洗罐輸入清液和反向沖洗碟片膜過濾元件。在一實(shí)施例中，所述反向沖頻次為(Γ20次/10分鐘。本實(shí)用新型的有益效果如下 一是采用動(dòng)態(tài)膜分離替代傳統(tǒng)陶瓷膜分離，即將帶有催化劑與反應(yīng)混合物的濁液通過內(nèi)置碟片膜過濾元件，分離出清液，而帶催化劑混合液則被攔截在膜表面并通過定時(shí)對(duì)膜面進(jìn)行反向沖洗，使催化劑回到反應(yīng)系統(tǒng)，碟片膜表面膜面流速控制在O 20m/s，反沖頻次為(Γ20次/10分鐘。 二是一套十萬噸/年氨肟化生產(chǎn)裝置按常規(guī)配置陶瓷膜組件需要16組(大膜組件數(shù)量根據(jù)過濾量來折算)，膜組件因膜污染經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)出口壓差和跨膜壓差高需要停車清洗膜組件或整體更換膜管，16個(gè)膜組件每年更換清洗按80次計(jì)算，更換膜管1200支，每次清洗需200噸水，2. 5噸硝酸，2. 5噸燒堿，約30000元，更換一組膜組件需5萬元，更換一支膜管1200元，總費(fèi)用500萬；本發(fā)明動(dòng)態(tài)分離器碟片膜過濾元件可以很好解決催化劑堵塞膜面問題，可以單獨(dú)在線對(duì)分離器進(jìn)行清洗，且清洗液量僅為原陶瓷膜組件的十分之一，廢水總量僅為二十分之一，清洗頻次不超過每年30次。清洗總費(fèi)用可以控制在50萬元以內(nèi)。本發(fā)明簡化了催化劑分離流程，減少了因陶瓷膜堵塞清洗帶來的一系列弊端，節(jié)省投資、節(jié)約能源和有效降低運(yùn)行成本。具有巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。三是環(huán)己酮氨肟化法生產(chǎn)己內(nèi)酰胺是一種全新的工藝，其具有工藝流程短、能耗低、操作條件溫和及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，此工藝在所有己內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝中極具競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前景，而膜過濾系統(tǒng)是本工藝成功應(yīng)用的關(guān)鍵所在，采用動(dòng)態(tài)膜分離替代傳統(tǒng)陶瓷膜分離是一個(gè)全新的概念，比原方式具有無比優(yōu)越，動(dòng)態(tài)膜過濾系統(tǒng)也同樣適用類似于納米級(jí)催化劑與反應(yīng)液分離體系。

圖I為實(shí)施中的環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

I 一進(jìn)料泵，2—?jiǎng)討B(tài)分尚器,3—進(jìn)料端管路,4 一反應(yīng)爸,5—出料端管，6 —清液出液端管路，7 —清液收集器，8 —物料入口，9 一濁液出口，10 —清液出口，11 一轉(zhuǎn)軸，12 一碟片膜過濾兀件,13 一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，14 一池液出液端管路,15 一沖洗罐,16 一變頻器，17 一增壓系統(tǒng)，18 一沖洗管路。
具體實(shí)施方式
為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下，但本實(shí)用新型并不限于此。參考圖例1，一種環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置，包括了進(jìn)料泵I和動(dòng)態(tài)分離器2，所述進(jìn)料泵I的進(jìn)料端管路3與反應(yīng)釜4相連接，所述進(jìn)料泵I的出料端管路5通向至少一個(gè)的動(dòng)態(tài)分離器2，所述動(dòng)態(tài)分離器2的濁液出液端管路14回流至反應(yīng)釜4的中上部，所述動(dòng)態(tài)分離器2的清液出液端管路6與清液收集器7相連接。上述的結(jié)構(gòu)是環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離循環(huán)管路系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，所述動(dòng)態(tài)分離器包括罐體，所述罐體上部設(shè)置有物料入口 8，所述罐體下部設(shè)置有濁液出口 9和清液出口 10，所述罐體內(nèi)穿設(shè)有一轉(zhuǎn)軸11，所述轉(zhuǎn)軸11上安裝有碟片膜過濾元件12，所述轉(zhuǎn)軸11由設(shè)置在罐體上方的電機(jī)13驅(qū)動(dòng)，所述電機(jī)13由變頻器16調(diào)節(jié)控制其轉(zhuǎn)速，以利控制碟片膜過濾元件旋轉(zhuǎn)速度和液體膜面流速。在本實(shí)施例中，所述碟片膜表面膜面流速控制在O 20m/s。在本實(shí)施例中，該裝置還包括一沖洗罐15，所述沖洗罐15上部連接有增壓系統(tǒng)·17，所述沖洗罐15下部的沖洗管路18連接至清液出液端6管路上，以利向沖洗罐輸入清液和反向沖洗碟片膜過濾元件。在本實(shí)施例中，所述反向沖頻次為(Γ20次/10分鐘。動(dòng)態(tài)分離方法是將帶有催化劑與反應(yīng)混合物的濁液通過內(nèi)置碟片膜過濾元件，壓差的作用下，小于膜孔徑的溶液透過碟片式膜元件進(jìn)入清液收集器去后工序，而帶催化劑混合液則在膜片表面以相對(duì)的膜面流速流動(dòng)，催化劑被攔截在膜表面并通過定時(shí)對(duì)膜面進(jìn)行反向沖洗，使催化劑回到反應(yīng)系統(tǒng)。一個(gè)獨(dú)立的動(dòng)態(tài)膜分離系統(tǒng)由兩部分組成，即進(jìn)料泵和動(dòng)態(tài)分離器，在設(shè)計(jì)中可以根據(jù)需要選擇一組或多組動(dòng)態(tài)分離器并聯(lián)工作，進(jìn)料泵可共用也可以單獨(dú)配置，動(dòng)態(tài)分離器是一個(gè)帶內(nèi)置膜片且可以旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，轉(zhuǎn)速可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以滿足一定的膜面流速需要，每一組動(dòng)態(tài)分離器可以設(shè)置間歇反沖以清洗膜表面，實(shí)現(xiàn)長周期運(yùn)行。過濾清液經(jīng)過二級(jí)安保過濾后送入后系統(tǒng)以回收溶劑，簡化了催化劑分離流程，減少了因陶瓷膜堵塞清洗帶來的一系列弊端，節(jié)省投資、節(jié)約能源和有效降低運(yùn)行成本。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置，包括了進(jìn)料泵和動(dòng)態(tài)分離器，其特征在于所述進(jìn)料泵的進(jìn)料端管路與反應(yīng)釜相連接，所述進(jìn)料泵的出料端管路通向至少一個(gè)的動(dòng)態(tài)分離器，所述動(dòng)態(tài)分離器的濁液出液端管路回流至反應(yīng)釜的中上部，所述動(dòng)態(tài)分離器的清液出液端管路與清液收集器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)分離器包括罐體，所述罐體上部設(shè)置有物料入口，所述罐體下部設(shè)置有濁液出口和清液出口，所述罐體內(nèi)穿設(shè)有一轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上安裝有碟片膜過濾元件，所述轉(zhuǎn)軸由設(shè)置在罐體上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述電機(jī)由變頻器調(diào)節(jié)控制其轉(zhuǎn)速，以利控制碟片膜過濾元件旋轉(zhuǎn)速度和液體膜面流速。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置，其特征在于所述碟片膜表面膜面流速控制在O 20m/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置，其特征在于該裝置還包括一沖洗罐，所述沖洗罐上部連接有增壓系統(tǒng)，所述沖洗罐下部的沖洗管路連接至清液出液端管路上，以利向沖洗罐輸入清液和反向沖洗碟片膜過濾元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置，其特征在于所述反向沖頻次為0 20次/10分鐘。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種環(huán)己酮氨肟化催化劑動(dòng)態(tài)分離裝置，包括了進(jìn)料泵和動(dòng)態(tài)分離器，所述進(jìn)料泵的進(jìn)料端管路與反應(yīng)釜相連接，所述進(jìn)料泵的出料端管路通向至少一個(gè)的動(dòng)態(tài)分離器，所述動(dòng)態(tài)分離器的濁液出液端管路回流至反應(yīng)釜的中上部，所述動(dòng)態(tài)分離器的清液出液端管路與清液收集器相連接。本實(shí)用新型創(chuàng)造性解決了膜組件堵塞定期清洗而帶來的膜管損壞、消耗酸堿、廢水排放及更換膜管安全問題，同時(shí)也不需要反應(yīng)液外循環(huán)系統(tǒng)，減少了由此帶來的催化劑磨損、能耗上升，既避免因更換膜組件而停車，又節(jié)約了膜管的清洗和消耗費(fèi)用，滿足了生產(chǎn)的需要。
文檔編號(hào)B01J29/90GK202700369SQ201220294588
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者瞿亞平, 吳道斌, 龍中杰, 吳望成 申請(qǐng)人:福建錦江石化有限公司