專利名稱：一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于利用富含對苯二甲酸(PTA)的工業(yè)廢棄物所制備的對苯二甲酸二辛酯(DOTP)提純的蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的蒸發(fā)器。
背景技術(shù)：
增塑劑是加工高聚物(如橡膠、塑料、涂料等)成型時為增加其可塑性、流動性并使成品具有柔韌性而加入的物質(zhì)。對苯二甲酸二辛酯(DOTP)是一種性能優(yōu)良的主塑料增塑劑，除塑化性能略低于鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)外，在揮發(fā)性、體積電阻率、與PVC的相容性以及耐溫耐候性等方面更加優(yōu)越，而且毒性大大低于DOP。DOTP主要用于耐溫70°C電纜料，因其揮發(fā)性低，使用含定量DOTP能完全滿足電線電纜料耐溫等級要求，達(dá)到國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)(IEC)，在PVC塑料電纜護(hù)套中被作為首選增塑劑使用。其也可用作其它塑料的增塑劑使用，例如人造革膜，丁晴橡膠，硝酸纖維，聚乙烯縮丁醛等。另外，DOTP在油漆、紙張、潤滑劑、雙向薄膜、血漿膠袋及工藝品均有應(yīng)用，前景十分廣闊。目前工業(yè)化生產(chǎn)DOTP主要采用原料對苯二甲酸(PTA)和2_乙基己醇(異辛醇、辛醇)酯化反應(yīng)制備。原料PTA為石油化工的下端產(chǎn)品，是一種較為昂貴的化工原料，這種制備方法所生產(chǎn)的DOTP價格較高。另外，目前PTA的應(yīng)用比較集中，世界上90%以上的PTA都用于生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二醇酯(滌綸)。在滌綸的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生了大量的廢棄物，該些廢棄物經(jīng)過酸溶解后排入廢水池中，形成富含PTA的污泥廢料(以下簡稱為PTA廢料)。這些PTA廢料難于降解，如不處理會對人類的生存環(huán)境造成非常惡劣的影響，而處理則需要投入大量的資金，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。在現(xiàn)有技術(shù)中存在一些利用上述PTA廢料來合成DOTP的方案，采用PTA廢料制備DOTO的方案不僅原料易得，同時可消化工業(yè)生產(chǎn)中大量的廢物，變廢為寶，降低了生產(chǎn)成本，亦可保護(hù)環(huán)境，是當(dāng)前較為合理并且經(jīng)濟(jì)效益高的資源化利用的途徑之一。一種可行的PTA廢料制備DOTO的方案是將回收的PTA經(jīng)過堿化濾去雜質(zhì)提純后再酸化干燥以生成較純的PTA，然后再用原有工藝合成DOTP增塑劑，這種方案的前處理步驟繁多，成本較高，且由于多步處理而降低了最終得率。另外，在公開出版刊物《生物質(zhì)化學(xué)工程》的2010年05期中披露了一種《回收PTA制取電纜增塑劑的新工藝》，該工業(yè)的設(shè)計構(gòu)思是將PTA廢料進(jìn)行預(yù)處理脫水后直接和辛醇進(jìn)行反應(yīng)，之后再將反應(yīng)生成產(chǎn)物進(jìn)行產(chǎn)品純化獲得D0TP。采用此工藝可以避免原料經(jīng)純化所帶來的堿化、提純、酸化、干燥等諸多步驟，所有雜質(zhì)的分離都在產(chǎn)品純化中去除，這種方法制取DOTP的工藝過程步驟少、操作方便、易于生產(chǎn)，且產(chǎn)品質(zhì)量良好。但是上述工藝僅在實驗室中通過實驗器皿進(jìn)行操作處理，在實際的工業(yè)化生產(chǎn)制備過程中，需要使用到蒸餾釜進(jìn)行蒸餾提純，蒸餾釜包括罐式的釜體，所述釜體內(nèi)設(shè)有加熱盤管，工作時將待處理的物料引入釜體內(nèi)，通過所述加熱盤管進(jìn)行加熱，從而達(dá)到蒸餾的目的。但是通常滌綸生產(chǎn)廠家所產(chǎn)生PTA廢料是作為化工垃圾來處理的，而且為節(jié)約處理成本，大部分的廠家是雇處理化工垃圾的環(huán)保公司代為處置，因此工業(yè)化生產(chǎn)中實際可獲得的PTA廢料不僅成分異常復(fù)雜，而且富含大量的泥沙等固體物質(zhì)?，F(xiàn)有的蒸餾釜結(jié)構(gòu)無法用于這種PTA廢料和辛醇的反應(yīng)生成產(chǎn)物的蒸餾處理，因此需要對于現(xiàn)有的蒸餾釜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)以實現(xiàn)上述制備方案。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)上的空白，提出一種適用于蒸餾利用PTA廢料所制備的DOTP的蒸餾釜的蒸發(fā)器。為了達(dá)到上述實用新型目的，本實用新型實施例提出的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的蒸發(fā)器是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的蒸發(fā)器，所涉及的蒸餾釜釜體內(nèi)部具有蒸發(fā)器、位于所述蒸發(fā)器上方的蒸發(fā)室以及位于所述蒸發(fā)器下方的沉淀室，所述釜體頂部上設(shè)置有一個與所述釜體內(nèi)部連通的上封頭，所述上封頭上開設(shè)氣相口，所述沉淀室底部設(shè)有排料管，其特征在于所述蒸發(fā)器包括沿所述釜體內(nèi)壁連續(xù)分布的管狀加熱夾套以及同軸設(shè)置在所述釜體內(nèi)的加熱管，所述加熱管和加熱夾套內(nèi)分別形成相互隔離的僅供導(dǎo)熱油流通的加熱腔，各加熱腔分別通過進(jìn)油管和出油管與外界連通，位于所述加熱管和加熱夾套之間的區(qū)域構(gòu)成與所述蒸發(fā)室、沉淀室連通的加熱室。所述進(jìn)油管的進(jìn)油口位于所述加熱腔內(nèi)壁的下部，所述出油管的出油口位于所述加熱腔內(nèi)壁的上部。所述進(jìn)油口和所述出油口分別形成在所述加熱腔的兩側(cè)。所述加熱管的外徑為所述釜體內(nèi)徑的15-30%。所述加熱夾套的內(nèi)徑為所述釜體內(nèi)徑的65-80%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是通過創(chuàng)新性的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中PTA廢料制備DOTP中的關(guān)鍵技術(shù)問題。本技術(shù)方案中所提出的蒸餾釜適用于辛醇與僅經(jīng)過堿化、烘干處理后的PTA廢料的反應(yīng)生成物的蒸餾處理，實現(xiàn)在工業(yè)化生產(chǎn)中在復(fù)雜混合物的蒸餾提取DOTP的作業(yè)。利用該蒸餾釜的生產(chǎn)工藝較目前先處理后合成的方法更為簡便和經(jīng)濟(jì)，且產(chǎn)品各項性能均符合使用的要求，為DOTP的發(fā)展提供了新的途徑。

通過
以下結(jié)合附圖對其示例性實施例進(jìn)行的描述，本實用新型上述特征和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚和容易理解。圖1為本實用新型實施例蒸餾釜結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例蒸餾釜剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實施例蒸餾釜仰視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實施例蒸餾釜除沫器俯視圖；圖5為本實施例蒸餾釜除沫器結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實施例除沫器中單片波紋網(wǎng)片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解如圖1-6所示，標(biāo)號分別表示釜蓋1、除沫器2、防溢冠3、防溢環(huán)4、流通口 5、觀察窗6、加熱夾套7、沉淀室8、排料管9、加熱腔10、加熱管11、加熱室12、支腳13、蒸發(fā)室14、上封頭15、氣相口 16、連接管17、液體進(jìn)口 18、外框19、波紋網(wǎng)片20、轉(zhuǎn)臂21、螺桿22 ；進(jìn)油管al、a2;出油管a3、a4;測溫口cl、c2、c3。參見圖1-2所示，本實施例中提供一種適用于利用PTA廢料所制備的DOTP提純的蒸餾釜，正如背景技術(shù)中所描述的，由于進(jìn)入蒸餾釜內(nèi)的液-固體混合系中成分異常復(fù)雜，即使是同一廠家所產(chǎn)出的PTA廢料，也會產(chǎn)生一定的差異性。這種情況下沒有可能也沒有必要對于其和辛醇反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)行定性處理。正因如此，對于蒸餾釜的各種性能提出了嚴(yán)格的要求，例如由于液-固體混合系中高沸點(diǎn)物成分復(fù)雜，因此對于蒸餾釜內(nèi)的溫度的精度要求比現(xiàn)有蒸餾釜要高的多，其溫差控制稍差就會導(dǎo)致餾分的純度不夠。由于該液-固體混合系固體雜質(zhì)較多，使用常規(guī)的蒸餾釜時非常容易在釜內(nèi)沉積或者在蒸發(fā)器上結(jié)垢，進(jìn)而導(dǎo)致傳熱率降低，釜內(nèi)溫度下降，單位時間內(nèi)蒸餾量減少，被迫頻繁檢修清理。同樣由于液-固體混合系的成分復(fù)雜，導(dǎo)致加熱之后原料反應(yīng)速度具有相當(dāng)大的波動，甚至部分成分之間反應(yīng)放熱，造成釜內(nèi)溫度壓力急劇上升，因此一旦控制不當(dāng)就會造成物料沖出的事故。正基于上述原因，本實施例中所提供的蒸餾釜主要由釜體、上封頭15、蒸發(fā)器、防沖料裝置和除沫器2構(gòu)成，其中加熱裝置包括蒸發(fā)器和沉淀室加熱器構(gòu)成。以下將對上述組件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)描述釜體主要由三部分組成圓柱狀的釜體本體，設(shè)在釜體本體上端的釜頂以及設(shè)置釜體本體下端的釜底，釜頂呈半橢圓體狀，釜底呈圓錐體狀，并和釜體組合圍合構(gòu)成一個供物料加熱蒸餾的空間。釜體內(nèi)部設(shè)有靠近釜底上緣設(shè)置的蒸發(fā)器，位于所述蒸發(fā)器上方的釜內(nèi)空間構(gòu)成蒸發(fā)室14，位于所述蒸發(fā)器下方的釜內(nèi)空間構(gòu)成沉淀室8。沉淀室8的形狀由所述釜底形狀所界定，沉淀室8的底部開設(shè)有排料管9，用于將蒸餾后的高沸點(diǎn)組分排出。另外，釜體底部設(shè)有與沉淀室連通的液體進(jìn)口 18，用于向釜內(nèi)輸送物料。上封頭15同軸設(shè)置在所述釜頂?shù)捻敳?，并呈圓管狀，上封頭15的下端開口與釜體內(nèi)部空間連通，上端開口端四周擴(kuò)設(shè)成法蘭邊。此上端開口端上配設(shè)有釜蓋1，釜蓋I的四周同樣地形成有用于與上封頭15法蘭邊相配合的法蘭邊。釜蓋I和上封頭15之間的連接結(jié)構(gòu)如圖1所示，上封頭15的側(cè)壁上鉸接有一個沿豎直面轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臂21，該轉(zhuǎn)臂21大致呈L形，其橫臂樞轉(zhuǎn)于位于上封頭15側(cè)面的第一位置和位于上封頭15正上方的第二位置之間，且該橫臂的末端(也就是轉(zhuǎn)臂21的自由端)上開設(shè)有螺孔。當(dāng)轉(zhuǎn)臂21轉(zhuǎn)動到第二位置時，該螺孔垂直設(shè)置并對應(yīng)所述上封頭15的中軸線。釜蓋I上表面的中心處垂直設(shè)置有螺桿22，轉(zhuǎn)臂21上的螺孔套設(shè)在螺桿22上并與之螺紋配合。在需要關(guān)閉上封頭15的開口時，將轉(zhuǎn)臂21轉(zhuǎn)動到第二位置處，此時釜蓋I恰位于上封頭15上端開口的正上方，將手輪、把手、扳手等配設(shè)在螺桿22上端，并驅(qū)動螺桿22轉(zhuǎn)動使釜蓋I下壓與上封頭15法蘭邊緊密貼合，即可完成釜蓋I的密封裝配。而打開釜蓋I的方式恰與上述步驟相反。另外，上封頭15的管壁上還設(shè)置有氣相口 16，用于輸出氣相的餾分并通過連接管17輸送至冷凝器中。所述蒸發(fā)器包括沿所述釜體內(nèi)壁連續(xù)分布的管狀加熱夾套7以及同軸設(shè)置在所述釜體內(nèi)的加熱管11，所述加熱管11和加熱夾套7內(nèi)分別形成相互隔離的僅供導(dǎo)熱油流通的加熱腔10，各加熱腔10分別通過進(jìn)油管和出油管與外界連通。參加圖2所示，加熱管11是通過進(jìn)油管a2和出油管a3連通到爸體外的,進(jìn)油管a2和出油管a3依次密封的穿越加熱夾套7和釜體內(nèi)壁延伸到釜體外，并可以與導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)連通。加熱夾套7是通過進(jìn)油管al和出油管a4連通到爸體外的,進(jìn)油管al和出油管a4穿越爸體內(nèi)壁延伸到爸體夕卜，并可以與導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)連通。而位于所述加熱管11和加熱夾套7之間的區(qū)域構(gòu)成與所述蒸發(fā)室14、沉淀室8連通的加熱室12。為保證加熱管和加熱夾套7之間形成適當(dāng)?shù)目臻g(即加熱室12)加熱物料，并使該加熱室12具有適當(dāng)?shù)牧魍ㄐ砸约拔闪?，以保證加熱的均勻以及不易結(jié)垢，該些加熱管和加熱夾套7具有如下特性所述進(jìn)油管al、a2的進(jìn)油口均位于所述加熱腔10內(nèi)壁的下部，所述出油管a3、a4的出油口位于所述加熱腔10內(nèi)壁的上部。且每一個加熱腔10中，其內(nèi)的進(jìn)油口和出油口分別形成在其兩側(cè)的內(nèi)壁上。另外，所述加熱管11的外徑應(yīng)當(dāng)為所述釜體內(nèi)徑的15-30%。所述加熱夾套7的內(nèi)徑應(yīng)當(dāng)為所述釜體內(nèi)徑的65-80%。除沫器2設(shè)置在上封頭15內(nèi)并位于所述氣相口 16的下方，所述除沫器2包括三組網(wǎng)片組(圖中僅為示意性的表示，并未體現(xiàn)三組網(wǎng)片組結(jié)構(gòu))。參見圖4-5所示，所述網(wǎng)片組由多個由上至下依次疊置的具有波峰和波谷的波紋網(wǎng)片20以及容納固定該些波紋網(wǎng)片20的外框19構(gòu)成。所述網(wǎng)片組中，任意兩個相鄰波紋網(wǎng)片20的波峰延伸方向之間應(yīng)該具有60°至120°的夾角。優(yōu)選的,任意兩個相鄰波紋網(wǎng)片20的波峰延伸方向之間具有90°或者75°的夾角。所述波紋網(wǎng)片20的斷面為正弦曲線狀(參見圖6)或折線狀。參見5所示，所述波紋網(wǎng)片20的波距D應(yīng)當(dāng)為其峰高h(yuǎn)的3至6倍。三組網(wǎng)片組由上至下的重疊排列且彼此之間具有間隔。網(wǎng)片組是通過所述上封頭15管壁的內(nèi)壁上水平設(shè)置的支腳13來固定的，網(wǎng)片組的外緣通過所述支腳13支撐，以此方便拆卸以對于除沫器2進(jìn)行維修清理。防沖料裝置由設(shè)于釜體內(nèi)的、位于所述蒸發(fā)器上方的防溢環(huán)4和防溢冠3構(gòu)成。其中，所述防溢環(huán)4為所述釜體內(nèi)壁上連續(xù)設(shè)置的圓環(huán)，其中心形成流通口 5，具體地說，防溢環(huán)4是沿所述釜頂和釜體本體交界處分布的。防溢冠3被固定設(shè)置在所述防溢環(huán)4和釜頂?shù)捻敱谥g，且與二者分別相間隔。防溢冠3呈與所述釜體同軸設(shè)置的橢圓曲面狀，并與所述釜頂內(nèi)壁平行。為起到良好的防沖料效果，對于防溢環(huán)4和防溢冠3的結(jié)構(gòu)具有以下具體要求[0047]所述流通口的口徑為所述釜體內(nèi)徑的O. 3-0. 5。所述防溢冠3外緣的外徑大于所述流通口 5的口徑。防溢冠3上表面與所述釜頂?shù)捻敱谥g形成均勻的第一間隙，所述防溢冠3下緣與所述防溢環(huán)4上表面平行且形成第二間隙。所述第二間隙的寬度為第一間隙的3-10倍。另外，防溢冠3的外緣與所述釜體內(nèi)壁間均勻間隔，且該間隔大于第一間隙。通過這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)釜內(nèi)物料沸騰并向上沸溢時，其上升的泡沫面應(yīng)當(dāng)是沿釜體內(nèi)壁高，中間凹的形態(tài)，而較高的部分被防溢環(huán)4抑制，只能通過流通口 5進(jìn)入防溢環(huán)4和防溢冠3之間的區(qū)域，之后向四周擴(kuò)散通過第二間隙進(jìn)入防溢冠3上表面與所述釜頂?shù)捻敱谥g的第一間隙。在上述的過程中，由于約束了氣液混合物的流通路徑，使液體成分被逐步攔截，剩余的部分最終被除沫器2截止，僅使氣態(tài)的DOPT通過除沫器2通過氣相口 16排出。為控制釜內(nèi)溫度，所述釜體本體的側(cè)壁上對應(yīng)加熱室12的上下邊界處以及加熱室12的上方分別開設(shè)有測溫口 Cl、c2、c3，，通過這三個測溫口來檢測釜內(nèi)關(guān)鍵部位的溫度。另外，所述釜體本體的側(cè)壁上對應(yīng)蒸發(fā)室14中近溢流環(huán)4以及近加熱室12的位置分別開設(shè)有觀察孔。這三個觀察孔上封裝有觀察窗6。通過觀察窗6和測溫口 Cl、c2、c3，可以使人們在外界及時掌握釜內(nèi)的狀態(tài)，以便及時應(yīng)對溫度波動、液位變化等狀況。除此之外，釜體本體的側(cè)壁在蒸發(fā)室14的位置開設(shè)有人孔，該人孔上封裝有人孔蓋，以便于操作者通過此人孔進(jìn)入釜內(nèi)清潔加熱管。以上通過實施例對于本實用新型的發(fā)明意圖和實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實用新型所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解，本實用新型以上實施例僅為本實用新型的優(yōu)選實施例之一，為篇幅限制，這里不能逐一列舉所有實施方式，任何可以體現(xiàn)本實用新型權(quán)利要求技術(shù)方案的實施，都在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施方式
僅限于此，在上述實施例的指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的蒸發(fā)器，所涉及的蒸餾釜釜體內(nèi)部具有蒸發(fā)器、位于所述蒸發(fā)器上方的蒸發(fā)室以及位于所述蒸發(fā)器下方的沉淀室，所述釜體頂部上設(shè)置有一個與所述釜體內(nèi)部連通的上封頭，所述上封頭上開設(shè)氣相口，所述沉淀室底部設(shè)有排料管，其特征在于所述蒸發(fā)器包括沿所述釜體內(nèi)壁連續(xù)分布的管狀加熱夾套以及同軸設(shè)置在所述釜體內(nèi)的加熱管，所述加熱管和加熱夾套內(nèi)分別形成相互隔離的僅供導(dǎo)熱油流通的加熱腔，各加熱腔分別通過進(jìn)油管和出油管與外界連通，位于所述加熱管和加熱夾套之間的區(qū)域構(gòu)成與所述蒸發(fā)室、沉淀室連通的加熱室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的蒸發(fā)器，其特征在于所述進(jìn)油管的進(jìn)油口位于所述加熱腔內(nèi)壁的下部，所述出油管的出油口位于所述加熱腔內(nèi)壁的上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的蒸發(fā)器，其特征在于所述進(jìn)油口和所述出油口分別形成在所述加熱腔的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的蒸發(fā)器，其特征在于所述加熱管的外徑為所述釜體內(nèi)徑的15-30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的蒸發(fā)器，其特征在于所述加熱夾套的內(nèi)徑為所述釜體內(nèi)徑的65-80%。
專利摘要本實用新型涉及一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的蒸發(fā)器，所涉及的蒸餾釜釜體內(nèi)部具有蒸發(fā)器、位于所述蒸發(fā)器上方的蒸發(fā)室以及位于所述蒸發(fā)器下方的沉淀室，所述釜體頂部上設(shè)置有一個與所述釜體內(nèi)部連通的上封頭，所述上封頭上開設(shè)氣相口，其特征在于所述蒸發(fā)器包括沿所述釜體內(nèi)壁連續(xù)分布的管狀加熱夾套以及同軸設(shè)置在所述釜體內(nèi)的加熱管，所述加熱管和加熱夾套內(nèi)分別形成相互隔離的僅供導(dǎo)熱油流通的加熱腔，各加熱腔分別通過進(jìn)油管和出油管與外界連通，位于所述加熱管和加熱夾套之間的區(qū)域構(gòu)成與所述蒸發(fā)室、沉淀室連通的加熱室。其優(yōu)點(diǎn)是通過創(chuàng)新性的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決了工業(yè)化生產(chǎn)中PTA廢料制備DOTP中的關(guān)鍵技術(shù)問題。
文檔編號B01D3/02GK202892944SQ20122061768
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者韓冬 申請人:上海蓓奕化工有限公司