一种丁二酸酐高效精馏装置的制作方法

阅读：评论：0

1.本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种丁二酸酐高效精馏装置。

背景技术：

2.丁二酸酐（又称丁二酐）是一种制药中间体及树脂、涂料和染料的原料，通常由顺丁烯二酸酐（又称顺酐）和氢气，在一定的温度、压力和催化剂的参与下，在反应装置内进行化学反应而制得，顺酐和氢气在反应装置内生成的产品为粗丁二酸酐，其中含有其它杂质，为了将这些杂质排出得到纯度较高的丁二酸酐，需要使用精馏装置对粗丁二酸酐进行精馏处理，精馏的原理是利用液态混合物中各组分沸点的不同，加热使其某一组分变成气相，上升过程中与液相逆流接触，使液相中的轻组分转移到气相中，而气相中的重组分转移到液相中，于是在塔顶可得到几乎纯的易挥发组分，塔底可得到几乎纯的难挥发组分，进而利用混合物中各组分挥发度的不同，实现各组分的分离。
3.目前，在使用精馏装置对粗丁二酸酐进行精馏处理时，由于精馏釜内的液相需要消耗大量的热源进行加热，而塔顶的气相又需要大量的冷媒进行冷却，但一次热源使用后，很少进行二次能量的利用，造成精馏处理过程中大量能源的浪费，还会增加精馏处理的成本；其次，在对精馏釜内的液相进行加热，常常由于结构的不合理，造成液相加热效率不高的问题，既增加了对热源的消耗，又降低了精馏效率。因此，研制开发一种结构合理，加热效率高，热量利用率高的丁二酸酐高效精馏装置是客观需要的。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种结构合理，加热效率高，热量利用率高的丁二酸酐高效精馏装置。
5.本实用新型的目的是这样实现的，包括精馏釜、精馏塔和塔顶凝缩器，精馏釜的顶部设置有粗酐入口，精馏塔的上部设置有产品采出口，塔顶凝缩器的壳体上分别设置有冷凝水进口和蒸汽排口，精馏釜底部的外壁上设置有夹套，夹套上设置有蒸汽入口，精馏釜内同心竖直设置有中心管，中心管的上下两端分别通过变径锥连接有上短管和下短管，上短管和下短管之间圆周均布有若干弧形管，上短管的上方通过连杆设置有集气箱，集气箱上设置有伸出到精馏釜外部的蒸汽出口，下短管的下端伸入到夹套内，精馏釜的下方安装有驱动装置，驱动装置的输出轴与下短管的下端传动连接，夹套内的下短管上加工有通气孔，上短管的上端与集气箱之间、下短管与精馏釜的底部之间均为活动密封结构，蒸汽排口与蒸汽入口之间设置有循环管，循环管上设置有加热器。
6.进一步的，夹套内设置有螺旋导流板，蒸汽入口位于夹套的外侧。
7.进一步的，精馏塔的外侧设置有热交换器，热交换器的管程进口通过管线与蒸汽出口连通，管程出口通过管线与冷凝水进口连通，壳程进口通过管线与粗酐储槽连通，壳程出口通过管线与粗酐入口连通。
8.进一步的，中心管和弧形管的外壁上设置有导热板。
9.进一步的，中心管与弧形管之间、相邻的弧形管之间均设置有支撑杆。
10.进一步的，精馏釜的侧壁上设置有热辐射反射膜。
11.本实用新型运行时，液态的粗丁二酸酐从粗酐入口进入精馏釜，然后启动驱动装置，驱动装置依次带动下短管、变径锥和中心管转动，同时带动弧形管一同转动，从蒸汽入口向夹套内通入高温蒸汽，蒸汽从通气孔进入下短管，随后进入中心管和弧形管，集中到集气箱后从蒸汽出口排出，其次，对从塔顶凝缩器蒸汽排口排出的蒸汽进行加热，温度达标后通入蒸汽入口继续使用。本装置结构较为合理，蒸汽先通入夹套，从精馏釜的底部对粗酐进行加热，随后进入中心管和弧形管对粗酐进行加热，且中心管和弧形管处于转动状态，可对粗酐进行搅动，使其处于流动状态，提高粗酐加热的均匀性，进而提高粗酐的加热效率；其次，从塔顶凝缩器排出的蒸汽中含有大量热量，只需对其适当加热就能够继续使用，可避免热量的损失，提高热量的利用率。本实用新型结构合理，加热效率高，热量利用率高，具有显著的经济价值和社会价值。
附图说明
12.图1为本实用新型的整体结构示意图；
13.图2为本实用新型中精馏釜1的结构示意图；
14.图中：1-精馏釜，2-精馏塔，3-塔顶凝缩器，4-粗酐入口，5-冷凝水进口，6-蒸汽排口，7-夹套，8-蒸汽入口，9-中心管，10-上短管，11-下短管，12-弧形管，13-集气箱，14-蒸汽出口，15-驱动装置，16-循环管，17-加热器，18-螺旋导流板，19-热交换器，20-粗酐储槽，21-导热板，22-支撑杆，23-热辐射反射膜。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
16.如图1～2所示，本实用新型包括精馏釜1、精馏塔2和塔顶凝缩器3，精馏釜1、精馏塔2和塔顶凝缩器3三者从下到上依次连接，在实际制作时，为了便于制造、维护和装卸，精馏釜1和精馏塔2之间、精馏塔2和塔顶凝缩器3之间均通过设备法兰活动连接，塔顶凝缩器3的壳体上分别设置有冷凝水进口5和蒸汽排口6，通常将水和蒸汽的混合物从冷凝水进口5通入塔顶凝缩器3的壳程，对塔顶凝缩器3管程内的气态丁二酸酐进行冷凝，自身吸收丁二酸酐的热量后形成蒸汽从蒸汽排口6排出，精馏釜1底部的外壁上设置有夹套7，夹套7上设置有蒸汽入口8，精馏釜1内同心设置有中心管9，中心管9的上下两端分别通过变径锥连接有上短管10和下短管11，上短管10和下短管11之间圆周均布有若干弧形管12，在实际制作时，应当使上短管10和下短管11的流通面积不小于中心管9及所有弧形管12流通面积之和，确保中心管9和弧形管12内部能够通入足够的蒸汽，保证蒸汽对粗酐的加热效率，上短管10的上端连通有位置固定的集气箱13，集气箱13上设置有伸出到精馏釜1外部的蒸汽出口14，集气箱13为密封结构，中心管9和弧形管12内的蒸汽对粗酐进行加热后，收集中集气箱13中，在实际制作时，集气箱13可使用连杆或其它连接结构固定在精馏釜1的内部，处于固定不动的状态，下短管11的下端伸入到夹套7内后传动连接有驱动装置15，驱动装置15为现有驱动结构，通常包括传动连接的电机和变速器，用于驱动中线管9和弧形管12转动，夹套7内
的下短管11上加工有通气孔，通气孔用于连通下短管11和夹套7，使得夹套7内的蒸汽能够通过通气孔进入下短管11，上短管10的上端与集气箱13之间、下短管11与精馏釜1的底部之间均为活动密封连接结构，该结构能够保证密封的同时下短管11和上短管10的自由转动，蒸汽排口6与蒸汽入口8之间设置有循环管16，循环管16上设置有加热器17，加热器17为现有加热设备，可使用电加热结构，用于对蒸汽进行加热，由于蒸汽中自身就含有大量热量，只需消耗较少的能量就能使其温度升高到预期的要求，可避免能量的浪费，节约能源，提高热量的利用率。
17.本实用新型运行时，液态的粗丁二酸酐从粗酐入口4进入精馏釜1，然后启动驱动装置15，驱动装置15依次带动下短管11、变径锥和中心管9转动，同时带动弧形管12一同转动，从蒸汽入口8向夹套7内通入高温蒸汽，蒸汽从通气孔进入下短管11，随后进入中心管9和弧形管12，集中到集气箱13后从蒸汽出口14排出，其次，对从塔顶凝缩器3蒸汽排口6排出的蒸汽进行加热，温度达标后通入蒸汽入口8继续使用。本装置结构较为合理，蒸汽先通入夹套7，从精馏釜1的底部对粗酐进行加热，随后进入中心管9和弧形管12对粗酐进行加热，且中心管9和弧形管12处于转动状态，可对粗酐进行搅动，使其处于流动状态，提高粗酐加热的均匀性，进而提高粗酐的加热效率；其次，从塔顶凝缩器3排出的蒸汽中含有大量热量，只需对其适当加热就能够继续使用，可避免热量的损失，降低能耗，提高热量的利用率。
18.夹套7内设置有螺旋导流板18，蒸汽入口8位于夹套7的外侧，进入夹套7的蒸汽会沿着螺旋导流板18呈螺旋状流动，可提高蒸汽在夹套7内的流动均匀性，进而提高蒸汽对精馏釜1底部加热的均匀性。
19.精馏釜1的顶部设置有粗酐入口4，精馏塔2的外侧设置有热交换器19，热交换器19的管程进口通过管线与蒸汽出口14连通，管程出口通过管线与冷凝水进口5连通，壳程进口通过管线与粗酐储槽20连通，壳程出口通过管线与粗酐入口4连通，热交换器19为现有设备，在实际使用时可使用管式热交换器，也可使用其它结构形式的换热设备，在本实施例中，粗酐从粗酐储槽20中送入热交换器19壳程，同时从精馏釜1中的排出的蒸汽送入热交换器19管程，两者进行热交换，粗酐吸收蒸汽中的热量进行预热，同时降低蒸汽的温度，温度降低的蒸汽送入塔顶凝缩器3进行气态丁二酸酐的冷凝，提高蒸汽热量的利用率，同时预热后的粗酐进入精馏釜1，提高粗酐的加热效率。
20.中心管9和弧形管12的外壁上设置有导热板21，导热板21设置在中心管9和弧形管12上，可对蒸汽中的热量进行传导，增加蒸汽和粗酐的热交换面积，提高换热效率，进而提高粗酐的精馏效率。
21.中心管9与弧形管12之间、相邻的弧形管12之间均设置有支撑杆22，本装置在运行时，中心管9和弧形管12均处于转动过程中，在长期的运行过程中，由于受到粗苯的阻力以及自身结构的影响，可能会出现松动或损坏，为了避免上述情况而设置了支撑杆22，通过支撑杆22将中心管9和弧形管12连接为一个整体，提高了整体的刚性和稳定性，进而延长整个加热结构的使用寿命，减少维护频率，提高装置运行效率。
22.精馏釜1的侧壁上设置有热辐射反射膜23，热辐射反射膜23为现有技术，能够将热辐射反射回去，提高热量的利用率，减少热量的损失，提高粗酐的加热效率。

技术特征：

1.一种丁二酸酐高效精馏装置，包括精馏釜（1）、精馏塔（2）和塔顶凝缩器（3），塔顶凝缩器（3）的壳体上分别设置有冷凝水进口（5）和蒸汽排口（6），其特征在于:所述精馏釜（1）底部的外壁上设置有夹套（7），夹套（7）上设置有蒸汽入口（8），所述精馏釜（1）内同心设置有中心管（9），中心管（9）的上下两端分别通过变径锥连接有上短管（10）和下短管（11），上短管（10）和下短管（11）之间圆周均布有若干弧形管（12），上短管（10）的上端连通有位置固定的集气箱（13），集气箱（13）上设置有伸出到精馏釜（1）外部的蒸汽出口（14），下短管（11）的下端伸入到夹套（7）内后传动连接有驱动装置（15），所述夹套（7）内的下短管（11）上加工有通气孔，所述上短管（10）的上端与集气箱（13）之间、下短管（11）与精馏釜（1）的底部之间均为活动密封连接结构，所述蒸汽排口（6）与蒸汽入口（8）之间设置有循环管（16），循环管（16）上设置有加热器（17）。2.根据权利要求1所述的一种丁二酸酐高效精馏装置，其特征在于:所述夹套（7）内设置有螺旋导流板（18），蒸汽入口（8）位于夹套（7）的外侧。3.根据权利要求1所述的一种丁二酸酐高效精馏装置，其特征在于: 所述精馏釜（1）的顶部设置有粗酐入口（4），所述精馏塔（2）的外侧设置有热交换器（19），热交换器（19）的管程进口通过管线与蒸汽出口（14）连通，管程出口通过管线与冷凝水进口（5）连通，壳程进口通过管线与粗酐储槽（20）连通，壳程出口通过管线与粗酐入口（4）连通。4.根据权利要求1所述的一种丁二酸酐高效精馏装置，其特征在于:所述中心管（9）和弧形管（12）的外壁上设置有导热板（21）。5.根据权利要求1所述的一种丁二酸酐高效精馏装置，其特征在于:所述中心管（9）与弧形管（12）之间、相邻的弧形管（12）之间均设置有支撑杆（22）。6.根据权利要求1所述的一种丁二酸酐高效精馏装置，其特征在于:所述精馏釜（1）的侧壁上设置有热辐射反射膜（23）。

技术总结

本实用新型公开了一种丁二酸酐高效精馏装置，包括精馏釜、精馏塔和塔顶凝缩器，精馏釜底部的外壁上设置有夹套，夹套上设置有蒸汽入口，精馏釜内同心竖直设置有中心管，中心管的上下两端分别通过变径锥连接有上短管和下短管，上短管和下短管之间圆周均布有若干弧形管，上短管的上方通过连杆设置有集气箱，下短管的下端伸入到夹套内，精馏釜的下方安装有驱动装置，夹套内的下短管上加工有通气孔，上短管的上端与集气箱之间、下短管与精馏釜的底部之间均为活动密封结构，蒸汽排口与蒸汽入口之间设置有循环管，循环管上设置有加热器。本实用新型结构合理，加热效率高，热量利用率高，具有显著的经济价值和社会价值。有显著的经济价值和社会价值。有显著的经济价值和社会价值。