[實用新型]偏苯三甲酸生產的反應尾氣熱能回收裝置

有效

• 申請號: 201020516163.2
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN201779638U
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 曹正國;荊曉平
• 申請（專利權）人: 鎮江正丹化學工業有限公司(外商獨資)
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東;何朝旭

技術領域

本實用新型涉及一種熱工裝置，特別涉及偏苯三甲酸生產中的反應放熱回收利用的裝置。

背景技術

現有偏苯三甲酸工業生產時，主要采用偏三甲苯液相空氣氧化法進行生產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℃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”問題較易解決等優點。不足之處是設備投資較大，醋酸回收較為困難，產品中微量的溴離子難以除盡，有時會導致產品介電常數降低，從而影響產品的應用與價格。偏三甲苯和空氣中的氧氣在催化劑作用下氧化反應過程為放熱反應，醋酸為溶劑，在反應放熱的作用下，部分反應溶劑醋酸呈高溫氣態從反應物料中蒸出，為維持反應的安全進行，需要對反應物料進行冷卻，一方面可維持正常反應溫度，同時可以避免醋酸的大量消耗。現有技術中，一般采用在反應器外或反應器內部設置冷卻裝置，對反應器進行降溫，但即便如此，醋酸仍有大量蒸出；此外，醋酸汽化時，吸收大量的汽化潛熱，該部分熱能不能被利用，白白浪費了大量能量。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種偏苯三甲酸生產的反應尾氣熱能回收裝置，使其能夠克服現有技術的缺陷，將受熱后蒸出的溶劑回收再利用，同時，能對醋酸中攜帶的反應放熱進行回收再利用。

為解決以上技術問題，本實用新型提供的偏苯三甲酸生產的反應尾氣熱能回收裝置，包括反應器，反應器的內頂部設有尾氣出口，所述尾氣出口連接至換熱器進口，換熱器的冷凝液出口連接至反應器上設置的回流口，所述換熱器上設有冷卻水進口和冷卻水出口，冷卻水進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，反應放熱促使部分醋酸變成醋酸蒸汽，同時也有部分反應副產物隨醋酸蒸汽一起蒸出，形成尾氣并從尾氣出口離開，進入換熱器中，與換熱器中的冷卻水進行熱交換，自身溫度下降，放出汽化潛熱，醋酸蒸汽冷凝液化后再從回流口流入反應器內，進行循環利用，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，吸熱后的冷卻水變成蒸汽或汽水混合物，在汽水分離包中進行汽水分離，然后向外界供汽，對反應的放熱進行回收再利用。與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：一，可以回收再利用反應中蒸發的醋酸蒸汽，減少溶劑的消耗；二，可將反應放熱的熱能進行回收利用，具有良好的節能效果；該裝置可用于偏三甲苯與空氣連續氧化反應制備偏苯三甲酸的工業生產中。

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，冷卻水進口和冷卻水出口連接至換熱器的殼程。管殼式換熱器為現有技術中廣泛采用的產品，其結構簡單、制造方便，可進行標準化設計生產。

為方便向汽水分離包內補水，所述汽水分離包上設有補水管，補水管上設有經水位控制器控制的補水電磁閥。通過電磁閥可自動補水，實現自動運行。

為保證供應蒸汽的質量，所述汽水分離包上部設有蒸汽出口管，蒸汽出口管管路上設有經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的氣壓達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，可促進反應的持續進行。

附圖說明

圖1為本實用新型工作原理圖。

其中，1反應器，2回流口，3尾氣出口，4換熱器，401冷卻水出口，402冷卻水進口，403換熱器進口，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補水電磁閥，9汽水分離包。

具體實施方式

如圖1所示，為偏三甲苯與空氣氧化反應的回收熱能利用裝置，包括反應器1，反應器1的內頂部設有尾氣出口3，尾氣出口3連接至換熱器進口403，換熱器4的冷凝液出口404連接至反應器1上設置的回流口2，換熱器4上還設有冷卻水進口402和冷卻水出口401，冷卻水進口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上設有補水管，補水管上設有經水位控制器7控制的補水電磁閥8；汽水分離包9上部設有蒸汽出口管，蒸汽出口管管路上設有經壓力繼電器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。