[實用新型]醋酸蒸發(fā)與氣體混合一體化裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220116301.7
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN202506145U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設計）人: 徐才福;王留書;肖曉愚;袁丁;周超;楊曉新
• 申請（專利權）人: 中國五環(huán)工程有限公司
• 主分類號: B01D1/06
• 分類號: B01D1/06;B01D1/30;B01F3/04;B01F13/10
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術技術

本實用新型涉及一種醋酸反應設備，具體的說是一種醋酸蒸發(fā)與氣體混合一體化裝置。

背景技術

近年來，石油價格的飛漲，使用煤，生物質(zhì)、石油焦等燃料作為原料進行氣化后作為原料氣來生產(chǎn)液體燃料的工業(yè)過程中需要將醋酸蒸發(fā)加氫反應生成乙醇，或醋酸蒸發(fā)加乙炔氣合成醋酸乙烯。目前有記載的工藝方法至少需要兩臺主要設備：一臺蒸發(fā)器(中央循環(huán)管式蒸發(fā)器)以及混合器(旋風分離式混合器)；中央循環(huán)管式蒸發(fā)器在140℃下將醋酸蒸發(fā)，蒸出的醋酸蒸汽進入旋風分離式混合器中與氫氣或乙炔氣混合反應生成相應的混合氣體。這種工藝方法存在下述問題：(1)采用先蒸發(fā)后氣體混合的方式，需要蒸發(fā)器及混合器至少兩臺設備及相應的輸送管道，并且由于氣體體積大于液體體積，因此將醋酸溶液蒸發(fā)成醋酸蒸汽不僅需要較高的蒸發(fā)溫度，還需要體積龐大的蒸發(fā)器，同時為了使醋酸蒸汽與原料氣體充分混合均勻，同樣也需要體積龐大的混合器，使得整個工藝控制較為困難、占地多、設備投資大；(2)由于醋酸溶液完全依靠蒸發(fā)汽化，蒸發(fā)溫度高，會使蒸發(fā)器及混合器內(nèi)管束的腐蝕嚴重，一旦腐蝕嚴重，易造成系統(tǒng)停車，必需更換設備，影響正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結(jié)構簡單、體積小、投資及制造成本低、控制簡便、設備使用壽命長的蒸發(fā)及氣體混合一體化裝置。

包括殼體、由上、下管板分隔形成的上管箱、蒸汽換熱區(qū)和下管箱，下管箱被分隔板分隔為上段混合區(qū)及下段進氣區(qū)，所述混合區(qū)內(nèi)設有多根管壁上開有進液孔的氣液混合管，所述氣液混合管的下端固定在分隔板上并與進氣區(qū)連通；所述蒸氣換熱區(qū)內(nèi)的換熱管的上端固定在上管板上并與上管箱連通，下端固定在下管板上并與氣液混合管的上端連通，所述殼體上設有與蒸氣換熱區(qū)連通的蒸汽入口、蒸汽出口，原料氣入口與進氣區(qū)連通，醋酸進口與混合區(qū)連通，混合氣出口與上管箱連通。

所述氣液混合管管壁上的進液孔為切向進液孔。

所述多根氣液混合管管壁上的進液孔數(shù)量相等、高度相同。

所述氣液混合管的內(nèi)徑小于換熱管的內(nèi)徑。

所述下管箱的分隔板為可拆式，所述氣液混合管的上端套插在換熱管下端內(nèi)。

所述原料氣入口經(jīng)氣體分布器與進氣區(qū)連通。

所述分隔板經(jīng)定距導向桿與下管板上焊接的定距導向桿底座螺紋連接。

所述氣液混合管長度為380～1000mm。

所述換熱管長度為3000～8000mm。

所述氣液混合管為鋯合金或哈氏合金或鎳基合金材料。

本實用新型將混合及蒸發(fā)集中在一臺設備中進行，并且將先蒸發(fā)后混合的工藝改為先將醋酸溶液與原料氣體(氫氣或乙炔氣)進行混合，然后再蒸發(fā)。在第一步混合過程中，大部分醋酸溶液被氣化，醋酸的蒸發(fā)和飽和過程是通過加熱介質(zhì)(蒸汽)加熱換熱管內(nèi)剩余醋酸溶液和氣體混合物(氣化后的醋酸及氣體的混合物)而完成的，氣液混合物在換熱管內(nèi)溫度不斷上升，液體不斷氣化蒸發(fā)，由于液體體積小于氣體體積，因此混合區(qū)設計的換熱管的面積可大大縮小，并且由于大部分醋酸在混合管內(nèi)已被氣化，因此進入加熱區(qū)后無需過高的蒸氣區(qū)的溫度即可使剩余醋酸全部蒸發(fā)，達到節(jié)能降耗、明顯降低換熱管腐蝕的作用。所述氣體經(jīng)下管箱進入氣液混合管，醋酸溶液由混合區(qū)經(jīng)多個進液孔與多個氣液混合管內(nèi)的氣體混合，氣體和液體不同的導入方式可使其初步混合更為均勻，進液孔最好為切向進液孔，該種混合方式在相同壓力降下氣體卷吸量最大，能量損失最小，不產(chǎn)生射流渦，從而大大改善傳質(zhì)和傳熱及混合性能。多根氣液混合管管壁上的進液孔數(shù)量相同及高度相等是為了使液態(tài)醋酸在同一壓力下能以相同流量進入每根氣液混合管中，滿足均勻混合及蒸發(fā)的要求。

由于氣體進氣及醋酸溶液進液均為較高的壓力(液體壓力通常高于10MPa，氣體壓力應高于液體壓力)，因此醋酸溶液在卷吸作用下由進液孔進入氣液混合管時，會產(chǎn)生噴射氣化效果，從而實現(xiàn)與氣體的初步混合。設計時，氣液混合管的內(nèi)徑小于換熱管內(nèi)徑，這樣當初混合氣氣化后的氣液混合物由氣液混合管進入換熱管時，由于管徑變化(即氣液混合管的內(nèi)徑小于換熱管的內(nèi)徑)，也會產(chǎn)生噴射氣化效果，使氣液混合物進一步充分均勻混合，經(jīng)過兩次混合后液體和氣體的混合更為充分，大大提高了蒸氣換熱效果，保證醋酸溶液全部氣化并與氣體充分混合，進而減少了氣液混合及換熱所需面積。