[發(fā)明專利]塔內(nèi)反應(yīng)精餾與膜耦合的方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010947555.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112250574B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高鑫;韓文韜;李洪;顧學(xué)紅;高雪超;吳凱;李鑫鋼;孟瑩;韓振為
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C69/14
• 分類號(hào): C07C69/14;C07C67/08;C07C67/48;C07C67/54;C07C51/09;C07C51/42;C07C51/43;C07C59/08;C07C69/06;C07C69/24;B01D3/14;B01D3/32
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗

1.一種塔內(nèi)反應(yīng)精餾與膜耦合的方法，其特征是，將膜組件耦合于反應(yīng)精餾塔內(nèi)的反應(yīng)段，原料由進(jìn)料口進(jìn)入塔內(nèi)，塔內(nèi)氣相經(jīng)過(guò)提餾段之后進(jìn)入下反應(yīng)段發(fā)生反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)膜分離段脫除目標(biāo)組分，由此促進(jìn)反應(yīng)的正向進(jìn)行，而后再經(jīng)由上反應(yīng)段繼續(xù)反應(yīng)，通過(guò)精餾段塔頂冷凝器部分回流，部分成為塔頂產(chǎn)物；液相通過(guò)精餾段、反應(yīng)段、膜分離段和提餾段，部分成為塔底產(chǎn)物，部分通過(guò)塔底再沸器汽化回流。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，反應(yīng)體系適用于酯化反應(yīng)及水解反應(yīng)，酯化反應(yīng)選擇具有脫水作用的分子篩膜。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，位于膜分離段的膜組件被固定于反應(yīng)精餾塔內(nèi)部，由于膜組件的膜區(qū)域是裸露于反應(yīng)精餾塔內(nèi)的，因此膜組件的滯留側(cè)為反應(yīng)精餾塔的塔內(nèi)，滲透?jìng)?cè)為膜組件內(nèi)部，滲透?jìng)?cè)為負(fù)壓操作，壓力范圍為100-600pa，傳質(zhì)推動(dòng)力為膜組件內(nèi)外的壓力差，目標(biāo)組分從分離物采出口采出。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，多個(gè)原料分開(kāi)進(jìn)料時(shí)進(jìn)料的位置應(yīng)依據(jù)原料組分的輕重而定，重組分在反應(yīng)精餾塔上方進(jìn)料口進(jìn)料，輕組分在反應(yīng)精餾塔下方進(jìn)料口進(jìn)料。

5.一種塔內(nèi)反應(yīng)精餾與膜耦合的裝置，其特征在于，包括由上至下分別有精餾段、上反應(yīng)段、膜分離段、下反應(yīng)段、提餾段的反應(yīng)精餾塔；以及塔頂冷凝器、塔底再沸器、塔頂氣相采出口、塔頂冷凝器液相返塔管、塔頂冷凝器采出管、塔底液相采出口、塔底再沸器液相采出管、塔底再沸器氣相返塔管；塔頂氣相采出口與塔頂冷凝器通過(guò)管線連接，塔頂冷凝器出口通過(guò)塔頂冷凝器液相返塔管與塔頂連接；塔底液相采出口與塔底再沸器連接，塔底再沸器出口通過(guò)塔底再沸器氣相返塔管與反應(yīng)精餾塔塔底相連接，單個(gè)或多個(gè)膜組件組成了膜分離段，安裝并固定于反應(yīng)精餾塔的反應(yīng)段之間；反應(yīng)精餾塔上設(shè)置進(jìn)料口，在膜分離段上面設(shè)置分離物采出口。

6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征是，反應(yīng)精餾塔上應(yīng)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料口，一個(gè)進(jìn)料口時(shí)應(yīng)設(shè)置在反應(yīng)精餾塔的上部，原料應(yīng)混合進(jìn)料；兩個(gè)進(jìn)料口時(shí)應(yīng)設(shè)置為上進(jìn)料口、下進(jìn)料口，原料分開(kāi)進(jìn)料或混合進(jìn)料；多個(gè)進(jìn)料口時(shí)則應(yīng)在塔的徑向均勻設(shè)置，并由上至下均勻歸類為上進(jìn)料口、中進(jìn)料口、下進(jìn)料口，原料分開(kāi)進(jìn)料或混合進(jìn)料。

7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征是，膜的材質(zhì)有分子篩膜、無(wú)定形二氧化硅膜、殼聚糖膜、PVA膜或海藻酸鈉膜，膜組件按照膜的形式或排列方式歸類為管式、中空纖維式、板框式或螺旋卷式；按照分離氣相體系或者液相體系分為蒸汽滲透膜組件或者滲透汽化膜組件，單個(gè)膜組件或多個(gè)相同形式或不同形式的膜組件以串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)的方式組成的集合統(tǒng)稱為膜分離段、或稱為膜分離簇、或者膜分離機(jī)組或膜分離裝置；若為蒸汽滲透膜組件，則需要在膜分離段安裝側(cè)邊液相導(dǎo)流裝置；用于塔內(nèi)反應(yīng)精餾的膜組件的特征主要在于起分離作用的膜區(qū)域裸露在氣相反應(yīng)體系中，達(dá)到反應(yīng)體系直接接觸的效果。

8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征是所述的膜分離段位于反應(yīng)段之間，膜分離段中的膜組件的數(shù)量為1個(gè)到100個(gè)，多個(gè)膜組件以串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)方式安裝于塔內(nèi)的反應(yīng)段之間，膜組件所形成的膜分離段的最大外圈直徑小于反應(yīng)精餾塔內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)在膜組件與反應(yīng)精餾塔內(nèi)壁之間安裝折流板，大于時(shí)應(yīng)對(duì)該反應(yīng)精餾塔節(jié)做變徑處理，膜組件所形成的膜分離段的最大垂直長(zhǎng)度應(yīng)小于反應(yīng)精餾塔的長(zhǎng)度。

9.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于反應(yīng)精餾塔的工作壓力為絕壓1atm，或加壓操作。