專利名稱：一種用于羰基合成醋酸流程中的多功能塔器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于羰基合成醋酸流程中的多功能塔器，屬于化工生產(chǎn)設備技術領域。
背景技術：
在醋酸的合成方法中，最具商業(yè)價值的是一氧化碳羰基合成法。在包含催化劑(主要為第VIII族金屬催化劑如銠或銥等)和含鹵素的助催化劑(如碘甲垸)的反應液體介質中， 一氧化碳對烷基醇或者其衍生物進行羰基化反應，.得到羧酸或者其衍生物，尤其與甲醇進行羰基化反應，得到醋酸。其典型的生產(chǎn)流程如下從反應器中抽出反應液進入蒸發(fā)器，通過閃蒸的方法，將反應液中的助催化劑及其它較輕組分和產(chǎn)物醋酸蒸發(fā)出來。含有催化劑和其它較重組分的反應殘液循環(huán)到反應器中參與反應。蒸發(fā)器出來的蒸汽進入脫輕塔中，提取的粗制醋酸產(chǎn)品送到后續(xù)工序進行進一步提純。脫輕塔頂部含助催化劑的塔頂餾分經(jīng)冷凝后在傾析器中分成輕相和含助催化劑的重相，重相回到反應器循環(huán)使用。
羰基合成醋酸采用的貴金屬催化劑價格昂貴，減少催化劑的損失對操作成本的控制非常重要。反應液體中存在的醋酸、碘離子等強腐蝕性介質對裝置的選材提出非?？量痰囊螅ǚ磻?、蒸發(fā)器和脫輕塔等設備一般都采用昂貴的金屬材料例如鋯材或者哈氏合金。
蒸發(fā)器和脫輕塔中由于沒有足夠的一氧化碳分壓，催化劑很容易沉淀出來。因此在設備的布置上，蒸發(fā)器和脫輕塔需要盡量靠近反應翠，使帶有催化劑的反應混合物殘余液盡快回到反應器中。
在蒸發(fā)器中，絕大部分催化劑隨著反應混合物閃蒸后的殘余液回到了反應器，但還有少部分的催化劑存于被氣相夾帶的液體中，從而進入脫輕塔，然后從脫輕塔底液回到蒸發(fā)器中，循環(huán)回到反應器中。
現(xiàn)有的醋酸生產(chǎn)工藝中，閃蒸和脫輕兩個步驟通過兩個設備完成，這既延長了工藝流程，又增加了設備的投資。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是設計一種用于羰基合成醋酸流程中的多功能塔器，改變羰基合成醋酸的流程，以簡化工藝、減少設備，降低產(chǎn)品成本。
本實用新型提出的用于羰基合成醋酸流程中的多功能塔器，為一立式塔器，塔器直徑
為100mm 20000mni，塔器內(nèi)從上到下為脫輕段和閃蒸段，塔器頂部設有氣相出口，塔器底部設有液相出口；所述的脫輕段上部的塔器壁上設有回流口，脫輕段的塔器壁上設有產(chǎn)品出口；所述的閃蒸段的塔器壁上設有物料進口；所述的脫輕段內(nèi)，設有具有分離提純功 能的分離構件以及具有捕獲氣相中夾帶的霧沫和液滴功能的除沫器；多功能塔的閃蒸段設 有兩相分離分布器。
上述多功能塔器中，所述的分離構件為塔板、填料、塔板與填料的組合或塔板與除沫 器的組合中的任何一種。
上述多功能塔器中，所述的多功能塔的脫輕段中設有洗滌段，洗滌段中設有塔板、填 料、除沫器、塔板與填料的組合或塔板與除沫器的組合中的任何一種，洗滌段上部的塔器 壁上設有洗滌液進口。
上述多功能塔器中，所述的兩相分離分布器為兩相分離器、分布器、分布管、除沫器 或塔板中的任何一種。
上述多功能塔器，還可以包括提餾段，提餾段置于多功能塔器內(nèi)所述的閃蒸段的下部， 提餾段為具有分離提純功能的提餾構件，提餾段下部的多功能塔器壁上設有物料返回口。 其中的提餾構件為塔板、填料或者塔板與填料的組合中的任何一種。
本實用新型提出的用于羰基合成醋酸流程中的多功能塔器，其優(yōu)點是
本實用新型設計的多功能塔，同時具備閃蒸和脫輕兩個功能，在用于羰基合成醋酸裝 置中時，可以取代典型的醋酸生產(chǎn)裝置中的蒸發(fā)器和脫輕塔。從反應器抽出的反應混合物 從物流進口加入多功能塔的閃蒸段，在多功能塔的底部得到包含催化劑和其它重組分的反 應殘余液；含鹵素助催化劑的多功能塔頂餾分冷凝后進入傾析器進行分相，得到的重相主 要為鹵素助催化劑含碘甲烷；多功能塔的脫輕段下部得到粗制醋酸。
閃蒸回收催化劑及其它重組分的反應殘余液和脫輕回收鹵素助催化劑兩個單元操作 可以在一個多功能塔中進行，簡化了醋酸制備的流程路線，縮短催化劑的返回路線，有利 于維護催化劑的穩(wěn)定性能，減少催化劑的損失。蒸發(fā)器和脫輕塔設備的合二為一，減少了 裝置的設備投資，同時也減少了操作控制的難度。
本實用新型設計的多功能塔器，在用于羰基合成醋酸裝置中時，可以取代典型的醋酸 生產(chǎn)裝置中的脫輕塔。從蒸發(fā)器頂部出來的含醋酸及輕組分的蒸汽從物料進口加入多功能 塔的閃蒸段，通過在閃蒸段設置的流線式分布器，均化了氣體的分布、減少了霧沫夾帶， 從而有效減少催化劑損失，大大降低了生產(chǎn)成本。


圖1是本實用新型提出的用于羰基合成醋酸裝置的多功能塔器的結構示意圖。 圖2是本實用新型多功能塔器的一個實施例。 圖3是本實用新型多功能塔器的另一個實施例。 圖4是本實用新型多功能塔器的第三個實施例。
圖1一圖4中，A是脫輕段，B是閃蒸段，C是洗滌段，D是提餾段，l是物料進口， 2 是產(chǎn)品出口， 3是氣相出口， 4是回流口， 5是液相出口， 6是洗滌液進口， 7是物料返回口， 8是流線式分布器，9是塔板，IO是除沫器，ll是填料。
具體實施方式

本實用新型提出的用于羰基合成醋酸流程中的多功能塔器，其結構如圖l所示，為一立式塔器，塔器直徑為100鵬 20000mm，塔器內(nèi)從上到下為脫輕段A和閃蒸段B，塔器頂部設有氣相出口 3，塔器底部設有液相出口 5。脫輕段A上部的塔器壁上設有回流口 4，脫輕段A的塔器壁上設有產(chǎn)品出口 2。閃蒸段B的塔器壁上設有物料進口 1。脫輕段A內(nèi)，設有具有分離提純功能的分離構件以及具有捕獲氣相中夾帶的霧沫和液滴功能的除沫器。多功能塔的閃蒸段B設有兩相分離分布器8。
上述物料進口的方位，可以是切向進口，可以是徑向進口，也可以是任意角度的進口。上述物料進口的進料狀態(tài)可以為氣相進料，液相進料，氣液混合相進料，進料中可以包含固體或者固體顆粒。優(yōu)先選用氣液混合相進料。
本實用新型的上述多功能塔器中，脫輕段A內(nèi)的分離構件可以為塔板9、填料IO、塔板與填料的組合或塔板與除沫器的組合中的任何一種。
上述分離構件中塔板的塔板數(shù)為1 80，優(yōu)先選用3 60，更優(yōu)選選用3 30。上述分離構件中填料的填料高度為0. 05 50m，優(yōu)先選用0. 1 20m，更優(yōu)選選用0. 2 幽。
本實用新型的上述多功能塔器中，脫輕段A中還可以設有洗滌段C,洗滌段C中設有
塔板、填料、除沫器、塔板與填料的組合或塔板與除沫器的組合中的任何一種，洗滌段上
部的塔器壁上設有洗滌液進口 6。
上述洗漆段C的塔板數(shù)為1 50，優(yōu)先選用1 20，更優(yōu)選選用1 10。上述洗滌段C的填料高度為0. 01 20m，優(yōu)先選用0. 01 10m,更優(yōu)選選用0. 01 5tn。用于洗滌段的洗滌液可以是脫輕段底部的液體直接進入洗滌段作為洗滌液，多功能塔
器內(nèi)任何位置引出的液體，產(chǎn)品出口得到的部分粗制醋酸，或本裝置中其它設備引出的液
體。優(yōu)選部分粗制醋酸作為洗滌液。
本實用新型的上述多功能塔器中，兩相分離分布器可以為兩相分離器、分布器、分布
管、除沫器或塔板中的任何一種。優(yōu)先選用本申請人設計的流線式分布器，專利號為
ZL96249334. 1。
本實用新型的上述多功能塔器，還包括提餾段D，提餾段D置于多功能塔器內(nèi)所述的閃蒸段B的下部，提餾段D為具有分離提純功能的提餾構件，提餾段下部的多功能塔器壁上設有物料返回口7，其中提餾構件可以為塔板、填料或者塔板與填料的組合中的任何一種。
上述提餾構件的塔板數(shù)為1 20，優(yōu)先選用1 10，更優(yōu)選選用1 5。上述提餾構件的填料高度為0. 01 10m，優(yōu)先選用0. 01 5m，更優(yōu)選選用0. 01 3m。以下是本實用新型的實施例實施例l:
所述的多功能塔器如圖2所示，為一個立式塔器，由上至下包括脫輕段A和閃蒸段B， 管口包括位于閃蒸段的物料進口 1、位于塔頂?shù)臍庀喑隹?、位于脫輕段上端的回流口 4、 位于脫輕段的產(chǎn)品出口 2和位于塔底的液相出口 5。
脫輕段使用塔板9，塔板數(shù)為8，在產(chǎn)品出口下端設置除沫器IO。在閃蒸段設置流線 式分布器8。
該多功能塔器在用于用于羰基合成醋酸裝置中時，從反應器導出的含催化劑的反應
液，由物料進口 1進入多功能塔器的閃蒸段B，在減壓作用下閃蒸為氣液兩相；含醋酸、 碘甲垸以及其它輕組分的氣相進入脫輕段A,除去氣相中夾帶的含催化劑的液滴，通過精 餾的方法分離提純，脫除碘甲烷等輕組分；粗制醋酸從脫輕段的產(chǎn)品出口2采出；脫輕段 的液相和閃蒸后的液相都進入閃蒸段的下部，得到含催化劑的反應殘液，通過液相出口5 返回到反應器中。
流線式分布器在塔壁和內(nèi)筒之間形成環(huán)形通道，并在環(huán)形通道上均勻布置導流葉片， 將閃蒸后的氣液兩相流從水平方向改變?yōu)橄蛳碌姆较?，這樣可以把大部分液滴甩到閃蒸段 的下部，強化氣液兩相分離，減少霧沫夾帶，減少催化劑的損失。增加分布器后，可以使 氣體分布的更加均勻。同時，由于這種分布器獨特的結構，對于相同體積的閃蒸段，增加 流線式分布器后，可以明顯提高閃蒸段的處理能力。
所述物料進口 l可以是徑向的也可以是切向的。徑向進料時，閃蒸段受進料的沖擊力 具有對稱性，有利于設備的加固，減少設備震動，這一點對于大規(guī)模的裝置來講是非常重 要的。
實施例2:
所述的多功能塔器如圖3所示，結構和實施例l類似，脫輕段A中設置8塊塔板，其 中下部2塊塔板用作洗滌段C，在洗滌段上端設置洗滌液進口 6。
該多功能塔器在用于用于羰基合成醋酸裝置中時，洗滌液從洗滌液進口進入洗滌段， 洗脫閃蒸后氣相中可能夾帶到脫輕段A的催化劑，進一步有效控制催化劑的損失。其余同 實施例1。
洗滌液可以是脫輕段底部的液體直接進入洗滌段作為洗滌液，多功能塔器內(nèi)任何位置 引出的液體，產(chǎn)品出口得到的部分粗制醋酸，或本裝置中其它設備引出的液體。優(yōu)選部分 粗制醋酸作為洗滌液。
實施例3:
所述多功能塔器如圖4所示，脫輕段A使用填料ll，填料高度5m，其中下部0.5m用 作洗漆段C，在洗滌段上端設置洗滌液進口 6。在閃蒸段B處設置流線式分布器8。閃蒸 段下部設置2層塔板，用作提餾段D。設置物料返回口7。
該多功能塔器在用于羰基合成醋酸裝置中時，多功能塔器底部得到含催化劑的反應殘 液部分進入再沸器，經(jīng)過加熱得到的氣液混合物，該氣液混合物從再沸器的頂部出來后，
6從物流返回口7進入多功能塔提餾段的下端，為提餾段提供提餾蒸汽。其使用方法同實施例2。
實施例4:
所述的多功能塔器如圖2所示。
該多功能塔器在用于羰基合成醋酸裝置中時，從蒸發(fā)器頂部引出的含醋酸以及其它輕組分的閃蒸蒸汽從物料進口 1進入多功能塔的閃蒸段B，其它同實施例l。
由于閃蒸段設置的流線式分布器8，可以將閃蒸蒸汽夾帶的液體和液滴甩到閃蒸段的下部，強化氣液兩相分離，減少霧沫夾帶，減少催化劑的損失。
本實用新型的多功能塔器中所用的流線式分布器，可以是本申請人設計的流線式分布器，專利號為ZL96249334. 1。
以上說明和描述僅僅是為了本領域技術人員能更好理解本實用新型而采用的幾種實施方式，并不對本實用新型的保護范圍構成限制。在不脫離權利要求所保護的范圍的情況下，本實用新型可以進行任何的修正和改動。
權利要求1、一種用于羰基合成醋酸流程中的多功能塔器，其特征在于該多功能塔器，為一立式塔器，塔器直徑為100mm-20000mm，塔器內(nèi)從上到下為脫輕段和閃蒸段，塔器頂部設有氣相出口，塔器底部設有液相出口；所述的脫輕段上部的塔器壁上設有回流口，脫輕段的塔器壁上設有產(chǎn)品出口；所述的閃蒸段的塔器壁上設有物料進口；所述的脫輕段內(nèi)，設有具有分離提純功能的分離構件以及具有捕獲氣相中夾帶的霧沫和液滴功能的除沫器；多功能塔的閃蒸段設有兩相分離分布器。
2、 如權利要求1所述的多功能塔器，其特征在于其中所述的分離構件為塔板、填料、 塔板與填料的組合或塔板與除沫器的組合中的任何一種。
3、 如權利要求1所述的多功能塔器，其特征在于其中所述的多功能塔的脫輕段中設 有洗滌段，洗滌段中設有塔板、填料、除沫器、塔板與填料的組合或塔板與除沫器的組合 中的任何一種，洗滌段上部的塔器壁上設有洗滌液進口。
4、 如權利要求1所述的多功能塔器，其特征在于其中所述的兩相分離分布器為兩相 分離器、分布器、分布管、除沫器或塔板中的任何一種。
5、 如權利要求1所述的多功能塔器，其特征在于還包括提餾段，提餾段置于多功能 塔器內(nèi)所述的閃蒸段的下部，提餾段為具有分離提純功能的提餾構件，提餾段下部的多功 能塔器壁上設有物料返回口。
6、 如權利要求5所述的多功能塔器，其特征在于所述的提餾構件為塔板、填料或者 塔板與填料的組合中的任何一種。
專利摘要本實用新型涉及一種用于羰基合成醋酸流程中的多功能塔器，屬于化工生產(chǎn)設備技術領域。本多功能塔器為立式塔器，從上到下為脫輕段和閃蒸段，塔器頂部設有氣相出口，塔器底部設有液相出口脫輕段上部的塔器壁上設有回流口，脫輕段的塔器壁上設有產(chǎn)品出口閃蒸段的塔器壁上設有物料進口脫輕段內(nèi)，設有具有分離提純功能的分離構件以及具有捕獲氣相中夾帶的霧沫和液滴功能的除沫器。閃蒸段設有兩相分離分布器。本多功能塔器取代了已有醋酸生產(chǎn)裝置中的蒸發(fā)器和脫輕塔，將蒸發(fā)器和脫輕塔設備的合二為一，大大減少了設備投資和工藝操作難度。通過在閃蒸段設置的流線式分布器，均化了氣體的分布、減少了霧沫夾帶，有效減少催化劑損失，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C07C53/00GK201362667SQ20092010628
公開日2009年12月16日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權日2009年3月20日
發(fā)明者唐紅萍, 謝潤興, 顏庭政 申請人:北京澤華化學工程有限公司