一种用于苯基乙基丙二酸二乙酯的回收碳乙醇设备的设计开发
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作者:封乃军
摘 要：本文主要针对苯基乙基丙二酸二乙酯生产过程中碳乙醇回收装置的设计开发，包括蒸馏釜、填料蒸馏塔、第一冷凝器和回收罐，其中蒸馏釜连接于填料蒸馏塔底部，填料蒸馏塔的蒸汽出口连接第一冷凝器，第一冷凝器的输出端连接回收罐及填料蒸馏塔的回流口，其特征在于，第一冷凝器的液相出口连接四通阀的第一输入端，第一冷凝器的气相出口连接第二冷凝器的输入端，第二冷凝器的液相出口连接四通阀的第二输入端，四通阀的第一输出端設有分别连接回流口和回收罐的两条支路，两条支路上均设有控制阀，四通阀的第二输出端连通第一冷凝器的气相出口与第二冷凝器的输入端之间的管道。设备的设计提高了乙醇的回收率，碳乙醇回收率达到86%，纯度达到99.5%。
关键词：乙醇回收装置;设计开发;冷凝器
一、技术方案提出的背景
公司建有20吨/年的苯基乙基丙二酸二乙酯的生产装置，生产过程中产生乙醇和碳乙醇约6.8吨，生产中回收乙醇及碳乙醇的回收装置通常包括蒸馏釜、蒸馏塔和冷凝器，液体陷阱蒸馏釜蒸馏后送入蒸馏塔分离吸收，最后经冷凝器冷凝回收。现有技术中的蒸馏釜都为立式蒸馏釜，在釜体的外壁上安装夹套或者釜体内壁设置夹层，在夹套或夹层内通入热水或热蒸汽经行加热，也有在釜体内部上安装电加热的技术方案，这些方案的缺陷在于，当釜体内的液位降低时，液位以上的加热部分所产生的热量利用率就较低，浪费能源和成本;而填料塔内的蒸汽上升的过程中通常会有部门蒸汽在塔节的内壁上凝结并顺着塔节内壁向下流，这样带来的问题是，顺壁下流的液体不能够与填料接触吸收，且液体易从塔节连接处渗漏，带来污染和腐蚀。
二、本项目提出的技术方案
（1）填料蒸馏塔，包括多个塔节，各塔节间经法兰上下连接，蒸馏塔的顶部设有蒸汽出口，蒸馏塔上部设有回流口，蒸馏塔底部设有蒸汽进口，其特征在于，塔节包括填料塔节和布液塔节，布液塔节设置于两填料塔节之间，布液塔节内设有布料装置，布料装置经连接件连接于填料的底部，布液装置包括集液池、水平管、竖直管和分布管，集液池呈环形并固定安装于塔节的内壁，水平管沿集液池直径方向安装于集液池的中上部，水平管两端与集液池联通，分布管平行安装于水平管正下方，竖直管竖直设置并联通水平管与分布管。
（2）设备的设计分布图如下：
图中：蒸馏釜1，釜体11，端盖12，进料口13，出料口14，排污口15，换热装置16，进水口17，出水口18，塔接口9，加热腔10，填料蒸馏塔2，蒸汽进口21，蒸汽出口22，回流口23，分布器24，布液塔节25，连接件251，集液池252，水平管253，竖直管254，分布管255，填料塔节26，第一冷凝器3，第二冷凝器4，四通阀5，控制阀6，回收罐7。
蒸馏釜1包括卧式的筒状釜体11，釜体11的两端面设有端盖12，釜体11顶部设有进料口13和塔接口14，釜体11的底部设有出料口14和排污口15，所述釜体11内腔设有换热装置16，所述釜体11底部设有一条沿母线方向的下凹的加热腔10，所述加热腔10与釜体11内腔联通，所述换热装置16水平设置于加热腔10内。
填料蒸馏塔2包括多个塔节，各塔节间经法兰上下连接，蒸馏塔2的顶部设有蒸汽出口22，蒸馏塔上部设有回流口23，蒸馏塔底部设有蒸汽进口21各与蒸馏釜1的塔接口9连接的接口，塔节包括填料塔节26和布液塔节25，布液塔节25设置于两填料塔节26之间，布液塔节25内设有布料装置，布料装置经连接件251连接于填料的底部，布液装置包括集液池252、水平管253、竖直管254和分布管255，集液池252呈环形并固定安装于塔节的内壁，水平管253沿集液池252直径方向安装于集液池252的中上部，水平管253两端与集液池252联通，所述分布管255平行安装于水平管253正下方，竖直管255竖直设置并联通水平管253与分布管255。
蒸馏釜1连接于填料蒸馏塔底部2，填料蒸馏塔2的蒸汽出口22连接第一冷凝器3，所述第一冷凝器3的输出端连接回收罐7及填料蒸馏塔2的回流口23，所述第一冷凝器3的液相出口连接四通阀5的第一输入端，第一冷凝器3的气相出口连接第二冷凝器4的输入端，所述第二冷凝器4的液相出口连接四通阀5的第二输入端，四通阀5的第一输出端设有分别连接回流口23和回收罐7的两条支路，两条支路上均设有控制阀6，四通阀5的第二输出端连通第一冷凝器3的气相出口与第二冷凝器4的输入端之间的管道。
三、采取以上技术方案后，本实用新型的有益效果
（1）将蒸馏釜卧式设置，将换热装置设置于蒸馏釜内腔的底部，无论蒸馏釜内的液位多高，换热装置始终全部位于液面之下并也液面充分换热，换热效率高，避免了热能的损失;
（2）塔节内壁上设有环形的集液池，塔节内壁上的溶液顺壁流入集液池中，集液池中的液体达到一定液位后会流进水平管，在经竖直管进入分布管，有分布管将溶液均匀分布至填料中，既能有效吸收液体中的物质又能避免液体沿塔节连接处渗漏;
（3）利用两级冷凝器经行冷凝，无法冷凝或未完全冷凝的的气体送回至第二冷凝器中循环冷凝，防止排入空气产生污染，且碳乙醇的回收比例高，达到86%，纯度达到99.5%。
参考文献：
[1]陈建军，檀政，张晓毅.配电网无功补偿治理技术研究及工程应用分析[J].电子测试，2017，16：42-44+55.
[2]王熹瞳.浅析低压配电线路无功补偿装置谐波治理技术[J].电子制作，2019，04：88-89.
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