專利名稱:設(shè)有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應(yīng)塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及醋酸乙酯酯化反應(yīng)設(shè)備,特別是公開(kāi)一種設(shè)有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應(yīng)塔,通過(guò)在反應(yīng)釜中應(yīng)用新型的加熱器,提高傳熱效率,改善反應(yīng)器反應(yīng)動(dòng)力學(xué)熱分布,提高了工藝反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,降低蒸汽單耗。
背景技術(shù):
醋酸乙酯產(chǎn)品是由醋酸和乙醇在催化劑硫酸的作用下,在一定的加熱條件下才能反應(yīng)生成。因此在進(jìn)行反應(yīng)的塔釜中必須有加熱結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的醋酸乙酯酯化反應(yīng)釜內(nèi)部采用沉浸式的蛇形盤(pán)管,管內(nèi)走飽和蒸汽進(jìn)行加熱。這種蛇形盤(pán)管的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單價(jià)格低廉,能承受高壓。但也存在很多缺點(diǎn),主要為由于蛇形盤(pán)管是浸沒(méi)在溶液中的,那么容器的體積勢(shì)必較蛇形盤(pán)管的體積大得多,故管外流體的對(duì)流傳熱系數(shù)α較小,因而總傳熱系數(shù)K值也較小。結(jié)果就是蒸汽蒸汽換熱效率下降,單位耗用量相應(yīng)上升。同時(shí),由于醋酸乙酯反應(yīng)釜內(nèi)溶液中含有20~80%的醋酸,再加上催化劑硫酸的加入,溶液中兩種酸性的介質(zhì)對(duì)金屬材料腐蝕比較嚴(yán)重。從以往相關(guān)的記錄來(lái)看,因酸性腐蝕引起的盤(pán)管泄露,頻率較高。盤(pán)管一旦泄露,管內(nèi)蒸汽進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi),導(dǎo)致釜內(nèi)溶液中水分偏高甚至超出規(guī)定的工藝指標(biāo),使得溶液中物料反應(yīng)的方向朝水解方向進(jìn)行,影響酯化反應(yīng)的正常進(jìn)行,塔釜液位上漲,影響操作以及產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有反應(yīng)釜加熱結(jié)構(gòu)加熱不完全,反應(yīng)動(dòng)力學(xué)熱分布較差,蒸汽單耗高,易被腐蝕泄漏的缺陷,降低了酯化反應(yīng)釜的蒸汽單耗,減少泄漏,得到穩(wěn)定質(zhì)量的產(chǎn)品。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種設(shè)有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應(yīng)塔,包括反應(yīng)釜和酯化塔,反應(yīng)釜中醋酸、乙醇的混合液進(jìn)入后,在催化劑硫酸和蒸汽加熱的作用下進(jìn)行反應(yīng),同時(shí)以酯、水、醇、酸共沸物的形式汽化進(jìn)入酯化塔,精餾分離,在塔頂獲得粗酯產(chǎn)品,其特征在于對(duì)塔釜內(nèi)的加熱結(jié)構(gòu)廢棄了原有的沉浸式蛇形蒸汽盤(pán)管,改為“U”形加熱列管,并分為四組,分別以二組二組的形式安裝在反應(yīng)釜的中上部和中下部,同時(shí)上下方向交錯(cuò),俯視呈“#”字形排列。這四組“U”形列管采用材質(zhì)為不銹鋼316L。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的改進(jìn)方法,令人意想不到的提高了傳熱效率,改善反應(yīng)器反應(yīng)動(dòng)力學(xué)熱分布,提高了工藝反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,降低了蒸汽單耗;同時(shí)由于結(jié)構(gòu)的變化,杜絕了蒸汽的的泄漏,改善釜內(nèi)物料酯化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分布,提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、為產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的提高提供良好的工藝條件。
四
附圖是新型加熱器結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
五具體實(shí)施例方式反應(yīng)釜作為醋酸乙酯酯化反應(yīng)體系的主要設(shè)備,原料醋酸和乙醇按一定比例混合,經(jīng)反應(yīng)釜前預(yù)酯化器進(jìn)行初步加熱反應(yīng)后,物料在85~95℃的溫度下以氣液夾帶的形式,從反應(yīng)釜底部進(jìn)入反應(yīng)釜,釜內(nèi)四組“U”形加熱管通入溫度為150~170℃、壓力為0.5~0.6MPa的蒸汽。在該種加熱條件下,釜內(nèi)溶液以酯、醇、水、酸共沸的形式進(jìn)行蒸發(fā),至酯化塔進(jìn)行精餾分離。隨著混合原料的連續(xù)進(jìn)入,釜內(nèi)始終保持醋酸含量20~85%,壓力小于0.1MPa,溫度100~115℃的工況。
實(shí)施例醋酸乙酯原料乙醇、醋酸按比例混合后,經(jīng)過(guò)預(yù)酯器預(yù)熱,進(jìn)入反應(yīng)釜,反應(yīng)釜內(nèi)醋酸含量為80%(重量百分比),“U”形加熱器的不銹鋼管束中蒸汽壓力為0.53MPa,溫度為154℃,通過(guò)蒸汽加熱使釜內(nèi)溶液溫度保持在107℃左右。
通過(guò)運(yùn)行證明,隨著該型式“U”形加熱器結(jié)構(gòu)的投用,塔的蒸汽耗用量得到降低,杜絕了泄漏,為提高塔頂粗酯含量和塔的產(chǎn)能奠定了基礎(chǔ)。附“U”形加熱器投用前后蒸汽單耗對(duì)比表。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應(yīng)塔,包括反應(yīng)釜和酯化塔,反應(yīng)釜中醋酸、乙醇的混合液進(jìn)入后,在催化劑硫酸和蒸汽加熱的作用下進(jìn)行反應(yīng),同時(shí)以酯、水、醇、酸共沸物的形式汽化進(jìn)入酯化塔,精餾分離,在塔頂獲得粗酯產(chǎn)品,其特征在于所述反應(yīng)釜內(nèi)部裝有“U”形加熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應(yīng)塔,其特征在于所述的“U”形加熱器為“U”形加熱管束,分為四組,并以二組二組的形式安裝在反應(yīng)釜的中上部和中下部,同時(shí)上下方向交錯(cuò),俯視呈“#”字形排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應(yīng)塔,其特征在于所述的“U”形加熱管選用的材質(zhì)為不銹鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應(yīng)塔,其特征在于所述的“U”形加熱管選用的材質(zhì)為不銹鋼316L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應(yīng)塔,其特征在于被加熱的介質(zhì)是醋酸含量為20~85%(重量百分比)的酸性溶液。
全文摘要
本發(fā)明為一種設(shè)有新型加熱器的醋酸乙酯酯化反應(yīng)塔,包括反應(yīng)釜和酯化塔,反應(yīng)釜中醋酸、乙醇的混合液進(jìn)入后,在催化劑硫酸和蒸汽加熱的作用下進(jìn)行反應(yīng),同時(shí)以酯、水、醇、酸共沸物的形式汽化進(jìn)入酯化塔,精餾分離,在塔頂獲得粗酯產(chǎn)品,其特征在于所述反應(yīng)釜內(nèi)部裝有“U”形加熱器,該“U”形加熱器為“U”形加熱管束,在釜內(nèi)呈“#”字形安裝。本發(fā)明解決了已有加熱設(shè)備加熱效果差、蒸汽消耗大的缺陷,有效地提高了換熱效率,改善反應(yīng)器反應(yīng)動(dòng)力學(xué)熱分布,提高了工藝反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,大大降低了蒸汽單耗。
文檔編號(hào)C07C67/00GK1660763SQ20041008941
公開(kāi)日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2004年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者齊峻, 田偉, 張麗琴, 李冬梅 申請(qǐng)人:上海吳涇化工有限公司