用于醋酸酯生产的催化精馏塔的制作方法

1.本实用新型涉及化工设备技术领域，具体为一种用于醋酸酯生产的催化精馏塔。


背景技术：

2.醋酸酯是醋酸酯类产品，广泛应用于溶剂、增塑剂、表面活性剂及聚合物单体等领域。在现有醋酸酯的制备过程中，一般通过醋酸和醇类在酸的催化下进行酯化反应再进行精馏来进行制备，而传统的制备需要分别通过酯化塔和精馏塔来进行酯化和精馏，占地面积较大。而现有技术中一些将上述两塔并为一塔的精馏塔，一塔工艺由于精馏段长度缩短，导致分离效果有所降低，塔顶所得到的醋酸酯产物中，混有的原料和水相含量，较二塔工艺有所升高。因此，需要改变精馏段中填料的构造，加强精馏段的分离能力，从而在塔顶获得更为纯净的产物。鉴于此，我们提出一种用于醋酸酯生产的催化精馏塔。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种用于醋酸酯生产的催化精馏塔，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于醋酸酯生产的催化精馏塔，包括塔体，所述塔体包括酯化段和位于酯化段上方的精馏段，所述酯化段内设有多层填料组件，所述填料组件用于承装催化剂；
5.所述精馏段内设有多层塔板，所述塔板的顶部设有积液区，所述塔板的中心开有气孔，所述塔板的底部设有导气挡板，所述导气挡板为下大上小的喇叭状结构，在所述导气挡板的外沿设有中空的冷却腔，各层塔板的所述冷却腔通过连接管相互连通，最上层塔板的冷却腔其两侧通过回流管连接，在所述塔体的顶部开有用于醋酸酯气态导出的气相出口。
6.进一步的，所述填料组件包括外环和外环内的若干个催化剂容器，所述催化剂容器均匀等间距分布，所述催化剂容器通过连接筋固定在外环上。
7.进一步的，所述催化剂容器为上口大下口小且底部密封的圆台状或棱台状结构。
8.进一步的，最上层的所述填料组件上方设有滴流板，所述滴流板的顶部外沿设有外挡板，在所述滴流板上开有若干滴流孔，所述滴流孔与催化剂容器的位置一一对应。
9.进一步的，所述酯化段最上方的塔体侧面开有液相进口，且所述液相进口延伸到滴流板正上方。
10.进一步的，所述酯化段最下方的塔体侧面开有回收口，所述塔体的底部呈中间凸起的半球状，且所述回收口的下沿与半球状凸起边缘最低处齐平。
11.进一步的，所述积液区由塔板顶部外沿的外挡边和所述气孔顶部外沿的内挡边围成。
12.进一步的，所述冷却腔内有冷却液。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.(1)本实用新型通过将精馏段和酯化段集成在塔体内，其改进传统的酯化塔和精馏塔相分离的二塔工艺，而将两塔并为一塔，从而节约了占地面积，设备相对简单，对于厂区的固定资产的投入有了很大的降低。
15.(2)本实用新型通过对普通塔板进行改进，各层塔板的底部为喇叭状的导气挡板，各层气相组分经过导气挡板导流碰撞迅速到达各层冷却腔，冷却腔内有冷却液，各层气相组分接触到冷却腔后迅速液化，聚集到各层塔板顶面的积液区，通过将各层气体通过导气挡板导流碰撞并冷却的方式，快速将各层气体进行分离，能够保证由于精馏段长度缩短而带来的分离效果减弱问题。
16.(3)本实用新型通过将催化剂容器设置为上口大下口小的棱台或圆台形容器，这种结构能够保证最大程度节约催化剂的同时，上口与空气接触面积大，能够与原料液体充分反应，填料组件的最上边是滴流板，滴流板的滴流孔与各个催化剂容器位置对应，添加原料液体时仅需从液相进口导入到滴流板中，沿着滴流孔逐层滴到各层催化剂容器中，催化剂容器上口大下口小，外围起到聚料滴流的好处，未反应充分的原料滴到酯化段最底部经进料回收口回收。
附图说明
17.图1为本实用新型一实施例的整体结构示意图；
18.图2为本实用新型一实施例的俯视图；
19.图3为图2中a
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a方向的剖视图；
20.图4为本实用新型一实施例的内部结构示意图；
21.图5为图1实施例中的塔板的立体结构示意图；
22.图6为图1实施例中的塔板的俯视图；
23.图7为图6中b
‑
b方向的剖视图；
24.图8为为图1实施例中填料组件的立体结构示意图；
25.图9为为图1实施例中滴流板的立体结构示意图。
26.附图说明：1、塔体；10、气相出口；11、液相进口；12、回收口；13、精馏段；14、酯化段；15、隔板；2、塔板；20、外挡边；21、内挡边；22、气孔；23、导气挡板；24、冷却腔；3、填料组件；30、外环；31、催化剂容器；32、连接筋；4、滴流板；40、外挡板；41、滴流孔；5、连接管；6、回流管。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.酯化段14和精馏段13之间通过隔板15隔开，隔板15上有孔供气体通过。各塔板2的间距为400
‑
600mm。塔板2数量为2
‑
200，优选为5
‑
100。
29.实施例1
30.请一并参阅图1
‑
图9，其中，一种用于醋酸酯生产的催化精馏塔，包括塔体1，塔体1
包括酯化段14和位于酯化段14上方的精馏段13，酯化段14内设有多层填料组件3，填料组件3用于承装催化剂；
31.精馏段13内设有多层塔板2，塔板2的顶部设有积液区，积液区由塔板2顶部外沿的外挡边20和气孔22顶部外沿的内挡边21围成。塔板2的中心开有气孔22，外挡边20和内挡边21防止各层液体从塔板2的边缘或者气孔22中落到下层。塔板2的底部设有导气挡板23，导气挡板23为下大上小的喇叭状结构，在导气挡板23的外沿设有中空的冷却腔24，冷却腔24内有冷却液。由于各物质各组分的蒸气压不同，气相密度不同，气体到达各层塔板2上方时，由于其密度较重，不会径直向上继续运动，而是向斜上方运动，此时撞到导气挡板23进行导流，而密度轻的气体则径直向上穿过气孔22到达上一层塔板2，塔板2的冷却腔24通过连接管5相互连通，最上层塔板2的冷却腔24其两侧通过回流管6连接，最下层塔板2的冷却腔24的两根连接管5接水泵的进水口和出水口(图中未示出)，以此实现冷却液的不断流动，增强其散热，在塔体1的顶部开有用于醋酸酯气态导出的气相出口10。
32.填料组件3包括外环30和外环30内的若干个催化剂容器31，催化剂容器31均匀等间距分布，催化剂容器31通过连接筋32固定在外环30上。催化剂容器31为上口大下口小且底部密封的棱台状结构。本实施例中，催化剂容器31内填装三氯乙酸作为催化剂，三氯乙酸作为一种固体安全酸，以粉末的形式填装于催化剂容器31内，上口大下口小的棱台状结构能够保证最大程度节约催化剂的同时，上口与空气接触面积大，能够与原料气体充分反应。
33.最上层的填料组件3上方设有滴流板4，滴流板4的顶部外沿设有外挡板40，在滴流板4上开有若干滴流孔41，滴流孔41与催化剂容器31的位置一一对应。酯化段14最上方的塔体1侧面开有液相进口11，且液相进口11延伸到滴流板4正上方。将原料液体(醋酸和乙醇)从液相进口11直接通往滴流板4中，滴流板4中的原料液体沿着滴流孔41滴落到各个催化剂容器31内，经过三氯乙酸的催化发生反应，并沿着上层催化剂容器31逐层滴落到下层催化剂容器31内继续反应，上口大下口小的棱台状结构外围起到聚料滴流的技术效果。
34.酯化段14最下方的塔体1侧面开有回收口12，塔体1的底部呈中间凸起的半球状，且回收口12的下沿与半球状凸起边缘最低处齐平。未反应充分的原料可以通过回收口12回收继续从液相进口11导入进行反应，中间凸起的半球状能够有效将滴落的原料聚拢到边缘，便于从回收口12回收。
35.综上，本实用新型提供的一种用于醋酸酯生产的催化精馏塔，在工作时，首先，将原料液体(醋酸和乙醇)从液相进口11直接通往滴流板4中，滴流板4中的原料液体沿着滴流孔41恰好滴落到各个催化剂容器31内，经过三氯乙酸的催化发生反应，并沿着上层催化剂容器31逐层滴落到下层催化剂容器31内继续反应。未反应充分的原料可以通过回收口12回收继续从液相进口11导入进行反应，中间凸起的半球状能够有效将滴落的原料聚拢到边缘，便于从回收口12回收，直至原料反应充分后。从液相进口11外接加热器进行加温，加温温度控制在120℃，保证反应后生成的醋酸酯气化，气化后的醋酸酯向上运动，经隔板15来到精馏段13，精馏段13由若干塔板2逐层组成，各个塔板2中心有气孔22，利用各物质各组分的蒸气压不同这一性质，气相轻重不同，在各层塔板2的底部为喇叭状的导气挡板23，各层气相组分经过导气挡板23导流碰撞迅速到达各层冷却腔24，冷却腔24内有冷却液，各层气相组分接触到冷却腔24后迅速液化，聚集到各层塔板2顶面的积液区，轻质气相组分继续经过气孔22进入上一层，最上层通过气相出口10导出。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
37.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和范围的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。