一种1,4-丁二醇分压蒸发系统的制作方法

1.本实用新型涉及1,4-丁二醇蒸发领域，具体涉及一种1,4-丁二醇分压蒸发系统。


背景技术：

2.1，4-丁二醇(本实用新型或被简称为bdo)是一种无色粘稠油状液体，可燃，凝固点20.1℃，熔点20.2℃，沸点228℃，能与水混溶，溶于甲醇、乙醇、丙酮，微溶于乙醚。γ-丁内酯(本实用新型或被简称为gbl)是一种无色油状液体，能与水混溶，溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚和苯，有独特的芳香气味，可作为食用香料，是一种重要的化工原料和医药中间体，广泛应用于石油化工、医药、染料、农药及精细化工等领域，是一种优良溶剂。目前gbl的工艺主要有两种路线：一种是bdo脱氢法，另一种是顺酐加氢法。 bdo脱氢法具有副产物少、产品易分离、设备投资少的优点，是目前gbl的主要的生产方法。在采用bdo脱氢法制备gbl的反应过程中，bdo需要蒸汽化，由于bdo的沸点较高，现有技术采用超沸蒸发系统需要很高的温度进行加热，对所供热源的要求高，但是当温度超过200℃，bdo在高温下容易聚合。同时，对循环氢气的循环量要求也较高。
3.另外，现有技术中超沸蒸发系统没有除杂功能，bdo原料中重组分杂质在蒸发中大部分被带入下道工序，一部分聚合在管道及设备中影响生产，一部分聚合在催化剂表面影响催化剂性能及寿命，还有一部分混入粗产品中影响粗产品质量，徒增了蒸馏成本。
4.因此，现有技术亟待解决。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决背景技术中的问题，提供一种1,4-丁二醇分压蒸发系统。本实用新型提供的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，是一种用于1,4-丁二醇气相、固定床催化、连续脱氢生产γ-丁内酯装置中的1,4-丁二醇蒸发并与循环氢气混合的系统，具有低损耗及低能耗的优点。
6.本实用新型的上述技术目的，是通过以下技术方案实现的：
7.一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，包括循环泵、用于蒸发bdo料液的分压蒸发器和用于加热bdo料液的管壳式加热器，所述分压蒸发器的液相区的bdo 出料口通过第一管道连接循环泵的入口，所述循环泵的出口通过第二管道连接管壳式加热器的物料进口，所述管壳式加热器的物料出口通过第三管道连接分压蒸发器的热bdo进口，所述分压蒸发器、循环泵和管壳式加热器依次连接形成bdo料液的循环流路。
8.如上所述的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，所述分压蒸发器包括第一筒体、锥 体、第一改型鲍尔环、第二改型鲍尔环和分布器，所述第一筒体与锥 体一体成型，所述热bdo进口设置于第一筒体上，所述第一改型鲍尔环设置于第一筒体的内部且位于热bdo进口的上方，所述第二改型鲍尔环设置于第一筒体的内部且位于热bdo进口的下方，所述分布器设置于第一改型鲍尔环和第二改型鲍尔环之间且位于热bdo进口的下方。
9.如上所述的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，所述分压蒸发器还包括氢气进口，所
述氢气进口连接循环氢，所述氢气进口设置于第一筒体上。
10.如上所述的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，所述管壳式加热器的物料出口处设置有测温口，以供监测物料出口处的bdo料液的温度。
11.如上所述的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，所述分压蒸发器还包括上压力表口、中压力表口和下压力表口，所述上压力表口、中压力表口和下压力表口分别设置于分压蒸发器的上部、中部和下部，以供监测分压蒸发器内的压力变化。
12.如上所述的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，所述分压蒸发器还包括第一液位开关口和第二液位开关口，所述第一液位开关口设置于第一筒体上，所述第二液位开关口设置于椎体上。
13.如上所述的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，所述分压蒸发器还包括防旋板，所述防旋板固定设置于椎体的下方的bdo出料口处。
14.如上所述的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，所述分压蒸发器、第一管道、循环泵、第二管道、管壳式加热器和第三管道中的任意一个连接去重组分收集罐。
15.如上所述的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，所述分压蒸发器上设置有人孔和视镜。
16.如上所述的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，所述管壳式加热器包括上法兰盖、第二筒体、下法兰盖、膨胀节、换热管、放空口、蒸汽进口、放净口和冷凝水出口，所述第二筒体的上端通过法兰与上法兰盖固定连接，所述第二筒体的下端通过法兰与下法兰盖固定连接，所述膨胀节设置于第二筒体上，所述换热管设置于第二筒体的内部，所述放空口设置于管壳式加热器的顶端，所述蒸汽进口设置于第二筒体的上端且与第二筒体的内腔连通，所述放净口设置于管壳式加热器的底端，所述冷凝水出口设置于第二筒体的下端且与第二筒体的内腔连通。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：
18.1、本实用新型提供的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，不同于传统的汽化器的超沸点蒸发系统，本实用新型采用分压蒸发方式蒸发bdo料液，增加了循环泵，将现有技术中超沸点蒸发系统的降膜蒸发器或丝网填料更换为压降极低的金属改型鲍尔环，循环的bdo料液在第二改型鲍尔环的表面由上往下循环流动，经预热的循环氢气由下往上分别在第二改型鲍尔环的表面与循环往下流动的bdo料液反复接触，多次传质传热部分蒸发，累计完成要求的蒸发量。本实用新型实现了低温蒸发，降低了对加热源的要求，减少了bdo的聚合，降低了对氢气循环量的要求，具有低损耗及低能耗的优点。
19.2、本实用新型提供的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，所述分压蒸发器、第一管道、循环泵、第二管道、管壳式加热器和第三管道中的任意一个连接去重组分收集罐，本实用新型的系统具备预先脱除bdo原料中重组分杂质的功能，保护了催化剂，间接提高了粗产品的质量。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述的仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他附图。
21.图1为本实用新型提供的一种1,4-丁二醇分压蒸发系统的结构示意图；
22.图2为本实用新型提供的分压蒸发器的立体结构示意图；
23.图3为图2中的a部局部放大结构示意图；
24.图4为本实用新型提供的管壳式加热器的立体结构示意图；
25.图5为本实用新型提供的管壳式加热器的俯视结构示意图。
26.图中，1-分压蒸发器，2-第一管道，3-循环泵，4-第二管道，5-管壳式加热器，6-第三管道，7-重组分收集罐，101-第一筒体，102-锥 体，103-第一改型鲍尔环，104-第二改型鲍尔环，105-氢气进口，106-上压力表口，107
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中压力表口，108-下压力表口，109-第一液位开关口，110-第二液位开关口， 111-人孔，112-视镜，113-防旋板，114-热bdo进口，115-bdo出料口，116
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重组分出口，117-分布器，501-测温口，502-上法兰盖，503-第二筒体，504
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下法兰盖，505-膨胀节，506-换热管，507-放空口，508-蒸汽进口，509-放净口，510-冷凝水出口，511-物料进口，512-物料出口。
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员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.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或者“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
29.实施例1：
30.请参见图1-5，一种1,4-丁二醇分压蒸发系统，包括循环泵3、用于蒸发 bdo料液的分压蒸发器1和用于加热bdo料液的管壳式加热器5，所述分压蒸发器1的液相区的bdo出料口115通过第一管道2连接循环泵3的入口，所述循环泵3的出口通过第二管道4连接管壳式加热器5的物料进口511，所述管壳式加热器5的物料出口512通过第三管道6连接分压蒸发器1的热bdo 进口114，所述分压蒸发器1、循环泵3和管壳式加热器5依次连接形成bdo 料液的循环闭合流路。
31.优选的，所述分压蒸发器1包括第一筒体(101)、椎体102、第一改型鲍尔环103、第二改型鲍尔环104和分布器117，所述第一筒体101与椎体102 一体成型，所述热bdo进口114设置于第一筒体101上，所述第一改型鲍尔环103设置于第一筒体101的内部且位于热bdo进口114的上方，所述第二改型鲍尔环104设置于第一筒体101的内部且位于热bdo进口114的下方，所述分布器117设置于第一改型鲍尔环103和第二改型鲍尔环104之间且位于热bdo进口114的下方。优选的，所述第一改型鲍尔环103和第二改型鲍尔环104均为金属改型鲍尔环，更优选的，本实施例的第一改型鲍尔环103 和第二改型鲍尔环104购自山东青州晨翔石化设备有限公司定制的空隙率高、用材少、相对比表面积大的gdn55型金属改型鲍尔环。优选的，所述分布器 117可以为槽式分布器、槽盘式分布器或者梳形管式分布器。更优选的，所述分布器117为槽式分布器。
32.优选的，所述分压蒸发器1还包括氢气进口105，所述氢气进口105连接循环氢，所述氢气进口105设置于第一筒体101上。
33.优选的，所述分压蒸发器1还包括防旋板113，所述防旋板113固定设置于锥 体 102的下方的bdo出料口115处。当本实施例中，优选的，防旋板113 呈十字形结构，当然不限于十字形结构，其他可以防旋功能的结构也在本实用新型的保护范围内。
34.优选的，所述分压蒸发器1上设置有人孔111和视镜112。人孔111用于装填第一改型鲍尔环103、第二改型鲍尔环104及调校分布器117。设置于分压蒸发器1上部的一对视镜112用于观察雾沫夹带情况，设置于分压蒸发器1 中部一对视镜112用于观察分布器117的布液情况，设置于分压蒸发器1中下部三对视镜112用于观察分压蒸发器1下部的液位变化情况。
35.请参见图4-5，优选的，所述管壳式加热器5包括上法兰盖502、第二筒体503、下法兰盖504、膨胀节505、换热管506、放空口507、蒸汽进口508、放净口509和冷凝水出口510，所述第二筒体503的上端通过法兰与上法兰盖 502固定连接，所述第二筒体503的下端通过法兰与下法兰盖504固定连接，所述膨胀节505设置于第二筒体503上，所述换热管506设置于第二筒体503 的内部，所述放空口507设置于管壳式加热器5的顶端，所述蒸汽进口508 设置于第二筒体503的上端且与第二筒体503的内腔连通，所述放净口509 设置于管壳式加热器5的底端，所述冷凝水出口510设置于第二筒体503的下端且与第二筒体503的内腔连通。
36.本实施例中，优选的，所述管壳式加热器5的物料出口512处设置有测温口501，以供监测物料出口512处的bdo料液的温度。bdo进料泵(图中未示出)出口线上设置有进料自动调节阀(图中未示出)自动调节。优选的，所述分压蒸发器1还包括上压力表口106、中压力表口107和下压力表口108，所述上压力表口106、中压力表口107和下压力表口108分别设置于分压蒸发器1的上部、中部和下部，以供监测分压蒸发器1内的压力变化，更优选的，所述中压力表口107设置于氢气进口105处，氢气进口105处的压力与分压蒸发器1底部的压力构成差压用于测量分压蒸发器1内的液位变化。优选的，所述分压蒸发器1还包括第一液位开关口109和第二液位开关口110，所述第一液位开关口109设置于第一筒体101上且位于分压蒸发器1正常液位的上方；所述第二液位开关口110设置于锥体102上，第一液位开关口109和第二液位开关口110上下位置设置来控制极限情况下的生产保护。不同于现有技术中直接控制bdo进料量，本实施例通过管壳式加热器5的物料出口512 的出口温度变化，来控制bdo在此温度下的分压蒸发量，进而影响分压蒸发器1内的液位变化，最终反映出进料量发生了变化。所述测温口501、上压力表口106、中压力表口107、下压力表口、第一液位开关口109、第二液位开关口110所涉及的相关的温度计、压力表、液位计和进料自动调节阀(图中未示出)均连接控制系统。正常情况下，分压蒸发器1内液位恒定，进料自动调节阀(图中未示出)开度稳定，从bdo进料泵(图中未示出)出口线上的质量流量计(图中未示出)读出的进料量也是稳定的。如果需要增大产量，只需设定提高一下管壳式加热器5的出口温度；如果需要减小产量，只需设定降低一下管壳式加热器5的出口温度；控制系统将自动调节管壳式加热器5 的加热蒸汽量，进而来达到控制分压蒸发温度、控制蒸发器液位、控制进料阀开度协同作用来控制产量的目的。
37.本实用新型的原理如下：
38.1,4-丁二醇(bdo)料液由bdo进料泵(图中未示出)从bdo原料罐(图中未示出)打至
分压蒸发器1中，在分压蒸发器1中，bdo同氢气混合蒸发成 bdo-氢气混合气。氢气进入分压蒸发器1的下部，分压蒸发器1中设置有第一改型鲍尔环103和第二改型鲍尔环104两层金属改型鲍尔环，由管壳式加热器5加热的循环流动的bdo料液从热bdo进口114进入后，经分布器117 布液沿第二改型鲍尔环104表面向下流动，并同向上流动的经预热的氢气在第二改型鲍尔环104上充分混合后部分蒸发。第一改型鲍尔环103可以为雾沫夹带的物料提供再次蒸发的机会，同时汇聚凝结不能蒸发的部分从上升的气流中滴落，使得从分压蒸发器1顶部流出的bdo-氢气混合气尽量少的裹挟液滴，避免液体bdo被后续的高温加热器(图中未示出)直接加热而至聚合，堵塞设备及管道，影响生产。第一改型鲍尔环103和第二改型鲍尔环104的设置，使得bdo料液避免了高温加热，避免了高温聚合带来的原料损失。
39.实施例2：
40.本实施例中，优选的，所述分压蒸发器1、第一管道2、循环泵3、第二管道4、管壳式加热器5和第三管道6中的任意一个连接去重组分收集罐7。更优选的，所述分压蒸发器1的底端设置有重组分出口116连接去重组分收集罐7。分压蒸发器1工作时，每隔一段时间从设置于分压蒸发器1底部的重组分出口116排出一定量的重组分杂质与bdo聚合物的混合液体至重组分收集罐7，以除去分压蒸发器1中的重组分杂质及bdo聚合物累计的杂质，保障分压蒸发器1及后续设备正常工作，避免这些重组分杂质及bdo聚合物流入催化剂床层影响催化剂性能，混入粗产品降低粗产品质量，增加蒸馏系统负担。
41.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。