CN106132569A - 用于回收液态或自由流动的化学品的体系和方法 - Google Patents
用于回收液态或自由流动的化学品的体系和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明记载了一种用于回收化学设备(3)中的液态或可流动的化学品的体系(1),其包括:设备(3)的至少两个设备区段(3a,3b);对于每个设备区段(3a,3b),至少一个在每种情况下设置在各设备区段(3a,3b)最低点的连接装置(5a,5b);至少一个共用的收集管线(7),其延伸于连接装置(5a,5b)的下方并使它们互相连接;至少一个收集容器(9),其设置在与至少两个设备区段(3a,3b)一样高或比它们高且在收集管线(7)上方的高度处;至少一个泵(11),其设置在连接装置(5a,5b)和收集容器(9)之间的收集管线(7)中,用于排出收集到收集管线(7)中的至少一种液态或可流动的化学品并将其引入收集容器(9)中。本发明还涉及一种通过本发明的体系(1)回收化学设备(3)中的液态或可流动的化学品的方法,并且涉及体系(1)的用途。
Description
本发明涉及一种回收化学设备中的液态或自由流动的化学品的体系和方法。
原则上,回收化学设备中的化学品的方法和设备是现有技术中已知的。例如,EP 1705 170 A1记载了一种设备中的液态化学产品的回收方法。在该方法中,回收了留在设备中的在化学品生产位点的液态化学产品的残余物。具体地,来自单个设备的化学产品经由位于其底部的出口管线来收集,并通过其自身重力进入设置在设备下方的合并倾斜收集管线中。借助于重力,化学产品流过倾斜的收集管线进入设置在该倾斜的收集管线下方的收集容器中。
这类方法和设备仅有限地适用于一些应用,尤其是将要回收具有相对高粘度的产品或可能由一个设备收集不同化学品时。这些的实例为在用清洗液冲洗设备之前从设备中排出的产品残余物,并且清洗液也要被回收。
为了回收相对高粘度的化学品,要么需要足够的时间以使其能够流入收集容器,要么倾斜的收集管线必须具有较高的梯度。后一种变体方案对设备结构具有高要求,这是因为要么设备必须向上建造,要么收集容器与收集管线一起必须设置在地下较深深度处。
在该背景下,本发明的目的是提供一种用于回收化学设备中液态或自由流动的化学品的体系和方法,利用该体系和方法克服现有技术的缺点。更具体而言,一个目的是确保液态或自由流动的化学品的简便且可靠的回收。
该目的通过一种用于回收化学设备(3)中的液态或自由流动的化学品的体系(1)实现,所述体系(1)包括:
-设备(3)的至少两个设备区段(3a,3b),
-对于每个设备区段(3a,3b),在每个设备区段(3a,3b)的最低点设置的至少一个连接装置(5a,5b),
-至少一个共用的收集管线(7),其延伸于连接装置(5a,5b)的下方并使它们互相连接,
-至少一个收集容器(9),其设置在与至少两个设备区段(3a,3b)一样高或比它们高且在收集管线(7)上方的高度处,
-至少一个泵(11),其设置在连接装置(5a,5b)和收集容器(9)之间的收集管线(7)中,用于排出合并到收集管线(7)中的至少一种液态或自由流动的化学品并将其引入收集容器(9)中。
借助本发明的体系(1),可进行回收化学设备(3)中的液态或自由流动的化学品的本发明的方法,其包括下述步骤:
a)从设备(3)的至少两个设备区段(3a,3b)中排出至少一种液态或自由流动的化学品,每种情况下通过设置在每个设备区段(3a,3b)最低点的连接装置(5a,5b)来进行,
b)将以这种方式排出的液态或自由流动的化学品合并到至少一个共用的收集管线(7)中,所述收集管线(7)延伸于连接装置(5a,5b)的下方并使它们互相连接,
c)将合并到收集管线(7)中的至少一种液态或自由流动的化学品引入至少一个收集容器(9)中,所述收集容器(9)设置在与至少两个设备区段(3a,3b)一样高或比它们高且在收集管线(7)上方的高度处,
其中,步骤a)中至少一种液态或自由流动的化学品的排出和步骤c)中向至少一个收集容器(9)中的引入通过至少一个泵(11)进行。
如果下文中与本发明的体系(1)相关的描述还提到方法特征,则这些特征优选地与以下更详细定义的本发明的方法相关。
本发明的体系(1)的显著之处首先在于其节约空间,其次在于,如果有的话,仅需要较少的挖掘措施来进行它的建造。因此,本发明的体系(1)可根据化学设备(3)的构造进行装配改造。
利用本发明的体系(1),还可在不同位置或不同时间从设备区段(3a,3b)中移除液态或自由流动的化学品。这考虑到了这样的情况,例如,单个设备区段(3a,3b)必须在不同的时间冲洗。通过使用泵(11),排空可快速完成,这对于设备的总体可用性而言是有利的。特别有利的是,将要排空液体的设备区段可置于略高的压力条件下。
以下对本发明进行更详细的描述。
首先,本发明提供一种用于回收化学设备(3)中的液态或自由流动的化学品的体系(1),包括:
-设备(3)的至少两个设备区段(3a,3b),
-对于每个设备区段(3a,3b),在每个设备区段(3a,3b)的最低点设置的至少一个连接装置(5a,5b),
-至少一个共用的收集管线(7),其延伸于连接装置(5a,5b)的下方并使它们互相连接,
-至少一个收集容器(9),其设置在与至少两个设备区段(3a,3b)一样高或比它们高且在收集管线(7)上方的高度处,
-至少一个泵(11),其设置在连接装置(5a,5b)和收集容器(9)之间的收集管线(7)中,用于排出合并到收集管线(7)中的至少一种的液态或自由流动的化学品并将其引入收集容器(9)中。
术语“液态或自由流动的化学品”应理解为意指用于制备和后处理产品以及用于清洗设备(3)的任何液体。实例以优选实施方案的方式在下文中给出。
术语“化学设备”包括在其中处理液态或自由流动的化学品的各种设备和/或装置。除了各种不同的反应器,这些还可为例如蒸馏塔、萃取装置、结晶器、热交换器、反应器或容器。
根据本发明,将设备(3)分为至少两个设备区段(3a,3b),并且这两个设备区段(3a,3b)可具有相同的功能,例如两个反应器并联运行。或者,各设备区段(3a,3b)可构成化学制备过程的不同阶段,例如反应器与连接的蒸馏塔。
在每个设备区段(3a,3b)的最低点设置有连接装置(5a,5b),所述连接装置(5a,5b)可为例如阀、叶轮(vane)、旋塞(tap)或挡板(flap)。设备区段(3a,3b)的最低点可例如由塔底部形成。
在体系(1)中,配备有至少一个收集容器(9),其设置在与至少两个设备区段(3a,3b)一样高且在收集管线(7)上方的高度处。在本发明的上下文中,表述“一样高”意指收集容器(9)没有设置在地平面以下并因此不需要挖掘措施。相反,收集容器(9)设置在地面以上,且并入设备(3)中。收集容器(9)可为设置在特定的设备区段(3a,3b)之间或在它们旁边的罐。因此,收集容器(9)与设备区段(3a,3b)一样高;至少其最低点可位于相应的设备区段(3a,3b)中最低点的高度处。
已发现,当延伸于至少两个设备区段(3a,3b)下方的收集管线(7)延伸于地面以上和/或下水道(13)中时,对本发明的体系(1)是有利的。与现有技术所述的地下铺设相比,地面以上的收集管线(7)提供了不存在问题地改进现有化学设备(3)的可能性。此外,将收集管线(7)铺设在地面以上便于收集管线(7)的维修和清洁。
在一个替代实施方案或补充实施方案中,收集管线(7)可延伸于至少两个设备区段(3a,3b)下方并在下水道(13)中。这样的下水道也可设置在地面以上并容纳收集管线(7),例如为了提供机械保护。然而,下水道(13)也可容易地延伸于地面以下,从而提供设备(3)以内的水平面位点。
在另一个实施方案中,借助于为每种所述液态或自由流动的化学品所提供的专用收集管线(7)和/或专用收集容器(9),简化了化学品的回收。例如,产品残余物可首先由设备(3)排出,收集到专用收集容器(9)中。之后,例如,冲洗反应器,然后经由连接装置(5a,5b)、也通过收集管线(7)排出冲洗介质,然后收集到另一收集容器(9)中。
该体系可这样设计,从连接装置(5a,5b)出发,设置单独一个收集管线(7),在该收集管线(7)中在泵(11)的上游设置分配器,从而将不同的液态或自由流动的化学品引入不同的收集容器(9)中。一个稍微复杂的方案是对于每种液态或自由流动的化学品提供一个专用收集管线(7)。
液态或自由流动的化学品尤其包括产物、副产物、未反应的反应物、清洁剂、溶剂、萃取介质和/或冲洗介质。
已发现,当至少一个收集容器(9)的下游设有第二泵(15),其中该泵用于将前面的各液态或自由流动的化学品引入利用、回收和/或处理操作时,这对于液态或自由流动的化学品的进一步使用和/或处理是有利的。此处,每个收集容器(9)可具有一个专用泵(15)。这样,每次通过一种液态或自由流动的化学品后就无需清洗泵,从而弥补了该装置稍微更高的复杂性。如果仅排出产品残余物和例如冲洗介质,则单独一个泵(15)就足够。
在本发明体系(1)的一个具体实施方案中,泵(11)是自吸泵。自吸泵比常规离心泵的优势是,其抽吸这一侧的管线不需要充满液体来启动输送操作。其还可输送气体/液体混合物,这尤其在排空操作结束时是有利的。
已发现当体系(1)为固有地闭合时是有利的。当液态或自由流动的化学品对健康有害、有毒、易挥发、可燃、气敏、气味大时,该固有地闭合的体系(1)是特别可取的。这样,液态或自由流动的化学品不会泄露,而且不会被环境污染。
本发明还提供一种通过以上定义的本发明的体系(1)来回收化学设备(3)中的液态或自由流动的化学品的方法。所述方法包括以下步骤:
a)从设备(3)的至少两个设备区段(3a,3b)中排出至少一种液态或自由流动的化学品,每种情况下通过设置在每个设备区段(3a,3b)最低点的连接装置(5a,5b)来进行,
b)将以这种方式排出的液态或自由流动的化学品合并到至少一个共用的收集管线(7)中,所述收集管线(7)延伸于连接装置(5a,5b)的下方并使它们互相连接,
c)将合并到收集管线(7)中的至少一种液态或自由流动的化学品引入至少一个收集容器(9)中,所述收集容器(9)设置在与至少两个设备区段(3a,3b)一样高或比它们高且在收集管线(7)上方的高度处,
其中,步骤a)中至少一种液态或自由流动的化学品的排出和/或步骤c)中向至少一个收集容器(9)中的引入通过至少一个泵(11)进行。
本发明的方法具有基本上与上述体系(1)相同的优点。更具体而言,通过本发明的方法可以在不同位置或不同时间从设备区段(3a,3b)中移除液态或自由流动的化学品,并加快排空操作。
已发现,当来自收集容器(9)的至少一种液态或自由流动的化学品通过第二泵(15)供给至利用、回收和/或处理操作时,对于所述方法的无缝运行是有利的。如果收集容器以高位容器的形式安装,则从容器中的取出还可不用泵(15)实现,其利用静压头(hydrostatic head)为驱动力来输送。
本发明还提供如上所定义的体系(1)与用于制备(甲基)丙烯醛、(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸酯的设备(3)联合用于回收下述物质的用途:(甲基)丙烯醛;(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸酯;洗涤水;溶剂,如狄菲尔换热剂联苯、联苯醚、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯;和/或其混合物。狄菲尔换热剂是Lanxess的市售产品,并且是由二苯基氧化物/联苯共晶体构成的高温热载体。
其他目的、特征、优点和可能的用途从以下本发明的工作实施例参照附图的描述显而易见。以附图形式所述和/或所示的所有特征单独地或任意组合地构成了本发明的主题,甚至不考虑权利要求中它们的组合或它们的从属引用。附图所示为:
图1为在本发明的一个实施方案中的体系(1)的示意图。
图1示出了用于回收化学设备3中的液态或自由流动的化学品的发明体系1的示意图。在该实施方案中,化学设备3由四个设备区段3a、3b、3c、3d形成。设备区段的数量至少为2,并且原则上没有任何上限。然而,出于工业可行性,已发现最大数量为50是可取的。设备区段3a、3b、3c、3d在化学设备3中可为相同或不同的装置。设备区段3a、3b、3c、3d可例如为反应器、蒸馏塔、萃取装置、结晶器、热交换器、泵、容器或管道连接装置。还可将多个不同的设备区段3a、3b、3c、3d设置在一个化学设备3中,例如两个反应器和两个蒸馏塔。
每个设备区段3a、3b、3c、3d具有设置在各设备区段3a、3b、3c、3d最低点的连接装置5a、5b、5c、5d。连接装置5a、5b、5c、5d尤其为阀、叶轮、旋塞或挡板,液态或自由流动的化学品可由这些连接装置从各设备区段3a、3b、3c、3d排出。在图1的实施方案中,对于各连接装置5a、5b、5c、5d,设置了短的连接管线23a、23b、23c、23d,其通向共用的收集管线7。
在图1的图示中,收集管线7延伸于下水道13中。该下水道13可设置在地面以上并容纳收集管线7和其他装置。借助第一泵11,尤其是自吸泵,液态或自由流动的化学品从收集管线7中被主动泵出,并借助连接管线17供入收集容器9中。
如果在各设备区段3a、3b、3c、3d中处理或使用不同的液态或自由流动的化学品,则在每种情况下可提供专用的收集容器9。例如,来自设备区段3a、3b、3c、3d中的产品残余物可首先通过收集管线7泵送至第一收集容器9中。在清洗设备区段3a、3b、3c、3d后,冲洗介质也可通过收集管线7泵出。此处,设置第二收集容器9是有利的,向该收集容器的泵送通过连接管线17和图1中未示出的分配器实现。
在图1中,各收集容器9的下游是管线19,其借助第二泵15将特定的液态或自由流动的化学品再次泵出收集容器9,并通过连接管线21送至其他用途,例如利用、回收操作和/或处理操作。泵可为浸没式泵,其驱动马达在干燥的位置而泵壳体淹没在输送介质中。由于在排空操作中排出的液体中经常存在固体,已发现在泵15中有开式叶轮是有利的。
在另一个实施方案中,对于设备区段3a、3b、3c、3d,可在不同点设置数个连接装置5a、5b、5c、5d。这在各设备区段3a、3b、3c、3d有多于一个点(例如在塔底部的最低点)收集液态或自由流动的化学品并且在稍微较高的槽(tray)处收集产品残余物时是有利的。如上所述,在这种情况下,回收可在不同时间进行。
用于回收液态或自由流动的化学品的本发明的体系1和本发明的方法尤其适合丙烯酸制造设备。
Claims (10)
1.一种用于回收化学设备(3)中的液态或自由流动的化学品的体系(1),包括:
-设备(3)的至少两个设备区段(3a,3b),
-对于每个设备区段(3a,3b),在每个设备区段(3a,3b)的最低点设置的至少一个连接装置(5a,5b),
-至少一个共用的收集管线(7),其延伸于连接装置(5a,5b)的下方并使它们相互连接,
-至少一个收集容器(9),其设置在基本上与至少两个设备区段(3a,3b)一样高或比它们高且在收集管线(7)上方的高度处,
-至少一个泵(11),其设置在连接装置(5a,5b)和收集容器(9)之间的收集管线(7)中,用于排出合并到收集管线(7)中的至少一种液态或自由流动的化学品并将其引入收集容器(9)中。
2.根据权利要求1所述的体系(1),其中,延伸于至少两个设备区段(3a,3b)下方的收集管线(7)延伸于地面以上和/或下水道(13)中。
3.根据权利要求1或2所述的体系(1),其中,对于每种液态或自由流动的化学品,设置专用的收集管线(7)和/或专用的收集容器(9)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的体系(1),其中,所述液态或自由流动的化学品包括产物、副产物、未反应的反应物、清洁剂、溶剂、萃取介质和/或冲洗介质。
5.根据权利要求1至4任一项所述的体系(1),其中,所述至少一个收集容器(9)的下游设有第二泵(15),用于将前面的各化学品引入利用、回收和/或处理操作。
6.根据权利要求1至5任一项所述的体系(1),其中,所述泵(11)是自吸泵。
7.根据权利要求1至6任一项所述的体系(1),其中,所述体系(1)是固有地闭合的。
8.一种通过根据权利要求1至7任一项所述的体系(1)回收化学设备(3)中的液态或自由流动的化学品的方法,包括以下步骤:
a)从设备(3)的至少两个设备区段(3a,3b)中排出至少一种液态或自由流动的化学品,每种情况下通过设置在每个设备区段(3a,3b)最低点的连接装置(5a,5b)来进行,
b)将以这种方式排出的液态或自由流动的化学品合并到至少一个共用的收集管线(7)中,所述收集管线(7)延伸于连接装置(5a,5b)的下方并使它们互相连接,
c)将合并到收集管线(7)中的至少一种液态或自由流动的化学品引入至少一个收集容器(9)中,所述收集容器(9)设置在基本上与至少两个设备区段(3a,3b)一样高或比它们高且在收集管线(7)上方的高度处,
其中,步骤a)中至少一种液态或自由流动的化学品的排出和/或步骤c)中向至少一个收集容器(9)中的引入通过至少一个泵(11)进行。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,来自收集容器(9)的至少一种液态或自由流动的化学品通过第二泵(13)供至利用、回收和/或处理操作。
10.根据权利要求1至7任一项所述的体系(1)与用于制备(甲基)丙烯醛、(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸酯的设备(3)联合用于回收下述物质的用途:(甲基)丙烯醛;(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸酯;洗涤水;溶剂,如联苯、联苯醚、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯;和/或其混合物。
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