CN115124422A - 一种提升乙酸乙酯产率的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升乙酸乙酯产率的设备，包括无搅拌组合式的乙酸乙酯酯化反应釜，所述酯化反应釜由酯化釜和酯化塔组成，所述酯化釜内部设置有用于提高反应转化率的折流机构，所述折流机构在所述酯化釜内部垂直等距设置，所述折流机构由水平折流机构和垂直折流机构组成，所述酯化釜上与所述酯化塔连接处设置有物料循环入口，所述酯化釜侧面设置有加料口，且底端中心设置有循环物料出口，所述水平折流机构包括第三水平折流板、中间折流板；本发明通过设置有水平折流机构和垂直折流机构，使得物料反应时间更均匀，酯化反应转化率高，未反应的原料含量降低，从而单塔产量增加。

Description

一种提升乙酸乙酯产率的设备
技术领域
本发明涉及化工生产设备技术领域，具体为一种提升乙酸乙酯产率的设备。
背景技术
在化工生产过程中，国内加压乙酯线酯化的普遍流程：原料乙酸、乙醇按比例进入酯化塔底部，在催化剂作用下发生反应，塔底物料通过循环泵输送到再沸器进行加热后再返回酯化塔底，维持一定的反应温度进行反应，并在酯化塔内形成共沸物，上到酯化塔顶蒸出。
在实际使用时存在以下问题：
(1)原料进入反应塔下部后马上分散开来，浓度降低，因缺乏搅拌，物料在反应釜里的反应时间差别很大，反应不均匀造成粗酯含量差(含醇高、副反应杂质也高)；
(2)再沸器气化率比较低，大部分反应物料在酯化塔内形成闪蒸后，又重新返回酯化塔底，重新与进料进行反应，同样存在因混合不均匀造成的反应时间差别大，粗酯含量不稳定的问题。
以上缺陷，会导致乙酸乙酯的酯化率降低，进而影响单位时间内乙酸乙酯的产量。
因此，亟需找到一种装置，来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提升乙酸乙酯产率的设备，以解决上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提升乙酸乙酯产率的设备，包括无搅拌组合式的乙酸乙酯酯化反应釜，所述酯化反应釜由酯化釜和酯化塔组成，所述酯化釜内部设置有用于提高反应转化率的折流机构，所述折流机构在所述酯化釜内部垂直等距设置，所述折流机构包括水平折流机构和垂直折流机构。
进一步的，所述酯化釜上与所述酯化塔连接处设置有物料循环入口，所述酯化釜侧面设置有加料口，且底端中心设置有循环物料出口。
进一步的，所述水平折流机构包括第三水平折流板、中间折流板，所述中间折流板与所述第三水平折流板重叠设置，且重叠端之间设置有侧挡板，所述第三水平折流板在所述第三水平折流板与所述中间折流板重叠区域内均匀开设有下流通孔。
进一步的，所述垂直折流机构包括与所述中间折流板重叠设置的承接板，所述承接板在延伸出所述中间折流板的一端设置有第三下流区间，所述第三下流区间内部水平等距设置有第三垂直折流板，所述第三垂直折流板垂直呈波纹状结构，所述中间折流板和所述承接板重合端也设置有侧挡板，且重合区域内均匀开设下流通孔。
进一步的，所述中间折流板至少设置有两组，且相互重合端设置有侧挡板，相互重合区域部分均匀开设有下流通孔。
进一步的，所述水平折流机构包括第一水平折流板，所述垂直折流机构包括设置于第一水平折流板端部的第一下流区间，所述第一下流区间内部水平等距设置有第一垂直折流板，所述第一垂直折流板垂直呈波纹状结构。
进一步的，所述水平折流机构包括第二水平折流板，所述第二水平折流板表面均匀开设有波纹槽形成波纹状结构。
进一步的，所述垂直折流机构包括设置在所述波纹槽端部的第二下流区间，所述第二下流区间内部水平等距设置有第二垂直折流板，所述第二垂直折流板垂直呈波纹状结构。
进一步的，其中垂直相邻的两个所述折流机构中的水平折流机构和垂直折流机构呈“互”字形交错设置。
进一步的，所述水平折流机构和垂直折流机构组合为一体成型结构，且组合呈圆形状安装于所述酯化釜内部，所述水平折流机构与所述垂直折流机构的俯视宽度比为3-8:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设置有水平折流机构和垂直折流机构，可在水平方向上减缓物料下流的趋势，使得物料可在水平折流机构表面充分接触，均匀反应时间，同时利用波纹状的垂直折流机构使其在下流过程中再次混合接触，使其反应接近管式反应，从而使得物料反应时间更均匀，酯化反应转化率高，未反应的原料含量降低，从而单塔产量增加。
附图说明
图1为本发明一实施例的反应釜的结构示意图；
图2为图1实施例中的A-A断面剖视结构示意图；
图3为图1实施例中的酯化釜内部结构示意图；
图4为图1实施例2的折流机构结构示意图；
图5为图1实施例2的折流机构侧视结构示意图；
图6为图1实施例3的折流机构结构示意图；
图7为图1实施例3的折流机构侧视结构示意图；
图8为图1实施例1的折流机构结构示意图；
图9为图1实施例1的折流机构俯视结构示意图；
图10为图1实施例1的折流机构仰视结构示意图；
图11为图1实施例中的酯化反应流程结构示意图。
附图说明：1、酯化釜；2、酯化塔；3、第一水平折流板；4、第一下流区间；5、第一垂直折流板；6、物料循环入口；7、加料口；8、循环物料出口；9、第二水平折流板；10、波纹槽；11、第二下流区间；12、第二垂直折流板；13、第三水平折流板；14、下流通孔；15、侧挡板；16、中间折流板；17、承接板；18、第三下流区间；19、第三垂直折流板；20、再沸器；21、循环泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请一并参阅图1-图11，其中，一种提升乙酸乙酯产率的设备，包括无搅拌组合式的乙酸乙酯酯化反应釜，酯化反应釜由酯化釜1(尺寸：直径为4m，高为11.2m)和酯化塔2(尺寸：直径为3m，高为33.7m)组成，酯化釜1内部设置有用于提高反应转化率的折流机构，折流机构在酯化釜1内部垂直等距设置，折流机构包括水平折流机构和垂直折流机构；
其中，酯化釜1上与酯化塔2连接处设置有物料循环入口6，酯化釜1侧面设置有加料口7，且底端中心设置有循环物料出口8；
其中垂直相邻的两个折流机构中的水平折流机构和垂直折流机构呈“互”字形交错设置；
在酯化反应过程中，通过加料口7加入原料乙酸、乙醇，以及催化量的浓硫酸，使其按比例进入酯化釜1内，同时在水平折流机构和垂直折流机构的作用下，物料自流的过程中会逐渐混合均匀，流经酯化釜1底部的物料，经过循环物料出口8通过循环泵21输送到再沸器20，并且通过外供蒸汽加热再沸器20，使得物料在再沸器20中进行反应，然后再经过物料循环入口6返回酯化釜1内，如此循环，使得酯化釜1和再沸器20中的物料逐渐反应完全，然后经酯化塔2蒸馏提纯。
其中，水平折流机构和垂直折流机构组合为一体成型结构，且组合呈圆形状安装于酯化釜1内部，同时水平折流机构与垂直折流机构的俯视宽度比为3-8:1，本实施例选取3:1，可保证折流时间充足，同时不会阻碍物料的流动。
为了提高折流效果，水平折流机构包括第三水平折流板13、中间折流板16，中间折流板16与第三水平折流板13重叠设置，且重叠端之间设置有侧挡板15，第三水平折流板13在第三水平折流板13与中间折流板16重叠区域内均匀开设有下流通孔14；
同时，垂直折流机构包括与中间折流板16重叠设置的承接板17，承接板17在延伸出中间折流板16的一端设置有第三下流区间18，第三下流区间18内部水平等距设置有第三垂直折流板19，第三垂直折流板19垂直呈波纹状结构，中间折流板16和承接板17重合端也设置有侧挡板15，且重合区域内均匀开设下流通孔14。
其中，中间折流板16至少设置有两组，本实施例设置有两组，且相互重合端设置有侧挡板15，相互重合区域部分均匀开设有下流通孔14；
在实际使用过程中，第三水平折流板13和中间折流板16以及承接板17组合呈阶梯状结构，同时在远离承接板17一端设置侧挡板15对原料流体进行阻挡，并在重合部分的顶部开设下流通孔14，使得原料流体下落至第三水平折流板13表面时，一部分沿着第三水平折流板13进行下落至中间折流板16表面，一部分沿着下流通孔14下流至中间折流板16表面，并在中间折流板16表面再次经过上述的循环，最终流动至第三下流区间18区域内，可使得物料在下流过程中可充分的被混合，反应物料与催化剂之间接触时间被极大提高，同时提高反应时间，使得物料反应更加充分和均匀；
其次，在进入到第三下流区间18区域内时，可通过等距设置的第三垂直折流板19将物料流体垂直均匀分散下流，并利用其波纹状的结构，使得物料流体再次进行混合，将未反应完全的物料再次进行混合反应，从而提高反应效率，同时使得物料流体下流更加均匀。
实施例2：
请一并参阅图1-图11，本实施例与实施例1设备结构基本相同，区别仅仅在于：
为了提高折流效果，水平折流机构包括第一水平折流板3，垂直折流机构包括设置于第一水平折流板3端部的第一下流区间4，第一下流区间4内部水平等距设置有第一垂直折流板5，第一垂直折流板5垂直呈波纹状结构；
在实际使用过程中，第一水平折流板3可对物料流体进行承接缓速，使其在第一水平折流板3表面进行充分接触，同时提高反应时间，使得物料反应更加充分和均匀，同时物料流体在进入到第一下流区间4区域内时，可通过等距设置的第一垂直折流板5将物料流体垂直均匀分散下流，并利用其波纹状的结构，使得物料流体再次进行混合，将未反应完全的物料再次进行混合反应，从而提高反应效率，同时使得物料流体下流更加均匀；
相对于实施例1，本实施例物料混合程度较低，但流体下流速度得到提高，可适用于不同的生产环境和需求。
实施例3：
请一并参阅图1-图11，本实施例与实施例1设备结构基本相同，区别仅仅在于：
为了提高折流效果，水平折流机构包括第二水平折流板9，第二水平折流板9表面均匀开设有波纹槽10形成波纹状结构。
同时，垂直折流机构包括设置在波纹槽10端部的第二下流区间11，第二下流区间11内部水平等距设置有第二垂直折流板12，第二垂直折流板12垂直呈波纹状结构；
在实际使用过程中，第二水平折流板9可对物料流体进行承接缓速，同时波纹槽10的设置使得第二水平折流板9呈波纹状结构，使得物料流体在第二水平折流板9表面进行充分接触，同时提高反应时间，使得物料反应更加充分和均匀，同时物料流体在进入到第二下流区间11区域内时，可通过等距设置的第二垂直折流板12将物料流体垂直均匀分散下流，并利用其波纹状的结构，使得物料流体再次进行混合，将为反应完全的物料再次进行混合反应，从而提高反应效率，同时使得物料流体下流更加均匀；
相对于实施例1，本实施例物料混合程度较低，但流体下流速度得到提高，相对于实施例2，本实施例物料混合程度较高，但流体下流速度降低，可适用于不同的生产环境和需求。
对比例1
对比例1采用与实施例1类似的结构，其与实施例1中的设备区别在于，对比例1中的酯化釜1中，不含有任何折流机构结构。
测试例
为了测试实施例1和对比例1的设备的乙酸乙酯产率，分别作出以下测试：
取原料醋酸和乙醇，调整二者的进料量，设置原料醋酸和乙醇分别从实施例1和对比例1加料口7中进料，且进料速率分别均为18500kg/h和15250kg/h，并加入等量的催化量的浓硫酸，外供蒸汽加热再沸器20至105℃，使得原料开始反应，此时设为反应开始的零点。
在零点过后的5min、10min、15min、20min等，分别取样测试反应釜中的物料酯化率，如表1所示。
表1特定时间节点，实施例1和对比例1的物料酯化率(％)
5min 10min 15min 20min
实施例1 34.9％ 44.1％ 51.4％ 54.9％
对比例1 31.2％ 39.8％ 45.1％ 49.4％
从表1的数据可以看出实施例比对比例酯化率更高，反应速率更快。而单位时间内更高的酯化率，意味着原料反应更为充分，蒸汽单耗更少。
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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种提升乙酸乙酯产率的设备，包括无搅拌组合式的乙酸乙酯酯化反应釜，其特征在于：所述酯化反应釜由酯化釜(1)和酯化塔(2)组成，所述酯化釜(1)内部设置有用于提高反应转化率的折流机构，所述折流机构在所述酯化釜(1)内部垂直等距设置，所述折流机构包括水平折流机构及垂直折流机构；
所述水平折流机构包括第三水平折流板(13)、中间折流板(16)，所述中间折流板(16)与所述第三水平折流板(13)重叠设置，且重叠端之间设置有侧挡板(15)，所述第三水平折流板(13)在所述第三水平折流板(13)与所述中间折流板(16)重叠区域内均匀开设有下流通孔(14)；
所述垂直折流机构包括与所述中间折流板(16)重叠设置的承接板(17)，所述承接板(17)在延伸出所述中间折流板(16)的一端设置有第三下流区间(18)，所述第三下流区间(18)内部水平等距设置有第三垂直折流板(19)，所述第三垂直折流板(19)垂直呈波纹状结构，所述中间折流板(16)和所述承接板(17)重合端也设置有侧挡板(15)，且重合区域内均匀开设下流通孔(14)。
2.根据权利要求1所述的一种提升乙酸乙酯产率的设备，其特征在于，所述酯化釜(1)上与所述酯化塔(2)连接处设置有物料循环入口(6)，所述酯化釜(1)侧面设置有加料口(7)，且底端中心设置有循环物料出口(8)。
3.根据权利要求1所述的一种提升乙酸乙酯产率的设备，其特征在于，所述中间折流板(16)至少设置有两组，且相互重合端设置有侧挡板(15)，相互重合区域部分均匀开设有下流通孔(14)。
4.根据权利要求1所述的一种提升乙酸乙酯产率的设备，其特征在于，所述水平折流机构包括第一水平折流板(3)，所述垂直折流机构包括设置于第一水平折流板(3)端部的第一下流区间(4)，所述第一下流区间(4)内部水平等距设置有第一垂直折流板(5)，所述第一垂直折流板(5)垂直呈波纹状结构。
5.根据权利要求1所述的一种提升乙酸乙酯产率的设备，其特征在于，所述水平折流机构包括第二水平折流板(9)，所述第二水平折流板(9)表面均匀开设有波纹槽(10)形成波纹状结构。
6.根据权利要求5所述的一种提升乙酸乙酯产率的设备，其特征在于，所述垂直折流机构包括设置在所述波纹槽(10)端部的第二下流区间(11)，所述第二下流区间(11)内部水平等距设置有第二垂直折流板(12)，所述第二垂直折流板(12)垂直呈波纹状结构。
7.根据权利要求1所述的一种提升乙酸乙酯产率的设备，其特征在于，其中垂直相邻的两个所述折流机构中的水平折流机构和垂直折流机构呈“互”字形交错设置。
8.根据权利要求1所述的一种提升乙酸乙酯产率的设备，其特征在于，所述水平折流机构和垂直折流机构组合为一体成型结构，且组合呈圆形状安装于所述酯化釜(1)内部，所述水平折流机构与所述垂直折流机构的俯视宽度比为3-8:1。
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