CN213789990U - 一种利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置，属于甲苯回收技术领域，该装置包括抽出槽、离心泵、静态混合器、降膜蒸发器、蒸发器、蒸汽冷凝水泵、冷凝器、油水分离器、PE/TOL贮罐和热水罐。将PE/TOL溶液与蒸汽冷凝水按一定质量比进行混合，再进行加热蒸发，通过不断加热蒸发冷凝分离将PE/TOL溶液中PE的浓度从3%提升到了5%。通过使用水与PE/TOL溶液混合降低了溶液的沸点，可以充分利用三效蒸发***所产生的高温蒸汽冷凝水的余热，降低蒸汽消耗，在蒸汽冷凝水泵前加设温控和低温水的混合装置，有效减少了离心泵的汽蚀问题，延长设备的使用寿命，PE/TOL溶液经过提浓后，可以提高后续分离回收的效率与产能。

Description

一种利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置

技术领域

本实用新型属于甲苯回收技术领域，具体涉及一种利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置。

背景技术

在超纤合成革的生产中，三效蒸发过程需要大量蒸汽对TOL（甲苯）的聚乙烯（PE）溶液进行分离回收。在分离回收过程中需要消耗大量的蒸汽，同时又产生了大量高温蒸汽冷凝水，这些二次蒸汽冷凝水的温度在100℃以上，其热量不能得到充分的利用。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供了利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置。该装置提前对PE/TOL溶液进行预浓缩，第一个优点是提前蒸出部分甲苯，减少蒸汽消耗。第二个优点是PE/TOL溶液提浓后，可以提高后续分离回收的效率与产能。

所述的一种利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置，包括抽出槽、离心泵、静态混合器、降膜蒸发器、蒸发器、蒸汽冷凝水泵、冷凝器、油水分离器、PE/TOL贮罐和热水罐，其特征在于，抽出槽的出料口通过离心泵与静态混合器相连接，静态混合器的上出料口与降膜蒸发器的上进料口相连接，降膜蒸发器的下部出料口与蒸发器上部进料口相连接，蒸发器上部设有的出口与降膜蒸发器的上部出料口汇合成一管路后与冷凝器相连接，冷凝器直接连接油水分离器，油水分离器通过一储罐与抽出槽的进料口相连接，油水分离器下部设有废水出口，油水分离器和储罐上方连接有一放空管；蒸发器下部出料口与PE/TOL贮罐相连接；蒸汽冷凝水分成两管路进料，一支与静态混合器下部连接，另一支与降膜蒸发器进水口连接，降膜蒸发器出水口与热水罐相连接。

所述的一种利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置，其特征在于静态混合器的长径比在15：1-5：1之间。

所述的一种利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置，其特征在于降膜蒸发器与热水罐之间设有蒸汽冷凝水泵，降膜蒸发器的蒸汽冷凝水通过蒸汽冷凝水泵之间设有一段与热水罐相同的管道，在蒸汽冷凝水泵前加设有温控装置，蒸汽冷凝水泵的作用是减少降膜蒸发器的管程阻力。

所述装置的利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的方法，其特征在于，将PE/TOL溶液与蒸汽冷凝水按一定质量比进行混合，再进行加热蒸发，包括如下步骤：

1）通过离心泵将抽出槽中的PE/TOL溶液与蒸汽冷凝水按一定质量比打入静态混合器中，然后PE/TOL溶液与蒸汽冷凝水在静态混合器中充分混合；

2）PE/TOL溶液与水的混合物进入降膜蒸发器管程，管程物料与通入壳程的蒸汽冷凝水进行热交换，PE/TOL溶液与水的混合物通过下出料口进入蒸发器进行蒸发，壳程的蒸汽冷凝水从降膜蒸发器的出水口通过温控装置检测在95℃以内，则通过蒸汽冷凝水泵直接进入热水罐；检测水温超过95℃时，开启阀门引入热水罐的低温热水，与降膜蒸发器中的热水混合，再通过蒸汽冷凝水泵一同进入热水罐；

3）蒸发器中形成的TOL/水共沸物从蒸发器上出口出料，与降膜蒸发器上出口的TOL/水共沸物一同进入冷凝器进行冷凝后进入油水分离器中进行油水分离，上层的甲苯储存于储罐中再打回至抽出槽回用，下层的废水储存于储罐中，然后去污水处理；

4）蒸发器底部的PE/TOL溶液通过离心泵进入PE/TOL贮罐中进行储存，PE的浓度由3%提升到5%，然后进入三效TOL蒸发***进行PE/TOL蒸发分离。

所述的利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的方法，其特征在于蒸汽冷凝水与PE/TOL溶液的质量比在1:4-8之间，甲苯的沸点是110℃，甲苯与水的共沸物的沸点是85℃，沸点下降了25℃，通过对低品位的蒸汽冷凝水进行二次使用，降低了生产能耗。

所述的利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的方法，其特征在于步骤2）中通入壳程的蒸汽冷凝水的温度在110℃-130℃之间。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1）使用水与PE /TOL溶液混合降低了溶液的沸点，可以充分利用三效蒸发过程中产生的蒸汽冷凝水的余热，降低蒸汽消耗。

2）在蒸汽冷凝水泵前加设温控和低温水的混合装置，有效减少了离心泵的汽蚀问题，延长设备的使用寿命。

3）PE/TOL溶液经过本装置提浓后，可以提高后续分离回收的效率与产能。

附图说明

图1为本实用新型的蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的流程示意图。

图中：1-抽出槽，2-离心泵，3-静态混合器， 4-降膜蒸发器，5-蒸发器，6-蒸汽冷凝水泵，7-冷凝器，8-油水分离器，9-PE/TOL贮罐，10-热水罐。

具体实施方式

以下结合说明书附图及实施例对本实用新型作进一步的描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此：

如图1所示，本实用新型的利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置，包括抽出槽1、离心泵2、静态混合器3、降膜蒸发器4、蒸发器5、蒸汽冷凝水泵6、冷凝器7、油水分离器8、PE/TOL贮罐9和热水罐10。抽出槽1的出料口通过离心泵2与静态混合器3相连接，静态混合器3的上出料口与降膜蒸发器4的上进料口相连接，降膜蒸发器4的下部出料口与蒸发器5上部进料口相连接，蒸发器5上部设有的出口与降膜蒸发器4的上部出料口汇合成一管路后与冷凝器7相连接，冷凝器7直接连接油水分离器8，油水分离器8通过一储罐与抽出槽1的进料口相连接，油水分离器8下部设有废水出口，油水分离器8和储罐上方连接有一放空管；蒸发器5下部出料口与PE/TOL贮罐9相连接；蒸汽冷凝水分成两管路进料，一支与静态混合器3下部连接，另一支与降膜蒸发器4进水口连接，降膜蒸发器4出水口与热水罐10相连接。

抽出槽1中的PE/TOL液体经过离心泵2与蒸汽冷凝水按比例进入静态混合器3中进行混合，然后进入降膜蒸发器4进行热交换，PE/TOL液体与水的混合物吸收热量后进入蒸发器5进行蒸发，降膜蒸发器4和蒸发器5中的TOL/水共沸气体一同进入冷凝器7冷凝，经过冷凝的TOL/水液体进入油水分离器8进行静止分离，上层的TOL 储存于储罐中，待储存到一定量后，通过离心泵回用到抽出槽，下层的废水去污水处理中心或进行二次加热后重新进入静态混合器3与PE/TOL溶液混合进行第二次循环蒸发。

蒸汽冷凝水一部分与PE/TOL液体进入静态混合器3，一部分直接进入降膜蒸发器4的壳程与管程中的PE/TOL/水混合液体进行热交换，经过热交换的蒸汽冷凝水温度下降到95℃以下，然后经过蒸汽冷凝水泵6打入热水槽10。

本实用新型为防止经过降膜蒸发器4的热水温度过高在离心泵6中气化腐蚀叶片，设计了一个循环回路，阀门有温度控制，当进入离心泵6的水温超过95℃时开启阀门引入热水罐10中的的低温蒸汽冷凝水混合降温。

使用本实用新型可以使PE/TOL中的PE的浓度由3%提高到5%，提高后续蒸发分离工段的生产效率，而且可以整体减少蒸发分离的蒸汽的使用量。

实施例1

利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩，具体方法如下：

1）通过离心泵2将抽出槽1中的PE/TOL溶液与蒸汽冷凝水按质量比4：1打入静态混合器3中，静态混合器3的长径比为15：1，PE/TOL溶液与水在静态混合器3中充分混合。

2）PE/TOL溶液与水的混合物进入降膜蒸发器4管程与通入壳程的120℃蒸汽冷凝水进行热交换，然后PE/TOL溶液与水的混合物进入蒸发器5进行蒸发，蒸汽冷凝水从降膜蒸发器4壳程出水口出水，温控装置测得温度为95℃，蒸汽冷凝水经过蒸汽冷凝水泵6直接进入热水罐10。

3）降膜蒸发器4和蒸发器5形成的TOL/水共沸物一同进入冷凝器7进行冷凝后进入油水分离器8进行油水分离，上层的甲苯打回抽出槽回用，下层的废水加热后重新进入静态混合器与PE/TOL溶液混合进行第二次循环蒸发。

4）蒸发器5底部的PE/TOL溶液通过离心泵进入PE/TOL贮罐9中进行储存，PE的浓度由3%提升到5%，然后进入三效TOL蒸发***进行PE/TOL蒸发分离。

实施例2

利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩，具体方法如下：

1）通过离心泵2将从抽出槽1过来的PE/TOL溶液与蒸汽冷凝水按质量比6：1打入静态混合器3中，静态混合器3的长径比为12：1，PE/TOL溶液与水在静态混合器3充分混合。

2）PE/TOL溶液与水的混合物进入降膜蒸发器4管程与通入壳程的130℃蒸汽冷凝水进行热交换，然后PE/TOL溶液与水的混合物进入蒸发器5进行蒸发，蒸汽冷凝水从降膜蒸发器4壳程出水口出水，温控装置测得温度为95℃，蒸汽冷凝水直接进入热水罐（10）。

3）降膜蒸发器4和蒸发器5形成的TOL/水共沸物一同进入冷凝器7进行冷凝后进入油水分离器8进行油水分离，上层的甲苯打回抽出槽回用，下层的废水进行去污水处理。

4）蒸发器5底部的PE/TOL溶液通过离心泵进入PE/TOL贮罐9中进行储存，PE的浓度由3%提升到5%，然后进入三效TOL蒸发***进行PE/TOL蒸发分离。

实施例3

利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩，具体方法如下：

1）通过离心泵2将从抽出槽1过来的PE/TOL溶液与蒸汽冷凝水按质量比8：1打入静态混合器3中，静态混合器3的长径比为5：1，PE/TOL溶液与水在静态混合器3充分混合。

2）PE/TOL溶液与水的混合物进入降膜蒸发器4管程与通入壳程的120℃蒸汽冷凝水进行热交换，然后PE/TOL溶液与水的混合物进入蒸发器5进行蒸发，蒸汽冷凝水从降膜蒸发器4壳程出水口出水，温控装置测得温度为97℃，开启温控阀，引入热水罐10中的低温水，混合后通过蒸汽冷凝水泵6进入热水罐10。

3）降膜蒸发器4和蒸发器5形成的TOL/水共沸物一同进入冷凝器7进行冷凝后进入油水分离器8进行油水分离，上层的甲苯打回抽出槽回用，下层的废水进行去污水处理。

4）蒸发器5底部的PE/TOL溶液通过离心泵进入PE/TOL贮罐9中进行储存，PE的浓度由3%提升到5%，然后进入三效TOL蒸发***进行PE/TOL蒸发分离。

实施例4

利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩，具体方法如下：

1）通过离心泵2将从抽出槽1过来的PE/TOL溶液与蒸汽冷凝水按质量比8：1打入静态混合器3中，静态混合器3的长径比为15：1，PE/TOL溶液与水在静态混合器3充分混合。

2）PE/TOL溶液与水的混合物进入降膜蒸发器4管程与通入壳程的110℃蒸汽冷凝水进行热交换，然后PE/TOL溶液与水的混合物进入蒸发器5进行蒸发，蒸汽冷凝水从降膜蒸发器4壳程出水口出水，温控装置测得温度为96℃，开启温控阀，引入热水罐10中的低温水，混合后通过蒸汽冷凝水泵6进入热水罐10。

3）降膜蒸发器4和蒸发器5形成的TOL/水共沸物一同进入冷凝器7进行冷凝后进入油水分离器8进行油水分离，上层的甲苯打回抽出槽回用，下层的废水进行去污水处理。

4）蒸发器5底部的PE/TOL溶液通过离心泵进入PE/TOL贮罐9中进行储存，PE的浓度由3%提升到5%，然后进入三效TOL蒸发***进行PE/TOL蒸发分离。

Claims (3)

1.一种利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置，包括抽出槽（1）、离心泵（2）、静态混合器（3）、降膜蒸发器（4）、蒸发器（5）、蒸汽冷凝水泵（6）、冷凝器（7）、油水分离器（8）、PE/TOL贮罐（9）和热水罐（10），其特征在于，抽出槽（1）的出料口通过离心泵（2）与静态混合器（3）相连接，静态混合器（3）的上出料口与降膜蒸发器（4）的上进料口相连接，降膜蒸发器（4）的下部出料口与蒸发器（5）上部进料口相连接，蒸发器（5）上部设有的出口与降膜蒸发器（4）的上部出料口汇合成一管路后与冷凝器（7）相连接，冷凝器（7）直接连接油水分离器（8），油水分离器（8）通过一储罐与抽出槽（1）的进料口相连接，油水分离器（8）下部设有废水出口，油水分离器（8）和储罐上方连接有一放空管；蒸发器（5）下部出料口与PE/TOL贮罐（9）相连接；蒸汽冷凝水分成两管路进料，一支与静态混合器（3）下部连接，另一支与降膜蒸发器（4）进水口连接，降膜蒸发器（4）出水口与热水罐（10）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置，其特征在于静态混合器（3）的长径比在15：1-5：1之间。

3.根据权利要求1所述的一种利用蒸汽冷凝水余热进行甲苯预浓缩的装置，其特征在于降膜蒸发器（4）与热水罐（10）之间设有蒸汽冷凝水泵（6），降膜蒸发器（4）的出水口分为两路，一路通过蒸汽冷凝水泵（6）与热水罐（10）上部连通，另一路连接热水罐（10）底部，蒸汽冷凝水泵（6）前加设有温控装置。

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