CN214781576U - 一种己内酰胺重排热能循环利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种己内酰胺重排热能循环利用装置，包括重排反应器、重排循环泵、重排冷却器、苯蒸馏塔、苯蒸馏塔真空泵、苯蒸馏塔冷却器、苯蒸馏塔冷凝器、苯蒸馏塔尾气冷凝器和苯蒸馏塔循环泵，苯蒸馏塔循环泵的出口与重排冷却器的热水进口之间依次设置有第一再沸器、重排热水冷却器、重排热水槽和重排热水泵，苯蒸馏塔的第二塔釜液出口与苯蒸馏塔的第二循环液进口之间设置有第二再沸器。本实用新型具有结构简单，能耗低，安全环保的优点。

Description

一种己内酰胺重排热能循环利用装置

技术领域

本实用新型涉及己内酰胺技术领域，具体涉及一种己内酰胺重排热能循环利用装置。

背景技术

己内酰胺是一种重要的有机化工原料，主要用于生产尼龙6纤维和尼龙6工程塑料，应用于纺丝、轮胎、食品包装等行业，用途十分广泛。目前工业上己内酰胺的生产普遍采用环己酮肟液相重排技术，使用发烟硫酸为催化剂，发烟硫酸规格为104.5wt％，重排反应在常压下进行。环己酮肟经液相重排反应转化为己内酰胺为强放热反应，重排反应放热量为188kJ/mol环己酮肟，同时发烟硫酸进入重排反应器后将产生溶解热，所以重排反应实际产生的总热量有260kJ/mol环己酮肟。目前己内酰胺生产过程中重排反应热量都是通过大循环比外循环将重排反应器内热量移出，其循环比可高达90～400，再经过重排液冷却器将重排反应热量移走，重排液冷却器采用的冷媒通常为循环水，均未考虑将该部分热量回收利用。

环己酮肟液相重排装置由重排反应器、重排循环泵、重排冷却器组成，基本生产工艺为：催化剂发烟硫酸从重排循环泵进口管道加入，与重排反应液在重排循环泵的叶轮高速转动下混合扩散到重排反应液中，补充发烟硫酸和降低重排反应液的粘度，再进入重排冷却器冷却，移走反应热后返回重排反应器，在重排反应器内，冷却后的外循环反应液体与原料环己酮肟混合完成反应，反应液体大部分通过重排反应器底部出口进入重排循环泵进行大流量循环降温并补充发烟硫酸，部分重排液通过重排反应器溢流口流向下工序。重排反应产生的重排反应热通过大流量的外循环反应液移出重排反应器来控制重排反应温度，然后大流量重排反应液在重排冷却器内与循环水换热将重排反应热移走。

如中国专利公开号CN110711400A公开了一种节能型己内酰胺水溶液蒸发生产己内酰胺的***及方法，采用MVR蒸发单元和蒸发单元组合的装置，并且MVR蒸发前设置两效逆流预蒸发单元，采用两效逆流预蒸发单元、MVR蒸发单元、蒸发单元和加热闪蒸单元将质量浓度30％左右的己内酰胺水溶液蒸发至99.9％以上；其中两效逆流预蒸发单元依次利用二效精馏塔的蒸汽、重排反应工序中60～90℃的品位低的热水对己内酰胺水溶液进行预蒸发，实现了最大限度的回收本装置工艺余热，同时减少了循环冷却水的用量；MVR蒸发单元通过对蒸汽的机械压缩，实现了蒸汽的重复利用，也减少了循环冷却水的用量。不足之处是该发明重点是采用MVR技术来达到减少蒸汽用量的目的，重排反应热能仅部分用来将己内酰胺水溶液升温，未将重排反应热能充分利用。

如中国专利公开号CN109400532A公开了一种由环己酮肟制备己内酰胺的方法和装置。所述方法包括以下步骤1)在配料罐内溶解环己酮肟，然后输送到反应器与发烟硫酸接触，进行绝热重排反应；2)将步骤1)所得物在分相罐内进行快速分相，所得重排产物进入熟化罐进行熟化，熟化结束后进入后续己内酰胺精制***；3)从分相罐出来的油相经换热器换热后，碱洗、水洗，部分采出，进入精馏罐精制，其他部分进入配料罐进行配料。4)从换热器采出的循环溶剂经精馏分离后，溶剂回收利用。不足之处是该发明虽然减小了重排过程反应器体积，避免了大循环比换热，增加了***的安全性和效率，但未考虑将己内酰胺重排热能进行充分回收利用。

因此，如何循环利用己内酰胺重排热能，从而显著降低能耗和生产成本，是迫切需要解决的问题。

发明内容

本实用新型要解决的问题是针对以上不足，提供一种结构简单，能耗低，安全环保的己内酰胺重排热能循环利用装置。

为解决以上问题，本实用新型采用的技术方案为：一种己内酰胺重排热能循环利用装置，包括重排反应器、重排循环泵、重排冷却器、苯蒸馏塔、苯蒸馏塔真空泵、苯蒸馏塔冷却器、苯蒸馏塔冷凝器、苯蒸馏塔尾气冷凝器和苯蒸馏塔循环泵，所述重排反应器的反应液出口与所述重排循环泵的进口连接，所述重排循环泵的出口与所述重排冷却器的循环液进口连接，所述重排冷却器的循环液出口与所述重排反应器的反应液进口相连，所述苯蒸馏塔的气相出口与所述苯蒸馏塔冷凝器的气相进口连接，所述苯蒸馏塔冷凝器的气相出口与所述苯蒸馏塔尾气冷凝器的气相进口相连，所述苯蒸馏塔尾气冷凝器的气相出口与所述苯蒸馏塔真空泵的进口连接，所述苯蒸馏塔冷凝器和苯蒸馏塔尾气冷凝器的冷凝液出口分别与所述苯蒸馏塔冷却器的液相进口连接，所述苯蒸馏塔循环泵的出口与所述重排冷却器的热水进口之间依次设置有第一再沸器、重排热水冷却器、重排热水槽和重排热水泵，所述苯蒸馏塔的第二塔釜液出口与所述苯蒸馏塔的第二循环液进口之间设置有第二再沸器，所述重排冷却器的热水出口与所述第一再沸器的热水进口连接，所述第一再沸器的热水出口与所述重排热水冷却器的热水进口连接，所述重排热水冷却器的热水出口与所述重排热水槽的热水进口相连，所述重排热水槽的热水出口与所述重排热水泵的进口连接，所述重排热水泵的出口与所述重排冷却器的热水进口连接，所述苯蒸馏塔的第一塔釜液出口与所述苯蒸馏塔循环泵的进口连接，所述苯蒸馏塔循环泵的出口与所述第一再沸器的循环液进口连接，所述第一再沸器的循环液出口与所述苯蒸馏塔的第一循环液进口相连，所述苯蒸馏塔的第二塔釜液出口与所述第二再沸器的循环液进口连接，所述第二再沸器的循环液出口与所述苯蒸馏塔的第二循环液进口相连。

优选的，所述苯蒸馏塔的精馏段为填料塔，提馏段为筛板塔。

优选的，所述苯蒸馏塔内径为2000～4000mm。

优选的，所述重排热水冷却器为板框式换热器。

优选的，所述苯蒸馏塔真空泵为液环真空泵。

优选的，所述苯蒸馏塔循环泵为屏蔽泵。

本实用新型的己内酰胺重排热能循环利用装置，通过优化装置，显著降低了装置的能耗，节省了能源，同时也降低了己内酰胺生产成本。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、重排热能利用率高，能耗低，本实用新型的己内酰胺重排热能循环利用装置通过在苯蒸馏塔循环泵的出口与重排冷却器的热水进口之间依次设置第一再沸器，重排热水泵、重排热水槽、重排热水冷却器，构建热水循环***，从而将己内酰胺重排热能通过热水循环***引入苯蒸馏***，利用己内酰胺重排热能为苯蒸馏塔提供能量，因重排热能与苯蒸馏塔消耗的热能基本一致，因此最大限度的回收利用了己内酰胺重排热能，同时显著减少了循环水的用量，降低了己内酰胺生产成本；

2、反应过程安全可控，本实用新型的己内酰胺重排热能循环利用装置通过在苯蒸馏塔循环泵的出口与重排冷却器的热水进口之间依次设置第一再沸器，重排热水泵、重排热水槽、重排热水冷却器，构建热水循环***，可及时移走己内酰胺重排热能，避免了大循环比换热，增加了***的安全性和效率；同时通过苯蒸馏塔真空泵将苯蒸馏塔气相中的不凝气体抽出形成负压，可有效降低苯的沸点，降低苯蒸馏塔整体控制温度，提高了苯蒸馏过程的安全可靠性；

3、重排温度控制稳定，己内酰胺产品质量好，本实用新型的己内酰胺重排热能循环利用装置使用热水循环控制己内酰胺重排反应温度，可有效控制重排反应温度波动，从而减少副反应的产生，反应平稳控制能力显著增强，使重排反应温差小，控制稳定，有利于减少反应杂质的产生，从而提高己内酰胺产品质量；

4、苯蒸馏效率高，本实用新型的己内酰胺重排热能循环利用装置通过在苯蒸馏塔循环泵的出口与重排冷却器的热水进口之间依次设置第一再沸器，重排热水泵、重排热水槽、重排热水冷却器，构建热水循环***，第一再沸器以热水为热源，并通过重排热水泵形成强制循环，从而将己内酰胺重排热能通过热水循环***引入苯蒸馏***，利用己内酰胺重排热能提高了苯蒸馏塔进料温度，显著提高了苯蒸馏效率。

附图说明

图1为本实用新型的己内酰胺重排热能循环利用装置的示意图。

图中，1为重排反应器，2为重排循环泵，3为重排冷却器，4为重排热水泵，5为重排热水槽，6为重排热水冷却器，7为苯蒸馏塔，8为苯蒸馏塔冷凝器，9为苯蒸馏塔冷却器，10为苯蒸馏塔尾气冷凝器，11苯蒸馏塔循环泵，12为第一再沸器，13为第二再沸器，14为苯蒸馏塔真空泵。

具体实施方式

如图所示，本实用新型的己内酰胺重排热能循环利用装置，包括重排反应器1、重排循环泵2、重排冷却器3、苯蒸馏塔7、苯蒸馏塔真空泵14、苯蒸馏塔冷却器9、苯蒸馏塔冷凝器8、苯蒸馏塔尾气冷凝器10和苯蒸馏塔循环泵11，重排反应器1的反应液出口与重排循环泵2的进口连接，重排循环泵2的出口与重排冷却器3的循环液进口连接，重排冷却器3的循环液出口与重排反应器1的反应液进口相连，苯蒸馏塔7的气相出口与苯蒸馏塔冷凝器8的气相进口连接，苯蒸馏塔冷凝器8的气相出口与苯蒸馏塔尾气冷凝器10的气相进口相连，苯蒸馏塔尾气冷凝器10的气相出口与苯蒸馏塔真空泵14的进口连接，苯蒸馏塔冷凝器8的冷凝液出口、苯蒸馏塔尾气冷凝器10的冷凝液出口分别与苯蒸馏塔冷却器9的液相进口连接，苯蒸馏塔循环泵11的出口与重排冷却器3的热水进口之间依次设置有第一再沸器12、重排热水冷却器6、重排热水槽5和重排热水泵4，苯蒸馏塔7的第二塔釜液出口与苯蒸馏塔7的第二循环液进口之间设置有第二再沸器13，重排冷却器3的热水出口与第一再沸器12的热水进口连接，第一再沸器12的热水出口与重排热水冷却器6的热水进口连接，重排热水冷却器6的热水出口与重排热水槽5的热水进口相连，重排热水槽5的热水出口与重排热水泵4的进口连接，重排热水泵4的出口与重排冷却器3的热水进口连接，苯蒸馏塔7的第一塔釜液出口与苯蒸馏塔循环泵11的进口连接，苯蒸馏塔循环泵11的出口与第一再沸器12的循环液进口连接，第一再沸器12的循环液出口与苯蒸馏塔7的第一循环液进口相连，苯蒸馏塔7的第二塔釜液出口与第二再沸器13的循环液进口连接，第二再沸器13的循环液出口与苯蒸馏塔7的第二循环液进口相连。

本实用新型的己内酰胺重排热能循环利用装置工作流程为：重排热水槽5中的热水通过重排热水泵4送往重排冷却器3，在重排冷却器3置换出重排反应液中的热量使热水温度升高，升温后的高温热水送入第一再沸器12的壳程，在第一再沸器12内作为热源提高第一再沸器12管程的循环苯温度，降温后的热水从第一再沸器12壳程出来后进入重排热水冷却器6，多余的热量通过重排热水冷却器6进一步移除后得到的低温热水进入重排热水槽5，这样完成一个己内酰胺重排反应热能回收的热水循环。

杂苯从苯蒸馏塔7中部进入苯蒸馏塔7内，被塔内上升的苯蒸汽加热，部分汽化后的苯蒸汽通过塔顶进入苯蒸馏塔冷凝器8，在苯蒸馏塔冷凝器8内大部分苯蒸汽冷凝下来，未冷凝的苯及不凝气从苯蒸馏塔冷凝器8的气相出口进入苯蒸馏塔尾气冷凝器10进一步冷凝，苯被冷凝下来后，不凝气从苯蒸馏塔尾气冷凝器10的气相出口进入苯蒸馏塔真空泵14，苯蒸馏塔真空泵14抽出不凝气对苯蒸馏塔7进行抽真空操作，苯蒸馏塔冷凝器8和苯蒸馏塔尾气冷凝器10冷凝下来的苯进入苯蒸馏塔冷却器9进行冷却后回收。进入苯蒸馏塔7内未被气化的杂苯及杂质向下进入苯蒸馏塔7的塔釜，一部分通过苯蒸馏塔7的第一塔釜液出口经苯蒸馏塔循环泵11送入第一再沸器12，在第一再沸器12内被高温热水加热后部分汽化后重新进入苯蒸馏塔7内进行蒸馏分离；另一部分未被气化的杂苯及杂质经苯蒸馏塔7的第二塔釜液出口进入第二再沸器13，在第二再沸器13内被蒸汽加热后汽化重新进入苯蒸馏塔7内进行蒸馏分离。

以下通过具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种己内酰胺重排热能循环利用装置，包括重排反应器1、重排循环泵2、重排冷却器3、苯蒸馏塔7(Φ2800，精馏段为填料塔、提馏段为筛板塔的组合蒸馏塔)、苯蒸馏塔真空泵14(液环真空泵)、苯蒸馏塔冷却器9、苯蒸馏塔冷凝器8、苯蒸馏塔尾气冷凝器10和苯蒸馏塔循环泵11(屏蔽泵)，重排反应器1的反应液出口与重排循环泵2的进口连接，重排循环泵2的出口与重排冷却器3的循环液进口连接，重排冷却器3的循环液出口与重排反应器1的反应液进口相连，苯蒸馏塔7的气相出口与苯蒸馏塔冷凝器8的气相进口连接，苯蒸馏塔冷凝器8的气相出口与苯蒸馏塔尾气冷凝器10的气相进口相连，苯蒸馏塔尾气冷凝器10的气相出口与苯蒸馏塔真空泵14的进口连接，苯蒸馏塔冷凝器8和苯蒸馏塔尾气冷凝器10的冷凝液出口分别与苯蒸馏塔冷却器9的液相进口连接，苯蒸馏塔循环泵11的出口与重排冷却器3的热水进口之间依次设置有第一再沸器12、重排热水冷却器6(板框式换热器)、重排热水槽5和重排热水泵4，苯蒸馏塔7的第二塔釜液出口与苯蒸馏塔7的第二循环液进口之间设置有第二再沸器13，重排冷却器3的热水出口与第一再沸器12的热水进口连接，第一再沸器12的热水出口与重排热水冷却器6的热水进口连接，重排热水冷却器6的热水出口与重排热水槽5的热水进口相连，重排热水槽5的热水出口与重排热水泵4的进口连接，重排热水泵4的出口与重排冷却器3的热水进口连接，苯蒸馏塔7的第一塔釜液出口与苯蒸馏塔循环泵11的进口连接，苯蒸馏塔循环泵11的出口与第一再沸器12的循环液进口连接，第一再沸器12的循环液出口与苯蒸馏塔7的第一循环液进口相连，苯蒸馏塔7的第二塔釜液出口与第二再沸器13的循环液进口连接，第二再沸器13的循环液出口与苯蒸馏塔7的第二循环液进口相连。

实施例2

一种己内酰胺重排热能循环利用装置，包括重排反应器1、重排循环泵2、重排冷却器3、苯蒸馏塔7(Φ3000，精馏段为填料塔、提馏段为筛板塔的组合蒸馏塔)、苯蒸馏塔真空泵14(液环真空泵)、苯蒸馏塔冷却器9、苯蒸馏塔冷凝器8、苯蒸馏塔尾气冷凝器10和苯蒸馏塔循环泵11(屏蔽泵)，重排反应器1的反应液出口与重排循环泵2的进口连接，重排循环泵2的出口与重排冷却器3的循环液进口连接，重排冷却器3的循环液出口与重排反应器1的反应液进口相连，苯蒸馏塔7的气相出口与苯蒸馏塔冷凝器8的气相进口连接，苯蒸馏塔冷凝器8的气相出口与苯蒸馏塔尾气冷凝器10的气相进口相连，苯蒸馏塔尾气冷凝器10的气相出口与苯蒸馏塔真空泵14的进口连接，苯蒸馏塔冷凝器8和苯蒸馏塔尾气冷凝器10的冷凝液出口分别与苯蒸馏塔冷却器9的液相进口连接，苯蒸馏塔循环泵11的出口与重排冷却器3的热水进口之间依次设置有第一再沸器12、重排热水冷却器6(板框式换热器)、重排热水槽5和重排热水泵4，苯蒸馏塔7的第二塔釜液出口与苯蒸馏塔7的第二循环液进口之间设置有第二再沸器13，重排冷却器3的热水出口与第一再沸器12的热水进口连接，第一再沸器12的热水出口与重排热水冷却器6的热水进口连接，重排热水冷却器6的热水出口与重排热水槽5的热水进口相连，重排热水槽5的热水出口与重排热水泵4的进口连接，重排热水泵4的出口与重排冷却器3的热水进口连接，苯蒸馏塔7的第一塔釜液出口与苯蒸馏塔循环泵11的进口连接，苯蒸馏塔循环泵11的出口与第一再沸器12的循环液进口连接，第一再沸器12的循环液出口与苯蒸馏塔7的第一循环液进口相连，苯蒸馏塔7的第二塔釜液出口与第二再沸器13的循环液进口连接，第二再沸器13的循环液出口与苯蒸馏塔7的第二循环液进口相连。

实施例3

一种己内酰胺重排热能循环利用装置，包括重排反应器1、重排循环泵2、重排冷却器3、苯蒸馏塔7(Φ3600，精馏段为填料塔、提馏段为筛板塔的组合蒸馏塔)、苯蒸馏塔真空泵14(液环真空泵)、苯蒸馏塔冷却器9、苯蒸馏塔冷凝器8、苯蒸馏塔尾气冷凝器10和苯蒸馏塔循环泵11(屏蔽泵)，重排反应器1的反应液出口与重排循环泵2的进口连接，重排循环泵2的出口与重排冷却器3的循环液进口连接，重排冷却器3的循环液出口与重排反应器1的反应液进口相连，苯蒸馏塔7的气相出口与苯蒸馏塔冷凝器8的气相进口连接，苯蒸馏塔冷凝器8的气相出口与苯蒸馏塔尾气冷凝器10的气相进口相连，苯蒸馏塔尾气冷凝器10的气相出口与苯蒸馏塔真空泵14的进口连接，苯蒸馏塔冷凝器8和苯蒸馏塔尾气冷凝器10的冷凝液出口分别与苯蒸馏塔冷却器9的液相进口连接，苯蒸馏塔循环泵11的出口与重排冷却器3的热水进口之间依次设置有第一再沸器12、重排热水冷却器6(板框式换热器)、重排热水槽5和重排热水泵4，苯蒸馏塔7的第二塔釜液出口与苯蒸馏塔7的第二循环液进口之间设置有第二再沸器13，重排冷却器3的热水出口与第一再沸器12的热水进口连接，第一再沸器12的热水出口与重排热水冷却器6的热水进口连接，重排热水冷却器6的热水出口与重排热水槽5的热水进口相连，重排热水槽5的热水出口与重排热水泵4的进口连接，重排热水泵4的出口与重排冷却器3的热水进口连接，苯蒸馏塔7的第一塔釜液出口与苯蒸馏塔循环泵11的进口连接，苯蒸馏塔循环泵11的出口与第一再沸器12的循环液进口连接，第一再沸器12的循环液出口与苯蒸馏塔7的第一循环液进口相连，苯蒸馏塔7的第二塔釜液出口与第二再沸器13的循环液进口连接，第二再沸器13的循环液出口与苯蒸馏塔7的第二循环液进口相连。

Claims (6)

1.一种己内酰胺重排热能循环利用装置，包括重排反应器、重排循环泵、重排冷却器、苯蒸馏塔、苯蒸馏塔真空泵、苯蒸馏塔冷却器、苯蒸馏塔冷凝器、苯蒸馏塔尾气冷凝器和苯蒸馏塔循环泵，所述重排反应器的反应液出口与所述重排循环泵的进口连接，所述重排循环泵的出口与所述重排冷却器的循环液进口连接，所述重排冷却器的循环液出口与所述重排反应器的反应液进口相连，所述苯蒸馏塔的气相出口与所述苯蒸馏塔冷凝器的气相进口连接，所述苯蒸馏塔冷凝器的气相出口与所述苯蒸馏塔尾气冷凝器的气相进口相连，所述苯蒸馏塔尾气冷凝器的气相出口与所述苯蒸馏塔真空泵的进口连接，所述苯蒸馏塔冷凝器和苯蒸馏塔尾气冷凝器的冷凝液出口分别与所述苯蒸馏塔冷却器的液相进口连接，其特征在于，所述苯蒸馏塔循环泵的出口与所述重排冷却器的热水进口之间依次设置有第一再沸器、重排热水冷却器、重排热水槽和重排热水泵，所述苯蒸馏塔的第二塔釜液出口与所述苯蒸馏塔的第二循环液进口之间设置有第二再沸器，所述重排冷却器的热水出口与所述第一再沸器的热水进口连接，所述第一再沸器的热水出口与所述重排热水冷却器的热水进口连接，所述重排热水冷却器的热水出口与所述重排热水槽的热水进口相连，所述重排热水槽的热水出口与所述重排热水泵的进口连接，所述重排热水泵的出口与所述重排冷却器的热水进口连接，所述苯蒸馏塔的第一塔釜液出口与所述苯蒸馏塔循环泵的进口连接，所述苯蒸馏塔循环泵的出口与所述第一再沸器的循环液进口连接，所述第一再沸器的循环液出口与所述苯蒸馏塔的第一循环液进口相连，所述苯蒸馏塔的第二塔釜液出口与所述第二再沸器的循环液进口连接，所述第二再沸器的循环液出口与所述苯蒸馏塔的第二循环液进口相连。

2.根据权利要求1所述的己内酰胺重排热能循环利用装置，其特征在于，所述苯蒸馏塔的精馏段为填料塔，提馏段为筛板塔。

3.根据权利要求1所述的己内酰胺重排热能循环利用装置，其特征在于，所述苯蒸馏塔内径为2000～4000mm。

4.根据权利要求1所述的己内酰胺重排热能循环利用装置，其特征在于，所述重排热水冷却器为板框式换热器。

5.根据权利要求1所述的己内酰胺重排热能循环利用装置，其特征在于，所述苯蒸馏塔真空泵为液环真空泵。

6.根据权利要求1所述的己内酰胺重排热能循环利用装置，其特征在于，所述苯蒸馏塔循环泵为屏蔽泵。

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