一种硫酸二甲酯酯化反应塔的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及化工领域，特别公开了一种硫酸二甲酯酯化反应塔。该硫酸二甲酯酯化反应塔，包括塔体，在塔体的顶部和底部分别设有顶部进料口和物料出口，在塔体内通过上下设置的上塔板和下塔板将塔体内部从上到下依次分隔为上、中、下三层塔腔，三层塔腔分别与一冷却装置相连，在每层塔腔的底部中间位置均设有一顶端开放设置的导流筒，在每个导流筒的底部均设有一气体分布器，每个气体分布器分别通过一管道与设在该层塔腔侧壁上的气体进口相连通。本实用新型的有益效果是：能有效增加硫酸二甲酯酯化过程中二甲醚与三氧化硫的长时间接触，保证了二甲醚的过量反应，从而使三氧化硫能完全反应，降低了产品的酸度，使酯化过程从间断生产变成连续生产。
【专利说明】一种硫酸二甲酯酯化反应塔
(-)【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工领域，特别涉及一种硫酸二甲酯酯化反应塔。
(二)【背景技术】
[0002]反应塔是化工生产中常见的用于将两种或两种以上的物料在一定压力、一定温度下发生反应的装置，常用于气体和液体逆流接触反应。一般情况下，物料进入塔内后，在蒸汽或其它外部供热(或降温)的条件下，使物料之间由于物料的特性而发生化学反应。化工生产中常见的反应塔大部分是采用液体物料从塔顶(塔侧)进入，气体物料从塔底侧面进入，最终生成的产品从塔底部采出，并利用塔内部设置的热交换器采用外部动力对反应所需要的热量进行强制循环的措施，从而保证反应所需要的温度和压力。现有的反应塔只能满足一般物料简单的气液接触反应，而针对硫酸二甲酯的酯化过程，一般简单的反应塔是无法使用的，因为二甲醚是一种液化气体，其挥发性很大，如果不能有足够的空间和行程就无法让其与液相中的三氧化硫有足够的接触而达到反应完全。
[0003]现有的硫酸二甲酯的酯化过程一般是采用酯化罐进行，为了保证二甲醚能与三氧化硫充分反应，因此需要相当长的时间让其充分反应，这就使生产过程造成了间断，且反应还是会不完全、不均匀，反应速度慢，反应效率低，此外硫酸二甲酯的酯化过程会产生大量的热量，而酯化罐自身的特性要求罐内的温度不能过高，因此需要持续的外部降温来保证酯化罐内的温度，能耗高，给生产工作带来了不便。
(三)
【发明内容】
[0004]本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构合理、操作简单、能连续生产、使酯化反应充分均匀、反应速度快、生产效率高、节能降耗、降低产品酸度、安全环保的硫酸二甲酯酯化反应塔。
[0005]本实用新型是通过如下技术方案实现的:
[0006]一种硫酸二甲酯酯化反应塔，包括塔体，在塔体的顶部和底部分别设有顶部进料口和物料出口，在塔体内通过上下设置的上塔板和下塔板将塔体内部从上到下依次分隔为上、中、下三层塔腔，三层塔腔分别与一冷却装置相连，在每层塔腔的底部中间位置均设有一顶端开放设置的导流筒，在每个导流筒的底部均设有一气体分布器，每个气体分布器分别通过一管道与设在该层塔腔侧壁上的气体进口相连通，上一层塔腔侧壁上的气体进口通过设在塔体外的管道与设在下一层塔腔侧壁顶部的气体出口相连通，最下层塔腔的气体进口通过管道与气源相连，在上、中层塔腔之间设有一位于导流筒外侧的连通两塔腔的溢流筒，该溢流筒的上端与下端分别设有一进液口和出液口，在中、下层塔腔之间设有一位于导流筒外侧的连通两塔腔的溢流筒，该溢流筒的上端与下端分别设有一进液口和出液口，位于中层塔腔内的溢流筒的进液口位置高于中层塔腔内导流筒的顶端。
[0007]所述冷却装置包括一汽包和上下设置于塔腔侧壁上的冷却出气口和冷却进液口，在塔腔内设有连通冷却出气口和冷却进液口的冷却管道，冷却进液口通过设在塔体外部的管道经水泵与汽包的出液口相连通，冷却出气口通过设在塔体外部的管道与汽包的进气口相连通，在汽包的顶部设有一蒸汽出口。
[0008]本实用新型硫酸二甲酯酯化反应塔的有益效果是:结构合理，能有效增加硫酸二甲酯酯化过程中二甲醚与三氧化硫的长时间接触，保证了二甲醚的过量反应，从而使三氧化硫能完全反应，降低了产品的酸度，为硫酸二甲酯的精品提纯加快了速度，减少了废渣的产生，使酯化过程从间断生产变成连续生产，提高了反应压力和温度，反应速度快，生产效率高；使酯化反应更易操作，生产中的各项指标更加稳定，整个生产过程更加封闭、连续，大大降低了安全和环保的风险。
(四)【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0010]图1为本实用新型的结构示意图。
[0011]图中，I塔体，2顶部进料口，3物料出口，4上塔板，5下塔板，6导流筒，7气体分布器，8气体进口，9气体出口，10溢流筒，11进液口，12出液口，13汽包，14冷却出气口，15冷却进液口，16冷却管道，17水泵，18出液口，19进气口，20蒸汽出口，21上层塔腔，22中层塔腔，23下层塔腔。
(五)【具体实施方式】
[0012]为了使本实用新型的技术、特征、目的及效果等更易于了解、明白，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，但本实用新型并不局限于此。
[0013]如图1中所示，该实施例包括塔体1，在塔体I的顶部和底部分别设有顶部进料口2和物料出口 3，在塔体I内通过上下设置的上塔板4和下塔板5将塔体I内部从上到下依次分隔为上、中、下三层塔腔，三层塔腔分别与一冷却装置相连，在每层塔腔的底部中间位置均设有一顶端开放设置的导流筒6，在每个导流筒6的底部均设有一气体分布器7，每个气体分布器7分别通过一管道与设在该层塔腔侧壁上的气体进口 8相连通，上一层塔腔侧壁上的气体进口 8通过设在塔体I外的管道与设在下一层塔腔侧壁顶部的气体出口 9相连通，最下层塔腔的气体进口 8通过管道与气源相连，在上、中层塔腔之间设有一位于导流筒6外侧的连通两塔腔的溢流筒10，该溢流筒10的上端与下端分别设有一进液口 11和出液口 12，在中、下层塔腔之间设有一位于导流筒6外侧的连通两塔腔的溢流筒10，该溢流筒10的上端与下端分别设有一进液口 11和出液口 12，位于中层塔腔22内的溢流筒10的进液口 11位置高于中层塔腔22内导流筒6的顶端；冷却装置包括一汽包13和上下设置于塔腔侧壁上的冷却出气口 14和冷却进液口 15，在塔腔内设有连通冷却出气口 14和冷却进液口15的冷却管道16，冷却进液口 15通过设在塔体I外部的管道经水泵17与汽包13的出液口 18相连通，冷却出气口 14通过设在塔体I外部的管道与汽包13的进气口 19相连通，在汽包13的顶部设有一蒸汽出口 20。
[0014]将二甲醚气体从下层塔腔23的气体进口 8通过管道经气体分布器7使二甲醚均匀地分布于下层塔腔23中，待下层塔腔23内充满二甲醚气体后，二甲醚气体通过下层塔腔23侧壁顶部的气体出口 9经塔体I外部的管道从中层塔腔22侧壁上的气体进口 8进入到中层塔腔22中，再通过管道经气体分布器7均匀分布于中层塔腔22中，待中层塔腔22内充满二甲醚气体后，二甲醚气体通过中层塔腔22侧壁顶部的的气体出口 9经塔体I外部的管道从上层塔腔21侧壁上的气体进口 8进入到上层塔腔21中，再通过管道经气体分布器7使二甲醚均匀地分布于上层塔腔21中，待整个塔体I内的压力达到设定值时，从顶部进料口 2加入含有三氧化硫的焦硫酸二甲酯的物料，液体物料首先进入上层塔腔21的导流筒6内，三氧化硫与从底部上升的二甲醚气体首先在上层塔腔21的导流筒6内发生反应，此时液体物料中的三氧化硫过量，没有反应完全的含有三氧化硫的液体物料继续增多，从上层塔腔21的导流筒6中溢出后进入上层塔腔21中，继续与上层塔腔21内的二甲醚气体反应，待液体物料继续增多至淹没上层塔腔21内溢流筒10的进液口 11时，液体物料通过该进液口 11经溢流筒10流入中层塔腔22内，继续与中层塔腔21内的二甲醚气体反应，随着中层塔腔22内的液体物料逐渐增多，液体物料就会溢进中层塔腔22的导流筒6中，此时液体物料中没有反应完全的三氧化硫继续与二甲醚进一步发生反应，反应生成的液体物料不断增多至淹没中层塔腔22内溢流筒10的进液口 11时，液体物料通过该进液口 11经溢流筒10流入下层塔腔23内，在下层塔腔23内，过量的二甲醚与少量的三氧化硫进行反应，使三氧化硫反应完全，从而使物料中的酸度大大降低，达到了生产需要，最后生成的硫酸二甲酯从物料出口 3中采出。将反应塔分成三层，使每一层塔腔都能发生气液接触吸收，使反应过程缩短，让不同浓度的液体物料与不同量的二甲醚能发生充分反应。每一层塔腔均与冷却装置相连，汽包13内的冷却水通过出液口 12经水泵17由冷却进液口 15进入每一层的塔腔内，与酯化过程产生的热量进行交换产生低压蒸汽，低压蒸汽经冷却出气口 14通过管道由进气口 19进入汽包13内，低压蒸汽在汽包13内进行气液分离后，蒸汽由蒸汽出口 20进入另一工序进行热量回收利用，改变了原先用循环水降温的方法，节能降耗。
[0015]为了解决普通反应塔内物料之间反应不完全、不均匀的问题，在每层塔腔内均设有导流筒6，以保证每一塔腔内都有足够的液体物料存在，在导流筒6的底部设置了气体分布器7，同时在每一塔腔内设置导流筒6，使气体从底部均匀分布后在导流筒6作用下带动液体再发生转动或流动，从而使反应完全、均布，不留死角。为了使液体物料与气体物料能有一个有效地接触空间，溢流筒10起到了关键作用，只有物料超过溢流筒10的进液口 11高度时，物料才能进入下一塔腔，溢流筒10的设置不但保证了一定的液体高度，也保证了物料有足够的反应时间。
[0016]本实用新型硫酸二甲酯酯化反应塔将塔体I分为三层，让不同浓度的三氧化硫和二甲醚在不同层的塔腔内进行反应，同时利用二甲醚的特性，让二甲醚在塔内过量从而提高塔内压力，让整个过程在加压情况下反应从而加快了反应速率，而反应速率的增加，使塔内的反应温度大大提高，利用冷却装置采用外部强制循环的措施，让塔内的热量使冷却装置中产生低压蒸汽，从而做到了热量回收，起到了节能效果。本实用新型酯化反应塔与普通反应塔的不同就是采用三层设计，层与层之间采用外部走气相管道和内部走液相管道的结合方式，延长物料的行程使物料之间充分接触、充分反应。此外，外部走气相管道，能够简化塔体内部的结构，使物料有充分的反应空间。该硫酸二甲酯酯化反应塔采用了二甲醚过量的反应模式，使三氧化硫和二甲醚在液相中充分反应，而且在加压情况下，物料之间的接触更好、反应更彻底，从而降低了酸度，大大提高了产品质量，减少了废渣的数量，降低了成本，减轻了环保压力。由于每一层塔腔内含有三氧化硫物料的浓度不一样，反应的速率及产生的热量也不一样，在每一层塔腔分开设置了冷却装置，采用控制冷却水流量的措施，从而保证了每一层塔腔内的反应温度，使反应控制在最佳范围内。
【权利要求】
1.一种硫酸二甲酯酯化反应塔，其特征是:包括塔体，在塔体的顶部和底部分别设有顶部进料口和物料出口，在塔体内通过上下设置的上塔板和下塔板将塔体内部从上到下依次分隔为上、中、下三层塔腔，三层塔腔分别与一冷却装置相连，在每层塔腔的底部中间位置均设有一顶端开放设置的导流筒，在每个导流筒的底部均设有一气体分布器，每个气体分布器分别通过一管道与设在该层塔腔侧壁上的气体进口相连通，上一层塔腔侧壁上的气体进口通过设在塔体外的管道与设在下一层塔腔侧壁顶部的气体出口相连通，最下层塔腔的气体进口通过管道与气源相连，在上、中层塔腔之间设有一位于导流筒外侧的连通两塔腔的溢流筒，该溢流筒的上端与下端分别设有一进液口和出液口，在中、下层塔腔之间设有一位于导流筒外侧的连通两塔腔的溢流筒，该溢流筒的上端与下端分别设有一进液口和出液口，位于中层塔腔内的溢流筒的进液口位置高于中层塔腔内导流筒的顶端。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸二甲酯酯化反应塔，其特征是:所述冷却装置包括一汽包和上下设置于塔腔侧壁上的冷却出气口和冷却进液口，在塔腔内设有连通冷却出气口和冷却进液口的冷却管道，冷却进液口通过设在塔体外部的管道经水泵与汽包的出液口相连通，冷却出气口通过设在塔体外部的管道与汽包的进气口相连通，在汽包的顶部设有一蒸汽出口。
【文档编号】B01J19/00GK203540522SQ201320681390
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】陈功玉 申请人:临沂远博化工有限公司