一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，属于磺化反应技术领域，解决了现有磺化工艺中硅胶再生吸附能力差、能源浪费等问题。本实用新型的硅胶吸附再生系统包括鼓风机、循环水换热器、乙二醇冷冻液换热器和硅胶吸附床，用冷冻乙二醇溶液冷却空气，然后再用冷空气冷却硅胶，使硅胶通过热空气加热再生后能冷却到21?32℃范围内，达到硅胶的最佳吸湿温度区间，增加了吸附能力。本实用新型结构简单，设计合理，节约能源、降低了生产成本，具有广泛适用性。
【专利说明】
一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统
技术领域
[0001]本实用新型属于磺化反应技术领域，更具体地说，涉及一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统。
【背景技术】
[0002]磺化反应是一种向有机分子中引入磺酸基(-SO3H)或磺酰氯基(-SO2Cl)的反应过程。磺化过程中磺酸基取代碳原子上的氢称为直接磺化;磺酸基取代碳原子上的卤素或硝基，称为间接磺化。通常用浓硫酸或发烟硫酸作为磺化剂，有时也用三氧化硫、氯磺酸、二氧化硫加氯气、二氧化硫加氧以及亚硫酸钠等作为磺化剂。在现有的气液相磺化反应中均需要使用干燥的空气来降低燃硫系统的温度降低SO3气体的浓度，干燥的空气可以防止空气中的水分和SO3结合形成烟酸。如中国专利申请号为201510198025.1，申请公布日为2015年9月2日的专利申请公开了一种气相SO3膜式磺化制备对甲苯磺酸的工艺是将气体SO3经露点<-50 °C的干燥空气稀释为空气/SO3混合气体，先将原料甲苯切入磺化器，待甲苯在磺化器中稳定的流动开，将空气/SO3混合气体切入磺化器，形成湍流的空气/SO3混合气体与在列管内壁成膜的甲苯并流而下完成反应，再按空气/SO3混合气体与甲苯摩尔比1:1.05?3.0调节气液比使反应趋于稳定，此后将磺化器下的产物经气液分离器打入老化罐进行老化，老化完成后将产物减压蒸馏除去多余甲苯，即得产物对甲苯磺酸。
[0003]在磺化工艺中，对空气的干燥一般采取先用循环冷却水和冷冻水对空气进行冷却使水分析出，再将空气经过硅胶吸附床去除空气中剩下的极少部分水分。硅胶是一种常用的干燥介质，也经常用于磺化工艺中，例如中国专利申请号为02263249.2，授权公告日为2003年7月16日的专利申请文件公开了一种三氧化硫膜式磺化/硫酸化装置中分子筛硅胶联合干燥器，包括有干燥器容器体、干燥剂层、格栅，在干燥器容器体上设有工艺空气进、出口，在干燥器容器体内下部格栅上设有金属筛网，在金属筛网上设有干燥剂层，干燥剂层包括有分子筛层和硅胶或活性氧化铝层，干燥剂层的硅胶或活性氧化铝层与工艺空气的进口相对应设置，干燥剂层的分子筛层与工艺空气的出口相对应设置。在干燥剂层中的分子筛层或硅胶或活性氧化铝层的上、下层面或分子筛层和硅胶或活性氧化铝层之间还可设有辅助填料层，在各层面间设有金属网层。
[0004]硅胶的最佳吸湿温度为21-32°C，现有的磺化生产工艺中，对硅胶的再生是通过热空气加热硅胶床层使硅胶吸附的水分气化实现的，然后再用冷却后的空气将硅胶冷却，现有的工艺中，硅胶层的冷却效果不好，直接影响了硅胶的吸湿效果。因此需要研究一种改进的磺化工艺，改善硅胶的再生吸附能力。
【发明内容】
[0005]1、要解决的问题
[0006]针对现有的磺化工艺中硅胶再生吸附能力差、能源浪费等问题，本实用新型提供一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，包括鼓风机、循环水换热器、乙二醇冷冻液换热器和硅胶吸附床，用冷冻乙二醇溶液冷却空气，然后再用冷空气冷却硅胶，使硅胶通过热空气加热再生后能冷却到21-32°C范围内，达到硅胶的最佳吸湿温度区间，增加了吸附能力。
[0007]2、技术方案
[0008]为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
[0009]—种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，包括鼓风机、循环水换热器和硅胶吸附床，所述的鼓风机通过管道与硅胶吸附床的底部连接，所述的循环水换热器与硅胶吸附床的上部连接，所述的循环水换热器上设有热空气进管，所述的硅胶吸附床上部还设有空气进管和气化水出管，硅胶吸附床下部还设有干燥空气出管。
[0010]优选地，还包括乙二醇冷冻液换热器，所述的乙二醇冷冻液换热器与循环水换热器并联连接，乙二醇冷冻液换热器与硅胶吸附床的上部连接。
[0011]优选地，所述的硅胶吸附床设有2个，并联连接。
[0012]优选地，所述的循环水换热器为管壳式换热器。
[0013]优选地，循环水换热器中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为15?18°。
[0014]优选地，所述的乙二醇冷冻液换热器为碳钢管-铝翅片式散热器。
[0015]优选地，所述的空气进管的内表面设有防腐衬里。
[0016]优选地，所述的防腐衬里为聚四氟乙烯衬里。
[0017]优选地，所述的硅胶吸附床为罐式结构，硅胶吸附床中设有填料床层，所述的填料床层由硅胶、活性氧化铝和瓷球按照质量比(8?9):1:1组成。
[0018]3、有益效果
[0019]相比于现有技术，本实用新型的有益效果为:
[0020](I)本实用新型的硅胶吸附再生系统充分利用磺化工艺中产生的热能对硅胶进行再生，然后用乙二醇冷冻液或工业循环水冷却再生后的硅胶，使硅胶能冷却到最佳吸附温度区间，吸附能力大大提高，同时极大地降低了磺化工艺中的能源浪费；
[0021](2)本实用新型的循环水换热器中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为15?18°，沿程压降较小，基本没有流动死区、旁流和漏流，传热效果好，热交换效率高；
[0022](3)本实用新型的空气进管内表面设有防腐衬里，防腐衬里为聚四氟乙烯衬里，防腐效果好，使用寿命长；
[0023](4)本实用新型的硅胶吸附再生系统结构简单，设计合理，节约能源、降低了生产成本。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的结构示意图。
[0025]图中:1、热空气进管;2、鼓风机;3、循环水换热器;4、乙二醇冷冻液换热器;5、空气进管;6、硅胶吸附床;7、干燥空气出管;8、气化水出管。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型进行详细描述。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，包括鼓风机2、循环水换热器3和硅胶吸附床6，鼓风机2通过管道与硅胶吸附床6的底部连接，循环水换热器3与硅胶吸附床6的上部连接，循环水换热器3为管壳式换热器，其上设有热空气进管I，循环水换热器3中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为15°。硅胶吸附床6上部还设有空气进管5和气化水出管8，空气进管5的内表面设有聚四氟乙烯防腐衬里。硅胶吸附床6为罐式结构，硅胶吸附床6中设有填料床层，填料床层由硅胶、活性氧化铝和瓷球按照质量比8:1:1组成。其下部还设有干燥空气出管7。鼓风机2与循环水换热器3共用一根热空气进管I。
[0029]本实用新型的运行过程为:本实施例的硅胶吸附再生系统设置在气液相磺化工艺前端，用于干燥磺化工艺所需的空气，以降低燃硫系统的温度和降低SO3气体的浓度。本实用新型中，待干燥的空气由空气进管5进入硅胶吸附床6进行干燥，然后由干燥空气出管7排出进入磺化工艺中，硅胶吸附床6在干燥一定量的空气后会吸附饱和，需要进行再生，此时，停止空气进管5的进气，由鼓风机2将热空气送入硅胶吸附床6中对硅胶进行加热，使硅胶吸附的水分气化，从而脱出水分，脱出的水分由气化水出管8流出，待硅胶水分基本脱出后，由循环水换热器3冷却后的冷空气对硅胶床层进行降温，使硅胶床层冷却到最佳的吸湿温度范围内，然后结束再生过程，进行下一阶段的干燥过程。
[0030]实施例2
[0031]如图1所示，一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，包括鼓风机2、循环水换热器3、乙二醇冷冻液换热器4和硅胶吸附床6，硅胶吸附床6设有两个，并联连接，鼓风机2通过管道与硅胶吸附床6的底部连接，乙二醇冷冻液换热器4和循环水换热器3并联设置，均与硅胶吸附床6的上部连接，乙二醇冷冻液换热器4和循环水换热器3上均设有热空气进管I，循环水换热器3为管壳式换热器，循环水换热器3中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为18°;乙二醇冷冻液换热器4为碳钢管-铝翅片式散热器。硅胶吸附床6上部还设有空气进管5和气化水出管8，空气进管5的内表面设有聚四氟乙烯防腐衬里。硅胶吸附床6为罐式结构，硅胶吸附床6中设有填料床层，填料床层由硅胶、活性氧化铝和瓷球按照质量比9:1:1组成。其下部还设有干燥空气出管7。鼓风机2与循环水换热器3共用一根热空气进管I。
[0032]本实用新型的运行过程为:本实施例的硅胶吸附再生系统设置在气液相磺化工艺前端，用于干燥磺化工艺所需的空气，以降低燃硫系统的温度和降低SO3气体的浓度。本实用新型中，待干燥的空气由空气进管5进入硅胶吸附床6进行干燥，然后由干燥空气出管7排出进入磺化工艺中，硅胶吸附床6在干燥一定量的空气后会吸附饱和，需要进行再生，此时，停止空气进管5的进气，由鼓风机2将热空气送入硅胶吸附床6中对硅胶进行加热，使硅胶吸附的水分气化，从而脱出水分，脱出的水分由气化水出管8流出，待硅胶水分基本脱出后，由循环水换热器3和乙二醇冷冻液换热器4冷却后的冷空气对硅胶床层进行降温，使硅胶床层冷却到最佳的吸湿温度范围内，然后结束再生过程，进行下一阶段的干燥过程。本实用新型中，硅胶吸附床6设有两个并联，可以交替再生-使用，效率更高。
[0033]实施例3
[0034]一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，包括鼓风机2、循环水换热器3、乙二醇冷冻液换热器4和硅胶吸附床6，硅胶吸附床6设有3个，并联连接，鼓风机2通过管道分别与3个硅胶吸附床的底部连接，乙二醇冷冻液换热器4和循环水换热器3并联设置，均与硅胶吸附床6的上部连接，乙二醇冷冻液换热器4和循环水换热器3上均设有热空气进管I，循环水换热器3为管壳式换热器，循环水换热器3中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为16°;乙二醇冷冻液换热器4为碳钢管-铝翅片式散热器。硅胶吸附床6上部还设有空气进管5和气化水出管8，空气进管5的内表面设有聚四氟乙烯防腐衬里。硅胶吸附床6为罐式结构，硅胶吸附床6中设有填料床层，填料床层由硅胶、活性氧化铝和瓷球按照质量比8:1:1组成。其下部还设有干燥空气出管7。鼓风机2与循环水换热器3共用一根热空气进管I。
【主权项】
1.一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，其特征在于:包括鼓风机(2)、循环水换热器(3)和硅胶吸附床(6)，所述的鼓风机(2)通过管道与硅胶吸附床(6)的底部连接，所述的循环水换热器(3)与硅胶吸附床(6)的上部连接，所述的循环水换热器(3)上设有热空气进管(I)，所述的硅胶吸附床(6)上部还设有空气进管(5)和气化水出管(8)，硅胶吸附床(6)下部还设有干燥空气出管(7)。2.根据权利要求1所述的一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，其特征在于:还包括乙二醇冷冻液换热器(4)，所述的乙二醇冷冻液换热器(4)与循环水换热器(3)并联连接，乙二醇冷冻液换热器(4)与硅胶吸附床(6)的上部连接。3.根据权利要求2所述的一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，其特征在于:所述的硅胶吸附床(6)设有2个，并联连接。4.根据权利要求1所述的一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，其特征在于:所述的循环水换热器(3)为管壳式换热器。5.根据权利要求4所述的一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，其特征在于:循环水换热器(3)中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为15?18°。6.根据权利要求2所述的一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，其特征在于:所述的乙二醇冷冻液换热器(4)为碳钢管-铝翅片式散热器。7.根据权利要求1所述的一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，其特征在于:所述的空气进管(5)的内表面设有防腐衬里。8.根据权利要求7所述的一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，其特征在于:所述的防腐衬里为聚四氟乙烯衬里。9.根据权利要求1所述的一种磺化工艺中硅胶吸附再生系统，其特征在于:所述的硅胶吸附床(6)为罐式结构，硅胶吸附床(6)中设有填料床层，所述的填料床层由硅胶、活性氧化铝和瓷球按照质量比(8?9):1:1组成。
【文档编号】B01D53/26GK205659686SQ201620395771
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】秦江涛, 许瑞明, 朱诗见
【申请人】安徽金桐精细化学有限公司