专利名称：一种甲苯二胺清洁脱水装置的制作方法
技术领域：
:本发明属于化工脱水设备技术领域，涉及一种从甲苯二胺混合物中脱除水的设备，特别是一种甲苯二胺清洁脱水装置。
背景技术：
:甲苯二胺(TDA)是生产甲苯二异氰酸酯(TDI)的主要原料，通常TDA的生产采用二硝基甲苯加氢制得，反应混合物中除含有目的产物TDA外，还含有邻位甲苯二胺、水、高沸点杂质焦油和低沸点杂质甲苯胺和环己类化合物；水对TDA光气化生成TDI的过程有很大的影响，在实际生产中必须脱除干净，而且反应混合物中水和低沸点杂质甲苯胺及甲基环己类化合物同时都要在脱水塔中分离。现有的TDA脱水设备和工艺技术均没有对反应混合物中的低沸物进行处理，如中国专利(专利号ZL200920017505.3)公开了一种TDA脱水塔，其技术方案中由于低沸物和水一并从塔顶脱除，而没有对其进行分离，这样会导致废水中有机杂质含量过高，生产中表现为废水COD值偏高，对后续的废水处理增加了难度；同时塔底TDA只有一个采出口，缺少再沸器循环采出口与产品出口的区分，由于再沸器出口物料要和上一级的物料犯混进行质热的传递，降低传热传质的效率，导致产品中水含量比再沸器出口物料中高，增大后续TDA真空精馏系统的负荷；所以，寻求设计一种清洁型的甲苯二胺脱水装置很有实用价值
发明内容
:本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种从甲苯二胺混合物中脱除水的清洁脱水装置，改进现有甲苯二胺(TDA)脱水装置存在的缺陷，强化脱水效果，实现降低废水中COD的目的。为了实现上述目的，本发明的主体结构包括脱水塔体、塔顶冷凝器、塔顶气相出口、侧线采出口、粗甲苯二胺进料口、循环采出口、产品采出口、再沸器入口、集液装置、降液管、液体分布器、填料、分隔板、气相采出口、液相采出口、填料压圈、支撑板、分隔板开口、集液槽、集液盘和法兰；圆筒状的脱水塔体的顶端制有垂头式结构的塔顶冷凝器，塔顶冷凝器通过法兰与脱水塔体上部的塔顶气相出口固定连接，塔顶冷凝器上侧和下侧分别固定制有气相采出口和液相采出口 ；脱水塔体的内腔中上下间隔排列分别设置有四段填料，每段填料的底部分别同结构固定制有支撑填料的支撑板，每段填料的顶部分别固定制有固定填料的填料压圈，填料压圈上端自下而上依次制有液体分布器、降压管、集液盘和集液槽，集液盘和集液槽组合构成集液装置；自上而下的第一、二、三段填料分别采用波纹板结构或丝网结构的高效规整填料作为精馏段填料，最上面的第一段填料用于塔顶全回流，富集废水中的轻组分杂质；第二、三段填料将填料分为两段，提高填料的分离效率，使水与甲苯二胺有效的分离；自上而下的第二段填料上部与集液盘平行处制有侧线采出口，侧线采出口采出大部分废水，剩余废水作为回流液回流；自上而下的第四段填料采用抗堵的格栅填料作为提馏段填料，将粗甲苯二胺脱水和提浓；自上而下的第四段填料上部与集液盘平行处制有粗甲苯二胺进料口，粗甲苯二胺通过粗甲苯二胺进料口进入脱水塔体内；用于支撑第四段填料的支撑板的下部依次制有集液装置和降液管，粗甲苯二胺(TDA)进入第四段填料分离后的液体经集液装置收集后通过降液管流入塔底；脱水塔体的塔底制有再沸器入口、分隔板、产品采出口和循环采出口，产品采出口和循环采出口分别固定制于脱水塔体底侧端的分隔板的两侧，分隔板下部制有方形的分隔板开口，再沸器入口固定制于脱水塔体的底侧面上的靠近产品采出口的一侧上部，塔底的甲苯二胺经加热后进入脱水塔体内进行气液分离后，一部分含水量低的甲苯二胺(TDA)进入产品采出口作为采出，另一部分进入分隔板另一侧的循环采出口与回流的液体混合后从再沸器入口进入循环。本发明将反应混合液粗甲苯二胺(TDA)经粗甲苯二胺进料口进入脱水塔体内，与自上而下的第三段填料流下的液体混合后经降液管进入液体分布器，塔底气相与粗TDA在自上而下的第四段填料进行气液分离和热量交换，液体经第四段填料下方的集液装置收集后经降液管流入循环采出口，塔底的甲苯二胺(TDA)经加热后由再沸器入口循环进入脱水塔体内，甲苯二胺(TDA)在脱水塔体内气液分离后，液相进入产品采出口，气相向上依次分别进入各填料层，塔底的分隔板底部的方形分隔板开口将塔底物料放净；塔顶冷凝器将塔底上来的大部分气相在塔顶冷凝，未冷凝的气体由气相采出口排出，富集的少量有机杂质由液相采出口采出，大量冷凝液经塔顶的集液装置收集后通过降液管及液体分布器流入塔上部第一段填料，经第一段填料后大量废水由侧线采出口采出，部分废水作为回流液流向下一段填料。本发明与现有技术相比，其结构简单，原理可靠，生产成本低，废水COD值低，后续废水处理难度小，物料利用率高，传质效率高，可有效降低出口物料TDA中的水含量，环境友好。
:图1为本发明的主体结构原理示意图。图2为本发明涉及的分隔板结构原理示意图。
具体实施方式
:下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。实施例:本实施例的主体结构包括脱水塔体1、塔顶冷凝器2、塔顶气相出口 3、侧线采出口4、粗甲苯二胺进料口 5、循环采出口 6、产品采出口 7、再沸器入口 8、集液装置9、降液管10、液体分布器11、填料12、分隔板13、气相采出口 14、液相采出口 15、填料压圈16、支撑板17、分隔板开口 18、集液槽19、集液盘20和法兰21 ;圆筒状的脱水塔体I的顶端制有垂头式结构的塔顶冷凝器2，塔顶冷凝器2通过法兰21与脱水塔体I上部的塔顶气相出口 3固定连接，塔顶冷凝器2上侧和下侧分别固定制有气相采出口 14和液相采出口 15 ;脱水塔体I的内腔中上下间隔排列分别设置有四段填料12，每段填料12的底部分别同结构固定制有支撑填料的支撑板17，每段填料12的顶部分别固定制有固定填料的填料压圈16，填料压圈16上端自下而上依次制有液体分布器11、降压管10、集液盘20和集液槽19，集液盘20和集液槽19组合构成集液装置9 ；自上而下的第一、二、三段填料12分别采用波纹板结构或丝网结构的高效规整填料作为精馏段填料，最上面的第一段填料12用于塔顶全回流，富集废水中的轻组分杂质；第二、三段填料12将填料分为两段，提高填料的分离效率，使水与甲苯二胺有效的分离；自上而下的第二段填料12上部与集液盘20平行处制有侧线采出口 4，侧线采出口 4采出大部分废水，剩余废水作为回流液回流；自上而下的第四段填料12采用抗堵的格栅填料作为提馏段填料，将粗甲苯二胺脱水和提浓；自上而下的第四段填料上部与集液盘20平行处制有粗甲苯二胺进料口 5，粗甲苯二胺通过粗甲苯二胺进料口 5进入脱水塔体I内；用于支撑第四段填料12的支撑板17的下部依次制有集液装置9和降液管10，粗甲苯二胺(TDA)进入第四段填料分离后的液体经集液装置10收集后通过降液管9流入塔底；脱水塔体I的塔底制有再沸器入口 8、分隔板13、产品采出口 7和循环采出口 6，产品采出口 7和循环采出口 6分别固定制于脱水塔体I底侧端的分隔板13的两侧，分隔板13下部制有方形的分隔板开口 18，再沸器入口 8固定制于脱水塔体I的底侧面上的靠近产品采出口 7的一侧上部，塔底的甲苯二胺经加热后进入脱水塔体I内进行气液分离后，一部分含水量低的甲苯二胺(TDA)进入产品采出口 7作为采出，另一部分进入分隔板13另一侧的循环采出口 6与回流的液体混合后从再沸器入口 8进入循环。本实施例将反应混合液粗甲苯二胺(TDA)经粗甲苯二胺进料口 5进入脱水塔体I内，与自上而下的第三段填料12流下的液体混合后经降液管10进入液体分布器11，塔底气相与粗TDA在自上而下的第四段填料12进行气液分离和热量交换，液体经第四段填料下方的集液装置9收集后经降液管10流入循环采出口 6，塔底的甲苯二胺(TDA)经加热后由再沸器入口 8循环进入脱水塔体I内，甲苯二胺(TDA)在脱水塔体I内气液分离后，液相进入产品采出口 7，气相向上依次分别进入各填料层，塔底的分隔板13底部的方形分隔板开口 18将塔底物料放净；塔顶冷凝器2将塔底上来的大部分气相在塔顶冷凝，未冷凝的气体由气相采出口 14排出，富集的少量有机杂质由液相采出口 15采出，大量冷凝液经塔顶的集液装置9收集后通过降液管10及液体分布器11流入塔上部第一段填料12，经第一段填料12后大量废水由侧线采出口 4采出，部分废水作为回流液流向下一段填料。
权利要求
1.一种甲苯二胺清洁脱水装置，其特征在于主体结构包括脱水塔体、塔顶冷凝器、塔顶气相出口、侧线采出口、粗甲苯二胺进料口、循环采出口、产品采出口、再沸器入口、集液装置、降液管、液体分布器、填料、分隔板、气相采出口、液相采出口、填料压圈、支撑板、分隔板开口、集液槽、集液盘和法兰；圆筒状的脱水塔体的顶端制有垂头式结构的塔顶冷凝器，塔顶冷凝器通过法兰与脱水塔体上部的塔顶气相出口固定连接，塔顶冷凝器上侧和下侧分别固定制有气相采出口和液相采出口 ；脱水塔体的内腔中上下间隔排列分别设置有四段填料，每段填料的底部分别同结构固定制有支撑填料的支撑板，每段填料的顶部分别固定制有固定填料的填料压圈，填料压圈上端自下而上依次制有液体分布器、降压管、集液盘和集液槽，集液盘和集液槽组合构成集液装置；自上而下的第一、二、三段填料分别采用波纹板结构或丝网结构的高效规整填料作为精馏段填料，最上面的第一段填料用于塔顶全回流，富集废水中的轻组分杂质；第二、三段填料将填料分为两段，提高填料的分离效率，使水与甲苯二胺有效的分离；自上而下的第二段填料上部与集液盘平行处制有侧线采出口，侧线采出口采出大部分废水，剩余废水作为回流液回流；自上而下的第四段填料采用抗堵的格栅填料作为提馏段填料，将粗甲苯二胺脱水和提浓；自上而下的第四段填料上部与集液盘平行处制有粗甲苯二胺进料口，粗甲苯二胺通过粗甲苯二胺进料口进入脱水塔体内；用于支撑第四段填料的支撑板的下部依次制有集液装置和降液管，粗甲苯二胺进入第四段填料分离后的液体经集液装置收集后通过降液管流入塔底；脱水塔体的塔底制有再沸器入口、分隔板、产品采出口和循环采出口，产品采出口和循环采出口分别固定制于脱水塔体底侧端的分隔板的两侧，分隔板下部制有方形的分隔板开口，再沸器入口固定制于脱水塔体的底侧面上的靠近产品采出口的一侧上部，塔底的甲苯二胺经加热后进入脱水塔体内进行气液分离后，一部分含水量低的甲苯二胺进入产品采出口作为采出，另一部分进入分隔板另一侧的循环采出口与回流的液体混合后从再沸器入口进入循环。
2.根据权利要求1所述的甲苯二胺清洁脱水装置，其特征在于将反应混合液粗甲苯二胺经粗甲苯二胺进料口进入脱水塔体内，与自上而下的第三段填料流下的液体混合后经降液管进入液体分布器，塔底气相与粗TDA在自上而下的第四段填料进行气液分离和热量交换，液体经第四段填料下方的集液装置收集后经降液管流入循环采出口，塔底的甲苯二胺经加热后由再沸器入口循环进入脱水塔体内，甲苯二胺在脱水塔体内气液分离后，液相进入产品采出口，气相向上依次分别进入各填料层，塔底的分隔板底部的方形分隔板开口将塔底物料放净；塔顶冷凝器将塔底上来的大部分气相在塔顶冷凝，未冷凝的气体由气相采出口排出，富集的少量有机杂质由液相采出口采出，大量冷凝液经塔顶的集液装置收集后通过降液管及液体分布器流入塔上部第一段填料，经第一段填料后大量废水由侧线采出口采出，部分废水作为回流液流向下一段填料。
全文摘要
本发明属于化工脱水设备技术领域，涉及一种甲苯二胺清洁脱水装置，脱水塔体的顶端制有塔顶冷凝器，塔顶冷凝器与脱水塔体上部的塔顶气相出口固定连接，塔顶冷凝器上侧和下侧分别固定制有气相采出口和液相采出口；脱水塔体内设置有四段填料，每段填料的底部和顶部分别固定制有支撑板和填料压圈，填料压圈上端制有液体分布器、降压管、集液盘和集液槽；第二段填料上部制有侧线采出口，第四段填料上部制有粗甲苯二胺进料口，第四段填料的支撑板的下部依次制有集液装置和降液管；脱水塔体的塔底制有再沸器入口、分隔板、产品采出口和循环采出口；其结构简单，原理可靠，生产成本低，物料利用率高，传质效率高，环境友好。
文档编号C07C209/86GK103157292SQ20131011400
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者孔令启, 李玉刚, 郑世清, 格士瑾 申请人:青岛科技大学, 青岛银科恒远化工过程信息技术有限公司