具有集成的冷凝器和分离器的设备的制作方法

文档序号:37228132发布日期:2024-03-05 15:35阅读:14来源:国知局
具有集成的冷凝器和分离器的设备的制作方法

本发明涉及一种用于从工艺气体混合物中分离可冷凝反应产物的设备,特别是用于从工艺气体混合物中分离粗甲醇的设备。


背景技术:

1、在用于生产可冷凝反应产物(例如粗甲醇)的非集成解决方案中,在分开的各个位置或各个设备中执行各个工艺步骤。对于甲醇合成的示例,这些工艺步骤至少包括:合成气体反应以产生甲醇、冷却反应混合物以冷凝粗甲醇以及从未反应的合成气体(残余气体)和气体混合物的惰性成分中分离冷凝的粗甲醇。

2、当使用各个设备时,工艺单元的工艺介质经由端口引入到压力设备中,并且从该压力设备引入到相应的内部设备部件中,在这些内部设备部件处被分配或被收集,并且随后被排出。这经由专用设备开口和与相应的设备相关的内部构件以及经由比如管道等连接元件来实现,并且取决于工艺单元的相对位置,经由进一步的比如泵等输送装置来实现。

3、因此,组合多个工艺单元需要多个压力设备和外部管道,该多个压力设备和外部管道需要在工厂内的地基上或结构性钢结构中单独制造和安装。这导致所需的资本支出(capex)以及运营支出(opex)方面的高成本。这尤其是由于所需的压力夹套和端口以及管道和输送装置的多样性。这些因素导致相关联的大总体积和相关联的大总表面积上的高压力降和热损失,并且导致所需的输送装置的更高能量输入。


技术实现思路

1、本发明的目的是至少部分地克服现有技术的前述缺点。

2、本发明的进一步目标是提供一种可以减少连接管道、各个压力夹套和设备池的数量的设备。

3、本发明的进一步目标是提供一种在履行至少两种工艺功能的同时具有尽可能最低的总体积和尽可能最低的总表面积的设备。

4、本发明的进一步目标是提供一种在履行至少两种工艺功能方面需要尽可能最低的总制造时间的设备。

5、本发明的进一步目标是提供一种在要履行的工艺功能方面需要尽可能最少数量的输送装置(如果有的话)的设备。

6、本发明的进一步目标是提供一种经构造以使得金属基部件中的材料应力最小化的设备。

7、独立权利要求有助于至少部分地实现上述目的中的至少一个。从属权利要求提供了优选实施例,其有助于至少部分地实现这些目的中的至少一个。根据本发明的一个类别的成分的优选实施例在相关的情况下对于根据本发明的相应的另一类别的相同命名的或对应的成分同样是优选的。

8、术语“具有”、“包括”或“包含”等不排除另外的要素、成分等的可能存在。不定冠词“一个/种”不排除复数的可能存在。

9、本发明的第一方面提出了一种用于从工艺气体混合物中分离可冷凝反应产物的设备,该设备包括:

10、-压力夹套,该压力夹套具有内部,其中,至少两个流体互连的工艺单元彼此上下地布置在该内部中;

11、-第一工艺单元,其中,该第一工艺单元被配置为用于从工艺气体混合物中冷凝反应产物,并且

12、该第一工艺单元呈板式热交换器形式,并且该第一工艺单元包括多个竖直地布置并且彼此平行的板,这些板具有可穿过的板内部,并且相邻的板之间存在板间隙,其中,这些板间隙可由工艺气体混合物从顶部到底部穿过,并且这些板内部可由冷却介质穿过,优选地可由冷却介质从底部到顶部穿过;

13、-第二工艺单元,该第二工艺单元被布置在第一工艺单元下方,其中,第二工艺单元流体连接到第一工艺单元的板间隙,并且其中,第二工艺单元呈气液分离器形式,并且被配置为用于将可在第一工艺单元中获得的冷凝后的反应产物与残余气体分离。

14、根据本发明,“多个”板应被理解为意指多个板,但优选地大于两个板,特别地至少5个板,或至少10个板,或至少25个板,或至少50个板。

15、压力夹套的内部中的至少两个工艺单元包括第一和第二工艺单元。

16、根据本发明,两个工艺单元集成在共同的压力夹套中。压力夹套应被理解为意指能够承受相对高的内部压力(特别地明显高于标准压力的内部压力,例如高于5巴的压力)的包围结构。

17、第一工艺单元履行从工艺气体混合物中冷凝可冷凝反应产物的功能。因此,第一工艺单元尤其履行冷凝器的功能。为履行该功能,第一工艺单元呈板式热交换器形式。

18、两个相邻的板彼此间隔开,使得在两个相邻的板之间形成板间隙。板间隙可由工艺气体混合物从顶部到底部穿过,并且板间隙可由冷却介质穿过,优选地可由冷却介质从底部到顶部穿过。换句话说,设备包括被配置为使得板间隙可由工艺气体混合物从顶部到底部穿过并且板内部可由冷却介质穿过、优选地可由冷却介质从底部到顶部穿过的装置。第一工艺单元的板内部优选地可沿竖直方向穿过,特别地可由冷却介质从底部到顶部沿竖直方向穿过。第一工艺单元的板间隙优选地可沿竖直方向穿过,特别地可由工艺气体混合物从顶部到底部沿竖直方向穿过。

19、第二工艺单元履行将冷凝后的或可冷凝的反应产物与残余气体分离的功能。因此,第二工艺单元履行气液分离器的功能,并且被配置为比如分离器。

20、因此,在第二工艺单元中,液体反应产物与剩余气态成分分离。在一个示例中,工艺气体混合物是来自上游甲醇合成的气态反应产物,该上游甲醇合成具有为反应气体混合物的合成气体(氢气、一氧化碳、二氧化碳)。在该示例中,工艺气体混合物包含:

21、-粗甲醇,该粗甲醇作为可冷凝反应产物包括甲醇、水和可冷凝副产物,

22、-残余气体,该残余气体包括未转换的合成气体、惰性成分和不可冷凝副产物。

23、第一和第二工艺单元彼此上下地布置在压力夹套内,其中,第二工艺单元被布置在第一工艺单元下方。两个工艺单元流体互连。特别地,第一和第二工艺单元关于工艺气体混合物和可从工艺气体混合物冷凝的成分流体互连。

24、第一和第二工艺单元优选地被布置为串行对齐,即沿着与第一和第二工艺单元共同的直线或轴线布置。因此,第二工艺单元优选地被布置为使得第二工艺单元不相对于第一工艺单元偏移,并且反之亦然。

25、例如,在第一工艺单元中,通过用优选地与工艺气体混合物逆流流动的冷却介质进行冷却,从热工艺气体混合物中冷凝粗甲醇。例如,在第二工艺单元中,从因此得到的混合物中分离粗甲醇。在压力夹套内,在操作中尤其具有较高温度的第一工艺单元与在操作中尤其较冷的第二工艺单元间隔开,但流体连接到该第二工艺单元。

26、在操作中,建立了从上部较暖区域到下部较冷区域的温度梯度。由于工艺气体混合物在最初未冷却或最好由上游工艺单元预冷却的设备顶部处进入第一工艺单元,因此设备的顶部区域在操作中具有最高温度。在设备的顶部处进入的热工艺气体混合物最初是气态的,而沿设备的底部的方向,该工艺气体混合物越来越倾向于通过渐进冷却而变相,即越来越大比例的反应产物从工艺气体混合物中冷凝。

27、由于介质在较高温度下的密度相对低于相同介质在较低温度下的密度,因此在操作期间还建立了从设备的上部区域中的低密度到设备的下部区域中的较高密度的密度梯度。由于较重的组分由于重力的作用聚集在设备的下部区域中,这有利于在板间隙侧的冷凝工艺气体混合物从顶部到底部的预期流动方向。最后,第一工艺单元的板的竖直布置也进一步有利于工艺气体混合物的预期流动方向。

28、上述效果的组合使得关于根据本发明的设备可以在工艺气体混合物侧完全免除强制流动输送装置,例如泵。这适用于第一和第二工艺单元。在第二工艺单元中将液体反应产物与残余气体分离是根据重力原理实现的,并且因此不需要任何强制流动输送装置。

29、此外,根据本发明的设备仅需要用于两种工艺功能(冷凝和分离)的单一压力夹套。

30、根据本发明的设备的优点还扩展到冷却介质的传导。冷却介质优选地在可穿过的板的板内部侧从底部到顶部传导,而要冷却的工艺气体混合物在板间隙侧从顶部到底部传导。因此,冷却介质优选地在工艺单元的下部区域中进入到工艺单元中,并且优选地在上部区域中离开工艺单元。因此,在流动方向上从底部到顶部,通过冷却工艺气体混合物,冷却介质被连续地加热和/或从液相连续地转换为气相。因此,对于这种情况,在第一工艺单元的板内部侧和板间隙侧两者都建立了上述温度梯度。

31、通过本发明的第一和第二工艺单元的布置和本发明的流动管理在操作中建立的温度梯度不仅见于流动介质中,而且还对应地见于设备的金属结构中。由于从上部区域到下部区域连续下降的温度梯度也见于设备的金属结构中,并且没有表现出任何温度尖峰,因此由于局部出现的大温差而引起的可能的热应力被减少到最小。第一和第二工艺单元以及压力夹套特别地由金属或金属合金制造。优选的是,至少第一和第二工艺单元的介质传导部件以及压力夹套由金属或金属合金制造。

32、根据本发明的设备的一个实施例的特征在于,该设备包括支撑结构,其中,该支撑结构呈至少部分地布置在工艺单元下方的支持装置形式或呈至少部分地布置在工艺单元上方的悬浮装置形式,并且因此在工艺单元与压力夹套之间形成机械连接,或者,该支撑结构呈至少部分地布置在第一工艺单元与第二工艺单元之间的连接元件形式,并且因此在两个工艺单元与压力夹套之间形成机械连接。

33、在本发明的上下文中,“支撑结构”还可以替代地被称为“支撑元件”。

34、在该实施例中,支撑结构呈悬浮装置、支持装置或连接元件形式。在悬浮装置的情况下,支撑结构至少部分地(即部分地或完全地)布置在相应的工艺单元上方。在支持装置的情况下,支撑结构至少部分地(即部分地或完全地)布置在相应的工艺单元下方。

35、在该实施例的一个示例中,支撑结构呈至少部分地布置在工艺单元下方的支持装置形式,并且因此在工艺单元与压力夹套之间形成机械连接。于是,相应的工艺单元(即第一和/或第二工艺单元)可以有利地在压力夹套内沿竖直方向向上自由膨胀。

36、在该实施例的进一步示例中,支撑结构呈至少部分地布置在工艺单元上方的悬浮装置形式,并且因此在工艺单元与压力夹套之间形成机械连接。于是,相应的工艺单元(即第一和/或第二工艺单元)可以有利地在压力夹套内沿竖直方向向下自由膨胀。

37、在该实施例的进一步示例中,支撑结构呈至少部分地布置在第一工艺单元与第二工艺单元之间的连接元件形式,并且因此在两个工艺单元与压力夹套之间形成机械连接。于是,第一工艺单元可以有利地在压力夹套内沿竖直方向向上自由膨胀,并且于是,第二工艺单元可以有利地在压力夹套内沿竖直方向向下自由膨胀。

38、相应的工艺单元与压力夹套之间的机械连接可以是摩擦锁定连接和/或原子级连接。摩擦锁定连接的一个示例是螺纹连接。原子级连接的一个示例是焊接连接。

39、根据本发明的设备的进一步实施例的特征在于,该设备包括支撑结构,其中,该支撑结构呈至少部分地布置在第二工艺单元下方的支持装置形式或者呈至少部分地布置在第一工艺单元上方的悬浮装置形式,并且因此在相应的工艺单元与压力夹套之间形成机械连接,并且该设备包括至少部分地布置在第一工艺单元与第二工艺单元之间的连接元件,其中,该连接元件在第一工艺单元与第二工艺单元之间形成机械连接。

40、在该实施例中,设备包括至少部分地布置在第一工艺单元上方或至少部分地布置在第二工艺单元下方的支撑结构。连接元件仅实现第一工艺单元与第二工艺单元之间的机械连接。取决于支撑结构的布置和固定,在操作中的热加热的情况下,整个结构可以因此向下自由膨胀或向上自由膨胀。

41、根据本发明的设备的一个实施例的特征在于,第一工艺单元的板呈枕板形式。

42、替代传统的直热交换器板,枕板提供了关于机械稳定性和热传递效率(尤其是在根据本发明的设备方面)的优点。枕板尤其将高外部耐压性与灵活布置的可能性组合。在de10 2016 005 999 a1中更具体地描述了枕板热交换器。

43、根据本发明的设备的一个实施例的特征在于,第一工艺单元包括第一和第二隔室,其中,所述隔室被配置为使得第一隔室的板间隙可由工艺气体混合物从顶部到底部穿过,并且第二隔室的板间隙可由可从第二工艺单元排出的残余气体从底部到顶部穿过,因此,进一步的反应产物可从第二隔室的板间隙中的残余气体中冷凝。

44、第一隔室的板间隙可由工艺气体混合物从顶部到底部穿过,并且第二隔室的板间隙可由可从第二工艺单元中排出的残余气体从底部到顶部穿过。换句话说,该实施例的设备包括被配置为使得第一隔室的板间隙可由工艺气体混合物从顶部到底部穿过并且第二隔室的板间隙可由可从第二工艺单元排出的残余气体从底部到顶部穿过的装置。

45、第一工艺单元的第二隔室履行后冷却器的功能。第一工艺单元的第一隔室继续履行冷凝器的功能。两个隔室都呈板式热交换器形式。

46、第二隔室的板的板内部优选地可由冷却介质从底部到顶部穿过。换句话说,该实施例的设备包括被配置为使得第二隔室的板内部优选地可由冷却介质从底部到顶部穿过的装置。

47、在该实施例中,第一工艺单元(即呈热交换器形式的第一工艺单元)被细分为第一和第二隔室。第一隔室用于冷却该第一隔室的板间隙中的工艺气体混合物,并且因此同样用于冷凝可冷凝反应产物。第一工艺单元的第二隔室被配置为使得可从第二工艺单元排出的残余气体可以在第二隔室的板间隙侧从底部传导到顶部。第二隔室履行后冷却器的功能,即被配置为后冷却器。

48、第二隔室的板的板间隙被配置为使得这些板间隙可由残余气体从底部到顶部穿过。第二隔室的板的板间隙尤其被配置为使得这些板间隙可由残余气体沿竖直方向从底部到顶部穿过。这使得进一步的液体反应产物通过用在板内侧上传导的冷却介质进行冷却而从残余气体中冷凝。残余气体和冷却介质优选地以并流方式流动。这导致从第二工艺单元排出的残余气体的过冷却或后冷却,该残余气体在引入到第二隔室中之前处于气态反应产物饱和状态。由于热交换器板的竖直布置,冷凝出的反应产物向下“降落”,并且收集在第二工艺单元(分离器)的底部中。由于第一工艺单元的上部区域中的第二隔室因工艺气体在第一工艺单元的顶部区域中进入并且冷却介质在第二隔室中从底部到顶部传导而具有最高温度,因此反应产物的任何夹带的液滴有利地在第一工艺单元的该上部区域中被蒸发。这防止了残余气体以双相流(气态/液态)的形式离开第一工艺单元的第二隔室。这降低了损坏布置在下游的压缩机的风险。此外,布置在该区域中的连接管道可以具有较小的直径,因为单相流(气态)允许在管道中有较高速度。

49、在该实施例中,第二工艺单元中的分离效率通过与第一工艺单元的第二隔室的相互作用而增加。这是特别有利的,因为残余气体中较小比例的可冷凝成分保护了连接在下游的任何压缩机(参见上文),或者这些压缩机首先不需要被配置为用于与潮湿气体一起操作。这节省了关于这样的压缩机的资本成本。

50、鉴于此,根据本发明的设备的一个实施例的特征在于,该压力夹套的内部具有布置在其中的干燥设备,其中,该干燥设备流体连接到第二隔室的板间隙。

51、流体连接到第二隔室的板间隙的干燥设备进一步提高了第二工艺单元中的分离效率。干燥设备特别地是液滴分离器或除沫器,该液滴分离器或除沫器履行将小液滴凝聚成更大液滴的功能。

52、因此,液滴分离器或除沫器还可以被称为凝聚器,即履行凝聚器的功能。

53、可因此产生的较大液滴随后通过第二隔室的板间隙向下流动到第二工艺单元,即向下排出到第二工艺单元。

54、干燥设备优选地提供较大的暖金属表面。未凝聚的非常小的液滴被蒸发并且以气相形式离开第一工艺单元的第二隔室。

55、因此,干燥设备(特别地液滴分离器或除沫器)有利地布置在第一工艺单元上方,特别地在第一工艺单元的第二隔室上方。干燥设备尤其沿残余气体的流动方向被布置在第一工艺单元的第二隔室下游。

56、由于第二隔室的干燥设备沿残余气体的流动方向被布置在第二隔室下游,因此该干燥设备也用作额外的安全装置,以防止残余气体作为双相混合物(气态/液态)从第一工艺单元的第二隔室排出。可选地在第二隔室的上部区域中不蒸发的液体在干燥设备中凝聚,并且因此进入到第二工艺单元中或被蒸发。

57、根据本发明的设备的一个实施例的特征在于,该设备具有工艺气体入口端口,其中,该工艺气体入口端口流体连接到第一工艺单元的板间隙,并且延伸穿过压力夹套,其中,该工艺气体入口端口被布置在设备的顶部处,使得工艺气体混合物可以在设备的顶部处进入第一工艺单元。

58、用于将工艺气体混合物供应到第一工艺单元所需的工艺气体入口端口优选地被布置在设备的顶部处,特别地被布置在第一工艺气体单元的顶部处。

59、根据本发明的设备的一个实施例的特征在于,该设备具有冷凝物出口端口,其中,该冷凝物出口端口流体连接到第二工艺单元,并且延伸穿过压力夹套,其中,该冷凝物出口端口被布置在设备的底部处,使得冷凝后的反应产物可以在设备的底部处离开第二工艺单元。

60、用于将分离的液体反应产物(冷凝物)从第二工艺单元中排出所需的冷凝物出口端口优选地被布置在设备的底部处,特别地被布置在第二工艺单元的底部处。

61、另外,将工艺气体入口端口布置在设备的顶部处并且将冷凝物出口端口布置在设备的底部处有利于工艺气体混合物和可冷凝反应产物沿竖直方向从顶部到底部的自然流动方向。端口的引入管段和引出管段优选地至少部分地竖直地布置。

62、根据本发明的设备的一个实施例的特征在于,该设备具有冷却介质入口端口和冷却介质出口端口,其中,该冷却介质入口端口和该冷却介质出口端口延伸穿过压力夹套,并且其中,该冷却介质入口端口和该冷却介质出口端口流体连接到第一工艺单元的板内部,并且其中,该冷却介质入口端口被布置在第一工艺单元的底部处,并且该冷却介质出口端口被布置在第一工艺单元的顶部处,使得冷却介质可以在底部处进入第一工艺单元并且冷却介质可以在顶部处离开第一工艺单元。

63、由于将冷却介质入口端口布置在第一工艺单元的底部处并且将冷却介质出口端口布置在第一工艺单元的顶部处,并且在从底部到顶部穿过的情况下,给定强制循环泵和冷却介质贮液器的适当布置,第一工艺单元甚至可以在冷却水循环泵故障的情况下继续操作。端口的引入管段和引出管段优选地被布置在设备侧并且至少部分地水平。

64、根据本发明的设备的一个实施例的特征在于,流体连接到板内部的分配器系统被布置在压力夹套的内部中,其中,该分配器系统被配置为用于将进入设备的冷却介质分配到第一工艺单元的板内部。

65、分配器系统特别地流体连接到设备的冷却介质入口端口。经由冷却介质入口端口进入设备的冷却介质经由分配器系统分配到各个板(在目前情况中是这些板的板内部)。

66、根据本发明的设备的一个实施例的特征在于,流体连接到板内部的收集器系统被布置在压力夹套的内部中,其中,该收集器系统被配置为用于收集离开第一工艺单元的板内部的冷却介质。

67、收集器系统特别地流体连接到设备的冷却介质出口端口。经由收集器系统收集离开各个板的板内部的冷却介质。收集的冷却介质随后经由冷却介质出口端口离开设备。

68、示例性实施例

69、在下文中,通过示例性实施例更具体地阐明本发明。在以下详细描述中,参考形成示例性实施例的一部分并且包含本发明的特定实施例的图示表示的附图。鉴于此,参照所描述的附图的取向使用比如“顶部”、“底部”、“前”、“后”等方向特异性术语。由于实施例的部件可以以多个取向定位,因此方向特异性术语是用于说明,并且不以任何方式进行限制。本领域技术人员将认识到,在不脱离本发明的保护范围的情况下,可以使用其他实施例并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此,以下详细描述不应在限制性意义上进行理解,并且这些实施例的保护范围由所附权利要求限定。除非另有说明,否则附图不是按比例的。

70、在以下描述和附图中,相同的元件用相同的附图标记来描述。箭头展示了工艺气体混合物、冷凝后的反应产物、残余气体和冷却介质的流动方向。

71、在这些图中:

72、图1示出了根据本发明的第一示例的设备的高度简化的示意图,以及

73、图2示出了根据本发明的第二示例的设备的高度简化的示意图。

74、图1示出了根据本发明的第一示例的设备1的高度简化的示意图(轮廓草图)。该图的左侧以前视图示出了设备1。在图1的右侧,图1进一步示出了第一工艺单元5的一部分的侧视图。

75、根据图1的设备1示出了压力夹套3,在该压力夹套的内部4中布置有第一工艺单元5和第二工艺单元6。第一工艺单元5被布置在该内部的上部部分中,而第二工艺单元6被布置在内部4的下部部分中并且在第一工艺单元5下方。工艺单元5和6二者例如经由对应管道(未示出)流体互连。

76、第一工艺单元5履行从工艺气体混合物15中冷凝可冷凝反应产物的功能,该工艺气体混合物经由工艺气体入口端口(未示出)从上方引入到第一工艺单元中。工艺气体入口端口延伸穿过压力夹套3,即在设备的外部与第一工艺单元5之间建立连接。工艺气体混合物例如是来自甲醇合成的气态混合物,该甲醇合成从作为反应气体混合物的合成气体开始。在第一工艺气体单元5中,工艺气体混合物从顶部流动到底部,并且因此被冷却,结果是使例如粗甲醇(甲醇与水混合物)等反应产物从工艺气体混合物中冷凝出。

77、工艺气体混合物的冷却经由冷却介质来实现,该冷却介质经由冷却介质入口端口(未示出)作为冷却介质14a引入到第一工艺单元中。冷却介质入口端口延伸穿过压力夹套3,即在设备的外部与第一工艺单元5之间建立连接。例如,冷却介质14a是冷却水。冷却介质14a通过冷却工艺气体混合物15而被加热和/或被蒸发。该冷却介质作为耗尽的冷却介质14b经由冷却介质出口端口(未示出)从第一工艺单元5排出。

78、第一工艺单元5呈板式热交换器形式。因此,第一工艺单元5具有多个可穿过的(热交换器)板7,这些板的布置在右侧的侧视图中示出。通过示例仅示出了三个板7,而第一工艺单元5实际上将具有实质上更多数量的板7。板的整体还可以被称为板包(platepacket)。板7竖直地布置并且具有板内部8。板内部8可由冷却介质穿过。冷却介质14a在底部区域中进入第一工艺单元5,通过板内部沿竖直方向从底部到顶部穿过板7,并且随后在第一工艺单元的顶部区域中离开板7。在特别有利的实施例中,板7并不是呈如此处所示出的直板形式,而是呈枕板形式。在该实施例中,第一工艺单元将相应地呈枕板式热交换器的形式。

79、可穿过的板7竖直地布置并且彼此平行地间隔开。因此,相应的相邻的板7限定了由点区域表示的板间隙9。板间隙还可以由板7与第一工艺单元5的壁(未示出)之间的可自由穿过的空间来限定。在任何情况下,第一工艺单元5都以这样的方式进行配置,并且包括使得板间隙9可由工艺气体混合物15从顶部到底部穿过的装置。液体反应产物通过在板内部中逆流流动的冷却介质14a的间接冷却而从工艺气体混合物15中冷凝。这产生冷凝物(液体反应产物)和未冷凝的残余气体的混合物16,该混合物在板间隙侧从第一工艺单元5在其底部区域中排出。该混合物经由比如管道或由多个管道构成的更复杂系统以及可选的收集器和分配器(未示出)等流体连接被传递到第二工艺单元6。

80、经由冷却介质入口端口(未示出)供应的冷却介质14a经由分配器系统12(水平的阴影区域)被分配到各个板7或相应的板内部8。耗尽的冷却介质14b(例如加热的冷却水)经由收集器系统13从板内部8组合,并经由冷却介质出口端口(未示出)从设备中取出。

81、第一工艺单元5通过支撑结构连接到设备1的压力夹套3。支撑结构被布置在第一工艺单元5下方,并且因此呈支持装置10形式。支持装置10既机械连接到第一工艺单元5的下部区域或底部区域,又机械连接到压力夹套3(未示出)的内侧。机械连接的类型可以是任何合适类型的机械连接,例如焊接连接。由于支撑结构作为支持装置10布置在第一工艺单元5下方,因此在操作中加热的情况下,所述单元可以相应地在内部4内自由向上膨胀。

82、第二工艺单元6在内部4中布置在第一工艺单元5下方。第二工艺单元6呈气液分离器形式。因此,引入到第二工艺单元6中的冷凝物(液体反应产物)和残余气体的混合物在该第二工艺单元中被分离成液相和气相。换句话说,将液相从双相混合物中分离。在所示出的示例中,气液分离器呈具有锥形渐缩底部的圆柱形容器形式。例如在甲醇合成的情况下,残余气体包含未转换的合成气体、惰性不可冷凝成分、未分离的粗甲醇和不可冷凝副产物。残余气体经由残余气体出口端口(未示出)从第二工艺单元中取出。残余气体出口端口延伸穿过设备1的压力夹套3。

83、在第二工艺单元6的底部中获得分离的冷凝物(液体反应产物)17。所述冷凝物经由冷凝物出口端口(未示出)从第二工艺单元6中取出,并且被送出以供进一步处理。冷凝物出口端口延伸穿过设备的夹套3,并且基本上表示第二工艺单元6的出口与设备1的外部环境之间的连接。

84、第二工艺单元6通过支撑结构连接到设备1的压力夹套3。该支撑结构被布置在第二工艺单元6上方,并且因此呈悬浮装置11形式。悬浮装置11既机械连接到第二工艺单元6的上部区域或顶部区域,又机械连接到压力夹套3的内侧。机械连接的类型可以是任何合适类型的机械连接,例如焊接连接。由于支撑结构作为悬浮装置11布置在第二工艺单元6上方,因此在操作中加热的情况下,所述单元可以在内部4内自由向下膨胀。

85、图2示出了根据本发明的第二示例的设备2的高度简化的示意图(轮廓草图)。该图的左侧以前视图示出了设备2。在图2的中间,图2进一步示出了第一工艺单元5的第一隔室5a的一部分的侧视图。在图2的右侧,图2进一步示出了第一工艺单元5的第二隔室5b的一部分的侧视图。

86、相对于图2中的示例,已经在图1中示出的具有与图2中的元件相同的附图标记的元件履行与图1的示例中相同的功能,并且因此不再详细说明。

87、根据如图2中示出的示例的设备2包括具有两个不同隔室5a和5b的第一工艺单元5。设备2进一步包括作为干燥设备的液滴分离器(除沫器)19。

88、第一工艺单元的隔室5a和5b在它们的结构特征方面没有根本的不同。两个隔室都具有竖直布置并且彼此平行的(热交换器)板7。这些隔室由冷却介质14a在这些隔室的板内侧8上沿竖直方向从底部到顶部穿过。然而,与第一隔室5a相反,第二隔室5b的板间隙9没有被工艺气体混合物15穿过,也没有被沿竖直方向从顶部到底部穿过。相反地,第二隔室5b的板间隙9由从第二工艺单元6中排出的残余气体18沿竖直方向从底部到顶部穿过。残余气体18的后冷却是通过在隔室5b的板内侧8上用冷却介质14a进行冷却来实现。该后冷却使进一步的冷凝物(液体反应产物)从先前饱和的残余气体18中冷凝出。形成的冷凝物在隔室5b的板间隙侧向下流动,并且经由对应的流体连接(未示出)进入到第二工艺单元6(呈气液分离器形式)中,并且在其中在第二工艺单元6的底部中与以其他方式获得的冷凝物17分离。由于将未处于气态反应产物饱和状态的残余气体从设备中取出,因此与设备1相比,分离的效率得以提高。

89、在第二隔室5b中,残余气体18和冷却介质14a、14b以并流方式流动。

90、根据设备2,通过将干燥设备(这里是液滴分离器(除沫器)19)布置在第二隔室5b上方,进一步提高了分离效率。液滴分离器19流体连接到第一工艺单元5的第二隔室5b。冷凝的反应产物的较小液滴在该液滴分离器中凝聚成较大的液滴。这增加了这些液滴的“重量”,然后,这些液滴还在重力作用下经由第二隔室的板间隙9向下流动,并且进入到第二工艺单元6中。不能凝聚成滴状物的液滴在第二隔室5b的上部区域中和/或在液滴分离器19中被蒸发。这确保从设备2中排出纯气态的残余气体18。

91、附图标记清单

92、1,2             设备

93、3               压力夹套

94、4               内部

95、5               第一工艺单元

96、5a              (第一工艺单元的)第一隔室

97、5b              (第一工艺单元的)第二隔室

98、6               第二工艺单元

99、7               (热交换器)板

100、8               板内部

101、9               板间隙

102、10              支持装置(支撑结构)

103、11              悬浮装置(支撑结构)

104、12              分配器系统

105、13              收集器系统

106、14a,14b         冷却介质

107、15              工艺气体混合物

108、16              反应产物(冷凝物)和残余气体

109、17              反应产物(冷凝物)

110、18              残余气体

111、19              液滴分离器(干燥设备)

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