甲缩醛精馏塔的制作方法

本申请涉及甲缩醛的生产设备技术领域，特别涉及一种甲缩醛精馏塔。

背景技术：

甲缩醛，为微具气味的无色透明液体。近年来，国内在生产甲缩醛工艺上一直沿用硫酸法，对设备的腐蚀严重。日本为了解决老工业法的弊病和配合甲缩醛装置，开发了以催化精馏法合成甲缩醛。催化剂采用固体树脂，从根本上解决了设备腐蚀的问题，并大大提高了产品的产量和品质。山东烟台大学在日本工艺的基础上，成功研发了以固体催化剂的反应和蒸馏联合技术，目前，国内只有少数公司将其工业化。该法采用一塔工艺，塔内常压操作，催化剂填充在塔内，反应和精馏均在塔内进行。但此工艺设备只能生产甲缩醛浓度在85～92％的甲缩醛产品，不能得到高浓度的产品，这样就限制了甲缩醛在一些领域的应用。。故此需要提出改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种甲缩醛精馏塔，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种甲缩醛精馏塔，包括筒状塔身、设置于所述塔身底部的裙座、设置于所述塔身顶端的塔顶吊住，所述塔身内部由下往上依次为塔釜段、塔盘段、填料段和塔顶段，所述填料段至少包括第一填料段和第二填料段，所述第一填料段和第二填料段的上端均设置有液体分布器，所述第二填料段的下部设置有液体收集器，所述第一填料段和第二填料段内均填设有固体催化填料，所述塔身上开设进料口和出料口，所述进料口包括设置在塔釜段上部侧边的气体循环口、设置在塔盘段和第一填料段之间的原料进口、设置在塔顶段侧边的回流口，所述出料口包括设置在塔釜段底部的液体循环口和塔釜液出口、以及设置在塔顶段顶部的气体出口。

优选的，在上述的甲缩醛精馏塔中，所述裙座包括裙座筒体和基础环板，所述裙座筒体顶端焊接于所述塔身底部，所述基础环板固定于所述裙座筒体的底部，所述基础环板内凹设有若干开口向外的u型开口槽，所述u型开口槽等间距圆周阵列设置于所述基础环板，所述裙座筒体外壁设有地脚螺栓座，所述地脚螺栓座包括固定于所述裙座筒体外壁的环状盖板，所述盖板内凹设有与所述u型开口槽对应设置的第一通孔，所述第一通孔两侧分别设置有连接所述盖板和基础环板的第一筋板，所述第一通孔顶端设有垫板，所述垫板内凹设有第二通孔，所述第二通孔的直径小于所述第一通孔的直径，所述地脚螺栓座还包括接地板，所述接地板固定于所述第一筋板。

优选的，在上述的甲缩醛精馏塔中，所述裙座筒体设有分别与所述塔釜液出口和液相循环口对应设置的环状第一引出管，所述塔釜液出口和液相循环口分别通过第二引出管连接于所述塔身底部，并突出于裙座筒体，所述第二引出管的外壁设置有与所述第一引出管内壁对应设置的第二筋板。

优选的，在上述的甲缩醛精馏塔中，所述裙座筒体靠近所述塔身的一端外壁设有排气孔，所述裙座筒体底部凹设有排液孔，所述裙座筒体还设有检查孔和尾吊。

优选的，在上述的甲缩醛精馏塔中，所述塔身在塔釜段、塔盘段、塔盘段和第一填料段之间、第一填料段和第二填料段之间以及塔顶段分别凸设有可开闭的人孔。

优选的，在上述的甲缩醛精馏塔中，所述塔釜段侧边开设有三上下分布的接口，分别为第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口包括一接口，并连接于外部压力计，所述第二接口包括两接口，并分别连接于外部就地液位计和远传液位计，所述第三接口包括三接口，分别连接于外部就地液位计、远传液位计和温度计。

优选的，在上述的甲缩醛精馏塔中，所述塔身位于所述第一填料段和第二填料段的下方的侧边分别开设有第四接口，两所述第四接口分别连接于外部温度计，所述塔顶段侧边设有第五接口，并连接于外部压力计。

优选的，在上述的甲缩醛精馏塔中，所述塔身的内壁设有与所述原料进口对应设置的缓冲板，所述塔釜液出口内设有防涡板。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本新型甲缩醛精馏塔同时有塔盘段和填料段，使得反应过程和精馏过程在同一个设备中完成，大大节省设备投资，节约生产时间，且在同一精馏塔内装填多段催化填料，使用催化填料，使得醇和甲醛能在催化反应精馏塔内完成缩合反应的同时，高效地完成产品的分离，生成的反应物立即从反应区蒸出，破坏可逆反应的化学平衡，增加反应的转化率，提高反应的选择性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中甲缩醛精馏塔的结构示意图。

图2所示为本发明具体实施例中地脚螺栓座的结构示意图。

图3所示为本发明具体实施例中地脚螺栓座的侧视图。

图4所示为本发明具体实施例中第一引出管和第二引出管的安装示意图。

图5所示为本发明具体实施例中第二筋板的安装示意图。

图6所示为本发明具体实施例中缓冲板的结构示意图。

图7所示为本发明具体实施例中防涡板的安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参图1至图7所示，本实施例中的甲缩醛精馏塔，包括筒状塔身100、设置于塔身100底部的裙座200、设置于塔身100顶端的塔顶吊柱300，塔身100内部由下往上依次为塔釜段400、塔盘段500、填料段600和塔顶段700，填料段600至少包括第一填料段610和第二填料段620，第一填料段610和第二填料段620的上端均设置有液体分布器800，第二填料段620的下部设置有液体收集器900，第一填料段610和第二填料段620内均填设有固体催化填料，塔身100上开设进料口和出料口，进料口包括设置在塔釜段400上部侧边的气体循环口110、设置在塔盘段500和第一填料段610之间的原料进口120、设置在塔顶段700侧边的回流口130，出料口包括设置在塔釜段400底部的液体循环口140和塔釜液出口150、以及设置在塔顶段700顶部的气体出口160。

该技术方案中，固体催化填料优选强酸性大孔径阳离子树脂催化剂或hzsm-5分子筛等固体酸催化剂制成，使得醇和甲醛能在催化反应精馏塔内完成缩合反应，使用过程中，通过原料进口加入甲醇，甲醇流入塔釜段后从液体循环口进入再沸器，再沸器以低压蒸汽为热源加热流入的甲醇，甲醇被加热成气体后从气体循环口进入塔身内，气体由塔身内底部不断向上流动，然后从回流口加入甲醛溶液液体由上往下流动，甲醇气体由下往上流动，由塔顶流下的甲醛溶液在液体分布器中被均匀分布向下流入第二填料段，甲醛溶液与上升的气体在第二填料段表面充分接触后继续向下流动进入液体收集器，液体收集器将液体收集后送至液体分布器重新分布液体，被重新分布的液体流入第一填料段，此时液体与上升的气体在第一填料段表面充分接触后继续往下流经塔盘段后至塔釜段，在此过程中，甲醛和甲醇发生反应生成甲缩醛，生成的甲缩醛立即蒸出，破坏可逆反应的化学平衡，增加反应的转化率，提高反应的选择性，同时，利用甲醛溶液中所含有的水来破坏缩醛与醇形成的共沸物，提高塔顶甲缩醛的浓度，甲缩醛由气体出口流出，从塔顶流出的气体冷凝处理，得到高浓度的甲缩醛和甲醛，甲醛制成甲醛溶液重新由回流口流入塔身内，液体流经塔盘段时，液体中的甲缩醛和甲醛转为气相上升，最终进入塔釜段的液体含有甲醇和低于500ppm的甲醛，然后经过外部再沸器等设备处理，甲醇重新被加热成气体后从气体循环口进入塔身内，含有低于500ppm甲醛的水作为工艺水返回甲醛吸收塔，作为吸收液，从而实现工艺水的闭路循环。

进一步地，裙座200包括裙座筒体210和基础环板220，裙座筒体210顶端焊接于塔身100底部，基础环板220固定于裙座筒体210的底部，基础环板220内凹设有若干开口向外的u型开口槽221，u型开口槽221等间距圆周阵列设置于基础环板220，裙座筒体210外壁设有地脚螺栓座，地脚螺栓座包括固定于裙座筒体210外壁的环状盖板230，盖板230内凹设有与u型开口槽221对应设置的第一通孔231，第一通孔231两侧分别设置有连接盖板230和基础环板220的第一筋板240，第一通孔231顶端设有垫板250，垫板250内凹设有第二通孔251，第二通孔251的直径小于第一通孔231的直径，地脚螺栓座还包括接地板260，接地板260固定于第一筋板240。

该技术方案中，利用m54的地脚螺栓对该甲缩醛精馏塔进行固定，u型开口槽的直径为80mm，第一通过的直径为75mm，方便地脚螺栓的套设，而第二通孔的直径为59mm，待该甲缩醛精馏塔吊装并与地脚螺栓定位后，将垫板焊接于盖板，使得该甲缩醛精馏塔固定更加稳定。

进一步地，裙座筒体210设有分别与液体循环口140和塔釜液出口150对应设置的环状第一引出管270，液体循环口140和塔釜液出口150分别通过第二引出管170连接于塔身100底部，并突出于裙座筒体210，第二引出管的外壁设置有与第一引出管内壁对应设置的第二筋板171。

该技术方案中，第二引出管的外壁设有三块等间距圆周阵列设置的第二筋板，第二筋板外端与第一引出管内壁间隔2mm设置，避免第二引出管变形或被折弯等。

进一步地，裙座筒体210靠近塔身100的一端外壁设有排气孔211，裙座筒体210底部凹设有排液孔212，裙座筒体210还设有检查孔280和尾吊290。

该技术方案中，排气孔和排液孔用于平衡因温度变化而造成的压强变化和排出因温度变化而生成的液体，检查孔用于观察裙座内部情况，尾吊用于裙座的吊装。

进一步地，塔身100在塔釜段400、塔盘段500、塔盘段500和第一填料段610之间、第一填料段610和第二填料段620之间以及塔顶段700分别凸设有可开闭的人孔180。

在该技术方案中，人孔处于常闭状态，需要检查或维护时打开。

进一步地，塔釜段400侧边开设有三上下分布的第一接口1、第二接口2和第三接口3，第一接口包括一接口，并连接于外部压力计，第二接口包括两接口，并分别连接于外部就地液位计和远传液位计，第三接口包括三接口，分别连接于外部就地液位计、远传液位计和温度计。

在该技术方案中，用以监测塔釜段内的液位高度和温度。

进一步地，塔身100位于第一填料段610和第二填料段620的下方的侧边分别开设有第四接口4，两第四接口分别连接于外部温度计，塔顶段700侧边设有第五接口5，并连接于外部压力计。

在该技术方案中，第四接口分别连接于外部温度计监控第一填料段610和第二填料段620的温度，保证反应后的甲缩醛能及时蒸出，破坏可逆反应的化学平衡，增加反应的转化率，提高反应的选择性。

进一步地，塔身100的内壁设有与原料进口120对应设置的缓冲板121，塔釜液出口150内设有防涡板151。

在该技术方案中，缓冲板用来缓冲甲醇对塔身内部的冲击，防涡板用来避免或减少塔釜液采出时可能产生的涡流。

综上所述，本新型甲缩醛精馏塔同时有塔盘段和填料段，使得反应过程和精馏过程在同一个设备中完成，大大节省设备投资，节约生产时间，且在同一精馏塔内装填多段催化填料，使用催化填料，使得醇和甲醛能在催化反应精馏塔内完成缩合反应的同时，高效地完成产品的分离，生成的反应物立即从反应区蒸出，破坏可逆反应的化学平衡，增加反应的转化率，提高反应的选择性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。