一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置的制造方法
【专利摘要】一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置包括再沸器、汽液分离器、塔顶冷凝器；再沸器连接在汽液分离器的下端，塔顶冷凝器局部设在汽液分离器上端，气相管设在塔顶冷凝器上表面、且与汽液分离器连通，馏分出料管设在塔顶冷凝器下表面、且与汽液分离器连通。本实用新型优点在于，可提升分离效果且延长设备运行周期。
【专利说明】
一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及汽液混合物分离技术领域，特别涉及一种升膜式蒸发器改造，提 高升膜式蒸发器汽液分离效果的装置及方法，适用于热敏性物质简单蒸馏工艺。
【背景技术】
[0002] 热敏性物质简单蒸馏工艺中，为降低物料的停留时间一般选择单循环、停留时间 短的升膜式蒸发器，在汽液分离空间上部再设置除沫网，结合塔顶冷凝器将气相物料冷凝 成液相加以回收。
[0003] 传统升膜式再沸器的选择过程中，因热敏性物在高温情况下容易变质结垢，所以 升膜式再沸器列管一般选择较大管径，以方便列管结垢后的蒸煮、清洗，但恰恰因为再沸器 列管管径偏大，物料在列管内停留时间过长，使物料更易在再沸器内部结垢，影响再沸器的 换热效果，使蒸馏塔难以实现长时间的高负荷运行。从升膜式蒸发器喷出的汽液混合物料 经过除沫器的拦截，气相上升通过除沫器，液相及少量变质的颗粒被除沫器拦截，液相向下 落，但是除沫器容易结垢，导致除沫器上下压差增加，产出效率变低，最终的表现是设备不 能长周期稳定运行，必须定期蒸煮、清洗再沸器列管或更换除沫器，同时前工序也因蒸馏工 序停车而降低负荷运行或也要停车，严重影响了系统的正常生产。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装 置，解决升膜式蒸发器列管结垢、除沫器阻力大等问题，延长了设备运行周期。
[0005] 实现本实用新型的技术方案是，一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置包括 再沸器、汽液分离器、塔顶冷凝器；
[0006] 再沸器连接在汽液分离器的下端，塔顶冷凝器局部设在汽液分离器上端，气相管 设在塔顶冷凝器上表面、且与汽液分离器连通，馏分出料管设在塔顶冷凝器下表面、且与汽 液分离器连通。
[0007] 进一步讲，再沸器内设分隔板、将再沸器分隔为上部空间、下部空间，物料进料管 与再沸器下部空间连接，再沸器上部空间外壁表面设有蒸汽管道，蒸汽通过蒸汽管道经过 再沸器上部空间外壁换热后冷凝成液相，并从蒸汽凝液管道排出；
[0008] 分隔板上设有多个节流堵头，节流堵头上设有带孔的圆台，再沸器内的列管一端 套在圆台上，列管设在再沸器的上部空间。
[0009] 进一步讲，所述汽液分离器内设有除沫器。
[0010] 进一步讲，所述汽液分离器内还设有挡液板。
[0011] 进一步讲，所述挡液板包括漏斗、环形板、排料管，排料管与漏斗下部连通，环形板 设在漏斗上边缘，环形板直径大于再沸器直径、且与汽液分离器内壁之间有间隙。
[0012] 进一步讲，除沫器为金属孔板波纹填料。
[0013] 进一步讲，塔顶冷凝器的进水管、出水管设在汽液分离器外部，与进水管、出水管 连通的冷却管设在汽液分离器内部。
[0014] 进一步讲，气相管与抽真空设备连通。
[0015] 本实用新型的优点在于，一是升膜式再沸器列管下端增加节流堵头，节流堵头中 间开小孔，孔径大小应与列管直径以及生产负荷相匹配;二是在升膜式再沸器的上部分离 空间增加挡液板;三是采用金属孔板波纹填料替代传统的丝网除沫器。
【附图说明】
[0016] 图1是一种改善升膜式蒸发器汽液分离器效果的装置第一结构示意图。
[0017] 图2是分隔板结构示意图。
[0018]图3是节流堵头结构示意图。
[0019] 图4是挡液板结构示意图。
[0020] 图5是一种改善升膜式蒸发器汽液分离器效果的装置第二结构示意图。
[0021 ]图6是一种改善升膜式蒸发器汽液分离器效果的装置第三结构示意图。
[0022]图7是一种改善升膜式蒸发器汽液分离器效果的装置第四结构示意图。
[0023]图中：1-物料进料管，2-残液出料管，3-馏分出料管，4-气相管，5-蒸汽管道，6-蒸 汽凝液管道，7-再沸器，8-节流堵头，9-挡液板，10-汽液分离器，11-除沫器，12-塔顶冷凝 器，13-冷却水进水管，14-冷却水出水管，15-漏斗，16-环形板，17-排料管，18-分隔板。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施 例表述的范围。
[0025] 实施例1
[0026]如图1中，一种改善升膜式蒸发器汽液分离器效果的装置包括再沸器7、汽液分离 器10、塔顶冷凝器12;
[0027] 再沸器7连接在汽液分离器10的下端，塔顶冷凝器12局部设在汽液分离器10上端， 气相管4设在塔顶冷凝器12上表面、且与汽液分离器10连通，馏分出料管设在塔顶冷凝器12 下表面、且与汽液分离器10连通;优选的，塔顶冷凝器12的进水管13、出水管14设在汽液分 离器10外部，与进水管、出水管连通的冷却管设在汽液分离器10内部。
[0028] 物料进料管1与再沸器7下部空间连接，再沸器7上部空间外壁表面设有蒸汽管道 5,蒸汽通过蒸汽管道5经过再沸器7上部空间外壁换热后冷凝成液相，并从蒸汽凝液管道6 排出；
[0029] 汽液分离器10内设有除沫器11，优选的，除沫器11为丝网除沫器。工作时，汽液分 离器10用于分离从再沸器7列管喷射出来的汽液混合物，汽液混合物通过除沫器11去除夹 带的液沫，拦截的液相下落，从残液出料管2排出，气相通过除沫器11;通过除沫器11的除气 相物料经塔顶冷凝器12冷凝成液相从馏分出料管3排出产品，未被冷凝的气相从气相管4抽 出；
[0030] 优选的，气相管4连接蒸汽喷射栗，压力-95~-99kPa(G，表压，下同）；
[0031] 优选的，水进水管13进水温度为80~85 °C。
[0032]该一种改善升膜式蒸发器汽液分离器效果的装置使用于某己内酰胺装置(己内酰 胺蒸馏塔），在100%负荷运行约15天左右时，再沸器壳程蒸汽压力不断提高直至蒸汽阀门开 满也难以满足100%负荷生产需求;平均运行40天左右需更换除沫器。
[0033] 实施例2
[0034] 如图5中，一种改善升膜式蒸发器汽液分离器效果的装置包括再沸器7、汽液分离 器10、塔顶冷凝器12;
[0035] 再沸器7连接在汽液分离器10的下端，塔顶冷凝器12局部设在汽液分离器10上端， 气相管4设在塔顶冷凝器12上表面、且与汽液分离器10连通，馏分出料管设在塔顶冷凝器12 下表面、且与汽液分离器10连通;优选的，塔顶冷凝器12的进水管13、出水管14设在汽液分 离器10外部，与进水管、出水管连通的冷却管设在汽液分离器10内部。
[0036] 再沸器7内设分隔板18、将再沸器7分隔为上部空间、下部空间，物料进料管1与再 沸器7下部空间连接，再沸器7上部空间外壁表面设有蒸汽管道5,蒸汽通过蒸汽管道5经过 再沸器7上部空间外壁换热后冷凝成液相，并从蒸汽凝液管道6排出；
[0037] 如图2中，分隔板18上设有多个节流堵头8,如图3中，节流堵头8上设有带孔的圆 台，再沸器7内的列管一端套在圆台上，列管设在再沸器7的上部空间，优选的，孔的直径要 根据实际负荷进行选择，在满足负荷的情况下孔径要尽量小。
[0038]优选的，再沸器7为升膜式再沸器；
[0039] 汽液分离器10内设有除沫器11，优选的，除沫器11为金属孔板波纹填料。工作时， 汽液分离器10用于分离从再沸器7列管喷射出来的汽液混合物，汽液混合物通过除沫器11 去除夹带的液沫，拦截的液相下落，从残液出料管2排出，气相通过除沫器11;通过除沫器11 的除气相物料经塔顶冷凝器12冷凝成液相从馏分出料管3排出产品，未被冷凝的气相从气 相管4抽出；
[0040] 优选的，气相管4连接蒸汽喷射栗，压力-95~-99kPa(G，表压，下同）；
[0041 ] 优选的，水进水管13进水温度为80~85 °C。
[0042]该一种改善升膜式蒸发器汽液分离器效果的装置使用于某己内酰胺装置(己内酰 胺蒸馏塔）1〇〇%负荷运行约10天左右时，除沫器运行周期由原有的平均40天降低至平均16 天左右，但是再沸器壳程蒸汽压力较低，列管换热效果处于较好水平。
[0043] 实施例3
[0044] 如图6中，一种改善升膜式蒸发器汽液分离器效果的装置包括再沸器7、汽液分离 器10、塔顶冷凝器12;
[0045] 再沸器7连接在汽液分离器10的下端，塔顶冷凝器12局部设在汽液分离器10上端， 气相管4设在塔顶冷凝器12上表面、且与汽液分离器10连通，馏分出料管设在塔顶冷凝器12 下表面、且与汽液分离器10连通;优选的，塔顶冷凝器12的进水管13、出水管14设在汽液分 离器10外部，与进水管、出水管连通的冷却管设在汽液分离器10内部。
[0046] 再沸器7内设分隔板18、将再沸器7分隔为上部空间、下部空间，物料进料管1与再 沸器7下部空间连接，再沸器7上部空间外壁表面设有蒸汽管道5,蒸汽通过蒸汽管道5经过 再沸器7上部空间外壁换热后冷凝成液相，并从蒸汽凝液管道6排出；
[0047]如图2中，分隔板18上设有多个节流堵头8,如图3中，节流堵头8上设有带孔的圆 台，再沸器7内的列管一端套在圆台上，列管设在再沸器7的上部空间，优选的，孔的直径要 根据实际负荷进行选择，在满足负荷的情况下孔径要尽量小。
[0048] 优选的，再沸器7为升膜式再沸器；
[0049] 汽液分离器10内设有除沫器11、挡液板9,优选的，除沫器11为所述除沫器11为丝 网除沫器。优选的，如图4中，挡液板9包括漏斗15、环形板16、排料管17,排料管17与漏斗15 下部连通，环形板16设在漏斗15上边缘，环形板16直径大于再沸器7直径、且与汽液分离器 10内壁之间有间隙。工作时，再沸器7内的汽液混合物喷出时，与漏斗15外壁、环形板16下端 面相接触，液相顺着排料管17外表面或是直接流入残液出料管2,并通过残液出料管2排出， 气相通过环形板16与汽液分离器10内壁之间的间隙，在环形板16上端面空间形成的液相通 过漏斗15进入排料管17内，最后通过残液出料管2排出。
[0050] 工作时，汽液分离器10用于分离从再沸器7列管喷射出来的汽液混合物，被挡液板 9阻拦改向，气相继续向上通过除沫器11去除夹带的液沫，被挡液板9和除沫器1)拦截的液 相下落，从残液出料管2排出；通过除沫器11的除气相物料经塔顶冷凝器12冷凝成液相从馏 分出料管3排出产品，未被冷凝的气相从气相管4抽出；
[0051] 优选的，气相管4连接蒸汽喷射栗，压力-95~-99kPa(G，表压，下同）；
[0052] 优选的，水进水管13进水温度为80~85 °C。
[0053] 本实施例100%负荷运行，再沸器平均运行周期能达到30天以上，除沫器平均运行 周期达到60天。
[0054] 实施例4
[0055] 如图7中，一种改善升膜式蒸发器汽液分离器效果的装置包括再沸器7、汽液分离 器10、塔顶冷凝器12;
[0056] 再沸器7连接在汽液分离器10的下端，塔顶冷凝器12局部设在汽液分离器10上端， 气相管4设在塔顶冷凝器12上表面、且与汽液分离器10连通，馏分出料管设在塔顶冷凝器12 下表面、且与汽液分离器10连通;优选的，塔顶冷凝器12的进水管13、出水管14设在汽液分 离器10外部，与进水管、出水管连通的冷却管设在汽液分离器10内部。
[0057]再沸器7内设分隔板18、将再沸器7分隔为上部空间、下部空间，物料进料管1与再 沸器7下部空间连接，再沸器7上部空间外壁表面设有蒸汽管道5,蒸汽通过蒸汽管道5经过 再沸器7上部空间外壁换热后冷凝成液相，并从蒸汽凝液管道6排出；
[0058]如图2中，分隔板18上设有多个节流堵头8,如图3中，节流堵头8上设有带孔的圆 台，再沸器7内的列管一端套在圆台上，列管设在再沸器7的上部空间，优选的，孔的直径要 根据实际负荷进行选择，在满足负荷的情况下孔径要尽量小。
[0059]优选的，再沸器7为升膜式再沸器；
[0060] 汽液分离器10内设有除沫器11、挡液板9,优选的，除沫器11为金属孔板波纹填料。 优选的，如图4中，挡液板9包括漏斗15、环形板16、排料管17,排料管17与漏斗15下部连通， 环形板16设在漏斗15上边缘，环形板16直径大于再沸器7直径、且与汽液分离器10内壁之间 有间隙。工作时，再沸器7内的汽液混合物喷出时，与漏斗15外壁、环形板16下端面相接触， 液相顺着排料管17外表面或是直接流入残液出料管2,并通过残液出料管2排出，气相通过 环形板16与汽液分离器10内壁之间的间隙，在环形板16上端面空间形成的液相通过漏斗15 进入排料管17内，最后通过残液出料管2排出。
[0061] 工作时，汽液分离器10用于分离从再沸器7列管喷射出来的汽液混合物，被挡液板 9阻拦改向，气相继续向上通过除沫器11去除夹带的液沫，被挡液板9和除沫器1)拦截的液 相下落，从残液出料管2排出；通过除沫器11的除气相物料经塔顶冷凝器12冷凝成液相从馏 分出料管3排出产品，未被冷凝的气相从气相管4抽出；
[0062] 优选的，气相管4连接蒸汽喷射栗，压力-95~_99kPa(G，表压，下同）；
[0063] 优选的，水进水管13进水温度为80~85 °C。
[0064] 本实施例100%负荷运行，再沸器平均运行周期能达到30天以上，除沫器平均运行 周期达到60天。
[0065]该装置按照本实施例100%负荷运行，再沸器平均运行周期能达到30天以上，除沫 器平均运行周期达到90天。
[0066]表1本发明对己内酰胺蒸馏塔运行周期的改善
[0067]由表1可知，采用本发明能明显的延长己内酰胺蒸馏塔运行周期，避免系统经常性 的停车蒸煮、清洗，降低了劳动强度，稳定了装置正常生产。
[0068]工作原理:高速喷出的汽液混合物料利挡液板进行阻挡，防止高速喷出的汽液混 合物料直接接触除沫器，否则夹带的变质结垢的颗粒会大量附着在除沫器上，使除沫器压 差变大，产出效率下降;传统的丝网除沫器阻力较大，在安装挡液板后可使用阻力更低的金 属孔板波纹填料来替代丝网，达到同样的分离效果，而且运行周期更长;通过在原有再沸器 列管底部焊接带小孔的节流堵头，能大大提高物料的流速，使物料在再沸器列管内的停留 时间更短，即使有变质结垢的颗粒也随之高速物料仪器喷出，不会停留在再沸器列管内部 影响换热效果。
【主权项】
1. 一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置，其特征在于：所述装置包括再沸器 (7)、汽液分离器(10)、塔顶冷凝器(12); 再沸器(7)连接在汽液分离器（10)的下端，塔顶冷凝器（12)局部设在汽液分离器（10) 上端，气相管(4)设在塔顶冷凝器（12)上表面、且与汽液分离器（10)连通，馏分出料管设在 塔顶冷凝器(12)下表面、且与汽液分离器(10)连通。2. 根据权利要求1所述的一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置，其特征在于:所 述再沸器(7)内设分隔板（18)、将再沸器(7)分隔为上部空间、下部空间，物料进料管（1)与 再沸器(7)下部空间连接，再沸器(7)上部空间外壁表面设有蒸汽管道(5)，蒸汽通过蒸汽管 道(5)经过再沸器(7)上部空间外壁换热后冷凝成液相，并从蒸汽凝液管道(6)排出； 分隔板（18)上设有多个节流堵头(8)，节流堵头(8)上设有带孔的圆台，再沸器(7)内的 列管一端套在圆台上，列管设在再沸器(7)的上部空间。3. 根据权利要求1所述的一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置，其特征在于:所 述汽液分离器(10)内设有除沫器(11)。4. 根据权利要求1所述的一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置，其特征在于:所 述汽液分离器(10)内还设有挡液板(9)。5. 根据权利要求4所述的一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置，其特征在于:所 述挡液板(9)包括漏斗（15)、环形板（16)、排料管（17)，排料管（17)与漏斗（15)下部连通，环 形板（16)设在漏斗（15)上边缘，环形板（16)直径大于再沸器(7)直径、且与汽液分离器（10) 内壁之间有间隙。6. 根据权利要求3所述的一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置，其特征在于:所 述除沫器(11)为金属孔板波纹填料。7. 根据权利要求1所述的一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置，其特征在于:所 述塔顶冷凝器(12)的进水管（13)、出水管（14)设在汽液分离器(10)外部，与进水管、出水管 连通的冷却管设在汽液分离器(10)内部。8. 根据权利要求7所述的一种改善升膜式蒸发器汽液分离效果的装置，其特征在于:所 述气相管(4)与抽真空设备连通。
【文档编号】B01D19/00GK205549695SQ201620229378
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】李万清, 周学军, 游华彬, 王海军, 罗岩, 陈超, 杨军, 唐瑞
【申请人】湖北三宁化工股份有限公司