[实用新型]一种丙烯酸共沸脱水装置

说明书

技术领域

本实用新型的实施例涉及丙烯酸共沸脱水装置。

背景技术

在丙烯氧化法生产丙烯酸工艺中，反应产物经急冷、水洗后，丙烯酸呈水溶液形式回收。要进一步得到合格的丙烯酸纯品，还需要经脱水、脱醋酸和脱重组分等处理工艺。

目前，较为广泛采用的丙烯酸脱水工艺是引入烃类(如苯、甲苯或庚烷等)作为共沸剂，通过其与水、醋酸等形成低沸点共沸物而由塔顶予以脱除。基于丙烯酸随温度升高而加速聚合的特性，以及利用低品位热能的实际需求，共沸脱水过程一般要求在尽可能高的真空条件下进行。但是，过高的真空度使塔顶共沸物沸点进一步降低，这对需要大量循环水冷却的塔顶物料来说，需要更多的循环水供给和更大的冷凝器面积，循环水消耗及设备投资的增加是非常显著的。更不利的是，由于冷凝效果不佳，随不凝气经真空系统排出的共沸溶剂量也相当多，这进一步增加了运行成本。在现有的脱水过程中，塔顶脱出的废水中会含有0.7～1.3％的丙烯酸，由于废水量大，造成了较大丙烯酸损失。

强化塔顶冷凝器换热效果、降低设备压降和增加精馏塔理论板数是解决上述问题的常用策略。但是，对于换热和分离过程，提高效率和降低压降往往是相互矛盾的。常规工艺中的管壳式冷凝器和板式精馏塔难以同时满足以上两方面要求，这就造成现有装置的换热设备庞大、循环水消耗高、共沸剂和丙烯酸跑损多、全塔压降高等一系列问题。

实用新型内容

丙烯酸脱水改进装置是在多年实践基础上，通过对精馏塔、塔顶冷凝器等进行系统性改进。在降低系统压降的同时提高了塔分离效率，强化了冷凝器换热效果。通过优化改进，实现了显著降低共沸剂和丙烯酸物料加工损失的目的。同时降低了循环水消耗，减少了冷凝器占地。

采取的具体方案为：共沸精馏塔精馏段内件由传统的穿流筛板改为效率高、通量大的规整填料；塔顶冷凝器采用专门设计的高换热效率、高通量、低压降的板框式冷凝器。

本实用新型提供了一种丙烯酸共沸脱水装置，包括：共沸精馏塔，包括板波纹规整填料，其中，所述板波纹规整填料代替穿流筛板塔盘；板框式冷凝器，所述板框式冷凝器代替列管式换热器；回流罐；回流泵；以及塔底再沸器。

通过以上技术改进，使该精馏系统压降降低2kPa以上，塔顶废水中的丙烯酸浓度降低到0.1～0.3％，共沸剂损失减少50％以上。

附图说明

图1示出了本发明的丙烯酸共沸脱水系统的示意图，其中，1为共沸精馏塔，2为板框式冷凝器，3为回流罐，4为回流泵，5为塔底再沸器。

具体实施方式

下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。

某10万吨/年丙烯酸共沸脱水系统，该系统主要由共沸精馏塔1、板框式冷凝器2、回流罐3、回流泵4和塔底再沸器5组成。丙烯酸水溶液进入共沸精馏塔1中部，塔底采用塔底再沸器5加热，塔顶蒸气经板框式冷凝器2冷凝，凝液进入回流罐3，在回流罐3中共沸剂和水分层，上层共沸剂经回流泵4作为回流全部返回共沸精馏塔1，废水外排；塔底为脱除水分的丙烯酸。通过对共沸精馏塔1精馏段内件形式进行改进，采用板波纹规整填料代替穿流筛板塔盘；同时，采用特殊设计的板框式冷凝器2替代了传统的列管式换热器。实际运行效果表明，塔顶废水中的丙烯酸浓度降低到0.1％以下，系统压降降低2kPa，共沸剂单耗由设计的28kg/t产品降低到不足10kg/t产品，冷凝器设备重量和占地面积均减少60％以上。每年可多回收丙烯酸近千吨，年节约共沸剂1500吨以上，经济效益十分显著。

本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。