專利名稱：一種用于甲醛生產(chǎn)的吸收冷凝塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及甲醇氧化脫氫生產(chǎn)甲醛(銀法)的工業(yè)裝置。
迄今為止，國內(nèi)外甲醛(銀法氣相氧化)反應(yīng)產(chǎn)物中所含的甲醛氣體和水蒸汽的吸收、冷凝過程大都是在兩塔三段吸收設(shè)備中完成的，附


圖1即為該設(shè)備示意圖。附
圖1中1為塔Ⅰ，流程中稱為第一段，是填料塔。2為塔Ⅱ下半段，在流程中稱為第二段，亦為填料所構(gòu)成。3為塔Ⅱ上半段，流程中稱為第三段，為塔板所構(gòu)成。4為循環(huán)水冷卻器。5為冷凍水冷卻器。6為循環(huán)液泵。上述過程的不足之處是除第三段為逆流吸收外，第一、二段均為平衡返混吸收。就第三段的逆流吸收來說，因?yàn)檠a(bǔ)充水很少，在這里被吸收的甲醛和冷凝下來的水也很少，僅占總量的百分之幾。而超過產(chǎn)品流量數(shù)十倍的大量甲醛溶液則在吸收塔和冷卻器之間循環(huán)，循環(huán)液在塔內(nèi)濃度變化不大，溫升也只有10℃左右。實(shí)質(zhì)上，是靠循環(huán)液溫升吸收水蒸汽冷凝熱和甲醛溶解熱，再通過冷卻器把熱量排至環(huán)境。整個(gè)過程為兩級(jí)傳熱，溫差又很有限，所以塔內(nèi)填料表面積和冷卻器需要的傳熱面積都很大，吸收效率又低，加之循環(huán)泵耗電多，兩級(jí)傳熱所得熱能溫位很低，只能由冷卻器取走，難以利用，而且還得耗費(fèi)大量循環(huán)水和冷凍水費(fèi)用。有少數(shù)裝置采用單塔二段或三段吸收，但本質(zhì)仍與上述情況相同。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種變兩級(jí)傳熱為一級(jí)傳熱，把 損最大限度地用于推動(dòng)傳遞過程；變返混吸收為逆流吸收，在一個(gè)塔中把吸收冷凝和換熱兩個(gè)單元操作結(jié)合成一個(gè)單元操作來完成的吸收冷凝塔。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到一種用于甲醛生產(chǎn)的吸收冷凝塔，其特征在于一個(gè)整體塔設(shè)備內(nèi)包含上、中、下三個(gè)兼有吸收傳質(zhì)功能的直接取熱段。液體分布器與循環(huán)液入口之間為上段，它是由傳熱蛇管以自上而下水平排布而成，每兩排管管心錯(cuò)開呈三角形或正方形斜轉(zhuǎn)45°的方式排列；循環(huán)液入口與產(chǎn)品甲醛溶液出口之間為中段，循環(huán)液入口與分配器相通，分配器下面為傳熱蛇管，傳熱蛇管排列方式與上段傳熱蛇管排列方式相同；產(chǎn)品甲醛溶液出口以下為下段，下段安裝有以水平排布，管端與管箱相聯(lián)結(jié)的傳熱排管，傳熱排管呈三角形或正方形斜轉(zhuǎn)45°排列；中段和下段之間設(shè)有產(chǎn)品甲醛溶液出口的集液箱，集液箱是一由升氣管外圍與塔壁所構(gòu)成的空間；塔底存液部位以上至傳熱排管以下的塔壁上開設(shè)有反應(yīng)產(chǎn)物入口。
塔內(nèi)傳熱蛇管或傳熱排管均為滾軋加工疏齒形低肋管。
附
圖1為現(xiàn)有技術(shù)兩塔三段吸收流程及設(shè)備示意圖。
附圖2為本實(shí)用新型吸收冷凝塔結(jié)構(gòu)示意圖，其中A－A剖面圖為升氣管分布示意圖，B－B剖面圖為傳熱排管與管箱聯(lián)結(jié)示意圖。
本實(shí)用新型將結(jié)合附圖實(shí)施例作進(jìn)一步詳述一個(gè)含有上、中、下三個(gè)兼有吸收傳質(zhì)功能的直接取熱段的吸收冷凝塔，液體分布器9與循環(huán)液入口22之間為上段，它是由傳熱蛇管10以自上而下水平排布而成，每兩排管管心錯(cuò)開成三角形或正方形斜轉(zhuǎn)45°的方式排列；循環(huán)液入口22與產(chǎn)品甲醛溶液出口14之間為中段，循環(huán)液入口22與分配器11相通，分配器11下面為傳熱蛇管12，傳熱蛇管12排列方式與上段傳熱蛇管10排列方式相同；產(chǎn)品甲醛溶液出口14以下為下段，下段安裝有以水平排布，管端與管箱16相聯(lián)結(jié)的傳熱排管15，傳熱排管15呈三角形或正方形斜轉(zhuǎn)45°排列；中段和下段之間設(shè)有產(chǎn)品甲醛溶液出口14的集液箱13，集液箱13是一由升氣管20外圍與塔壁所構(gòu)成的空間；升氣管20的分布如附圖2A－A剖面圖所示，升氣管20的上方設(shè)有防止液相落入升氣管20的檔板21；塔底存液部位以上至傳熱排管15以下的塔壁上開設(shè)有反應(yīng)產(chǎn)物入口18。8是視孔。
反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)急冷和換熱后自吸收冷凝塔下段的反應(yīng)產(chǎn)物入口18進(jìn)入，液相通過塔底循環(huán)液相出口19經(jīng)一循環(huán)泵和冷卻器降溫后，經(jīng)循環(huán)液入口22通過分配器11淋在中段傳熱蛇管12上，以進(jìn)一步吸收氣相中的甲醛使循環(huán)液相增濃。氣相上升經(jīng)過下段傳熱排管15外表面時(shí)，其中的水蒸汽在傳熱排管15表面冷凝放熱，同時(shí)，氣相中的甲醛被冷凝水吸收放熱，上述熱量均用于傳熱排管15內(nèi)軟水升溫。
經(jīng)過下段傳熱排管15后氣相上升，因部分水蒸汽冷凝和甲醛吸收而降溫減濃，減濃后通過升氣管20進(jìn)入中段，在中段中繼續(xù)在傳熱蛇管12外表面冷凝、吸收、放熱降溫減濃，然后再經(jīng)過上段的傳熱蛇管10，冷凝吸收過程同上，最后經(jīng)過雙溢流板式吸收塔段26，由補(bǔ)充水吸收殘留的甲醛，達(dá)到尾氣排出標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)位于塔頂?shù)牟鹅F器7，捕集攜帶的液滴后，由尾氣出口28離塔。
取熱介質(zhì)30～35℃的冷軟水由入口23進(jìn)入上段傳熱蛇管10的管外，與上升氣相逆流換熱升溫，然后進(jìn)入中段傳熱蛇管(12)繼續(xù)與氣相逆流換熱升溫，再進(jìn)入下段傳熱排管(15)與氣相逆流換熱成為50℃～55℃的熱軟水，由熱軟水口17出口向用戶供給低溫?zé)崮?。?jīng)放出熱能后降溫成冷軟水循環(huán)使用。上段蛇管上部為低溫冷凝吸收段，20～25℃的來自循環(huán)水場的冷卻水由入口25進(jìn)入由出口24引出；高溫季節(jié)改用冷凍水。
低溫補(bǔ)充水由接口27引入經(jīng)過雙溢流板式吸收塔段26后，通過一個(gè)液體再分配器9噴淋到上段傳熱蛇管10外表面，與在傳熱蛇管表面冷凝和吸收了甲醛的水溶液混合，滴下到中段傳熱蛇管12上。
自塔底來的循環(huán)液從循環(huán)液入口22經(jīng)分配器11噴淋到中段蛇管外表面，與在蛇管外殼表面冷凝的水一起繼續(xù)吸收氣相中的甲醛，達(dá)到產(chǎn)品濃度在集液箱13中收集，由產(chǎn)品甲醛溶液出口14出塔。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、原兩塔三段吸收設(shè)備改為本實(shí)用新型的單吸收冷凝塔，給工藝流程帶來顯著變化，即原兩塔變一塔，原兩臺(tái)大泵變用一臺(tái)功率遠(yuǎn)小于原泵的小泵，原三臺(tái)換熱器用一臺(tái)較小的換熱器代替，設(shè)備效率大大提高，設(shè)備投資比原來可降低一倍以上。
2、因變兩級(jí)傳熱為一級(jí)傳熱，而大大降低了傳熱 損，并在保持適當(dāng)?shù)膫鳠嵬苿?dòng)力條件下，提高冷卻介質(zhì)的取熱溫位。除夏季需要用少量冷凍水外，絕大部分冷凝、吸收熱通過循環(huán)軟水在30～50℃或35～55℃溫度范圍內(nèi)取出供適當(dāng)?shù)牡蜏責(zé)嵊脩衾?。從而增加了熱能利用率，大大?jié)省了循環(huán)水和冷凍水的能耗。
3、本實(shí)用新型采用的三級(jí)逆流吸收傳質(zhì)完全消除了返混吸收流程中大量液體循環(huán)，從而大大節(jié)省了循環(huán)泵的電耗。
權(quán)利要求1.一種用于甲醛生產(chǎn)的吸收冷凝塔，其特征在于一整體塔設(shè)備內(nèi)包含上、中、下三個(gè)兼有吸收傳質(zhì)功能的直接取熱段，液體分布器與循環(huán)液入口之間為上段，它是由傳熱蛇管以自上而下水平排布而成，每兩排管管心錯(cuò)開呈三角形或正方形斜轉(zhuǎn)45°的方式排列；循環(huán)液入口與產(chǎn)品甲醛溶液出口之間為中段，循環(huán)液入口與分配器相通，分配器下面為傳熱蛇管，傳熱蛇管排列方式與上段傳熱蛇管排列方式相同；產(chǎn)品甲醛溶液出口以下為下段，下段安裝有以水平排布，管端與管箱相聯(lián)結(jié)的傳熱排管，傳熱排管呈三角形或正方形斜轉(zhuǎn)45°排列；中段和下段之間設(shè)有產(chǎn)品甲醛溶液出口的集液箱，集液箱是一由升氣管外圍與塔壁所構(gòu)成的空間；塔底存液部位以上至傳熱排管以下的塔壁上開設(shè)有反應(yīng)產(chǎn)物入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于甲醛生產(chǎn)的吸收冷凝塔，其特征在于塔內(nèi)傳熱蛇管或傳熱排管均為滾軋加工疏齒形低肋管。
專利摘要本實(shí)用新型是甲醇氧化脫氫生產(chǎn)甲醛(銀法)的吸收冷凝塔，它是一整體塔設(shè)備，由上、中、下三個(gè)兼有吸收傳質(zhì)功能的直接取熱段構(gòu)成。這個(gè)結(jié)構(gòu)使現(xiàn)有技術(shù)中的兩級(jí)傳熱變?yōu)橐患?jí)傳熱；把損最大限度地用于推動(dòng)傳遞過程；變返混吸收為逆流吸收，三級(jí)逆流吸收，傳質(zhì)完全消除了返混。把兩個(gè)單元操作結(jié)合成一個(gè)單元操作來完成。設(shè)備效率大大提高，能耗低，設(shè)備投資比原來可降低一倍以上。
文檔編號(hào)F28B3/00GK2116523SQ92203090
公開日1992年9月23日 申請(qǐng)日期1992年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年2月24日
發(fā)明者華賁, 戴自庚, 秦延龍, 陳標(biāo)華, 胡潤華, 朱權(quán), 陳灼明, 陸繼楠, 顧茸埝, 楊華樸, 吳國東, 李正良 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 中國石油化工總公司, 上海石油化工總廠