异丁醛氧化塔的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种异丁醛氧化塔，其包括原料输送管路和塔体，塔体的顶端开设塔体排气口、底端开设物料口，物料口通过物料管路与原料输送管路连接，物料管路上还连接有循环输送管路，循环输送管路上在循环泵的出液端还引出有产品液出管；塔体上开设多个循环液进口，每个循环液进口上在塔内均与一循环液喷淋管网结构连通，塔体还开设多个空气进口，每一空气进口在塔内均与一空气布气管连接；塔体的上部开设有塔体氮气口，塔体氮气口在塔内与一氮气布气管网结构连通。本实用新型具有流程控制方便、气液接触充分、反应速度快、转化率高和副反应少的优点。
【专利说明】异丁醛氧化塔
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及异丁醛氧化制备异丁酸工艺设备领域，具体的说是一种异丁醛氧化塔。
【背景技术】
[0002]异丁醛是制备异丁酸的主要原料，异丁酸是一种用途广泛的工业原料，其主要用于各种异丁酸酯类产品的合成，还可作为食用香料并能用于皮革、制药等领域。异丁醛是一种无色透明液体，有刺激性气味，微溶于水，其在空气中即可与氧气反应逐渐氧化成异丁酸。异丁酸的氧化反应还伴随着其它副反应，在氧化反应产物中除了异丁酸之外还存在其它杂质液体以及废气。由于异丁醛的氧化反应为气液混合反应，塔体内的气液混合程度直接影响反应效率，同时，反应时间和反应流程控制以及原料的输送和产品液的输出控制液直接影响着原料的转化率以及产品液的纯度。
[0003]目前异丁醛氧化制备粗异丁酸往往是直接将氧气通入异丁醛液体内，从而得到粗异丁酸。其存在反应过程不易控制、气液接触不充分、反应速度慢、转化效率低等缺陷。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种流程控制方便、气液接触充分、反应速度快且原料转化率高的异丁醛氧化塔。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的异丁醛氧化塔包括原料输送管路和塔体，其结构特点是所述塔体的顶端开设塔体排气口、底端开设物料口，物料口通过物料管路与原料输送管路连接，物料管路上还连接有循环输送管路，原料输送管路和循环输送管路上分别安装有原料泵和循环泵，循环输送管路上在循环泵的出液端还引出有产品液出管；塔体的其中一侧壁由下至上间隔开设多个与循环输送管路连通的循环液进口，每个循环液进口上在塔内均与一循环液喷淋管网结构连通，塔体另一侧壁上在每一循环液进口的下方各对应开设一空气进口，每一空气进口在塔内均与一空气布气管连接，各空气进口通过空气进管与压缩空气源连接；塔体的上部开设有与氮气源连接的塔体氮气口，塔体氮气口在塔内与一氮气布气管网结构连通。
[0006]采用上述结构，原料泵通过原料输送管路将异丁醛原料液由塔底的物料口送入塔体内，原料液送入一定量之后，关闭原料泵，切断原料液供给的通路，开启循环泵，利用循环泵不断抽吸塔底液体，液体通过循环输送管路并经由循环液进口再送回塔内，在塔内，设置多组循环液喷淋管网结构与空气布气管向对应的结构，使得循环液与空气中的氧气能够充分接触氧化，反应转化率高，反应速度快；塔内反应完成后，关闭循环泵，打开产品液出管，从而开启产品液输出的通路，此时的部分循环输送管路作为产品液输出管路使用，此时，可以利用循环泵将塔底液体抽出，也可以利用压缩空气或氮气将塔底液体压出，从而得到产品液；塔体顶开设塔体排气口，用于排放废气。可见，整个过程采用间歇生产，流程控制方便，反应时间充足，反应效果好且副反应少，利用循环液往复输送循环，反应转化率更高且反应速度更快。
[0007]所述塔体内在塔体排气口的位置上安装有丝网除沫器。利用丝网除沫器可滤除气体中携带的液体，避免原料流失，提高原料利用率。
[0008]所述塔体的侧壁上由上至下间隔开设有多个传感器安装口，传感器安装口上安装有温度传感器。设置多个温度传感器分别检测塔内各个位置的温度，以提供温度控制的依据，从而可对换热器的温度进行实时调节。
[0009]所述循环液喷淋管网结构包括与循环液进口通过法兰连接的主喷淋管和通过法兰垂直固接在主喷淋管两侧的副喷淋管，主喷淋管的内伸端延伸至靠近塔体内壁的位置处截止且在塔体内壁上设有可支撑主喷淋管内伸端的喷淋管支撑板，各副喷淋管水平延伸至靠近塔体内壁的位置处截止，主喷淋管和副喷淋管的底部均开设有喷淋孔。由于塔体截面呈圆形，该种管网结构，可以覆盖整个塔体的圆形截面，使得喷淋液体能够与底部的气体进行充分接触反应，从而保证了反应效率。
[0010]所述空气布气管与空气进口通过法兰连接，空气布气管的内伸端延伸至靠近塔体内壁的位置处截止且在塔体内壁上设有可支撑空气布气管内伸端的空气布气支撑板空气布气管的两侧沿其长度方向间隔设置多个开孔。该种结构的空气进入方式可以使得气体能均匀分布在塔内，从而可与液体充分接触反应，提高反应效率。
[0011]所述氮气布气管网结构包括与塔体氮气口通过法兰连接的主布气管和垂直固接在主布气管两侧的副布气管，主布气管的内伸端延伸至靠近塔体内壁的位置处截止且在塔体内壁上设有可支撑主布气管内伸端的氮气布气支撑板，各副布气管水平延伸至靠近塔体内壁的位置处截止，主布气管和副布气管的底部均开设有布气孔。氮气的进入首先是用于调节塔内压力，当反应完成后，可以通入压缩氮气将塔底液体压出，利用该布气管网结构，可以覆盖塔体的圆形截面，氮气送入均匀且能保证压力均匀。
[0012]所述循环输送管路上连接有换热器，该换热器为管壳式换热器，原料输送管路与换热器的管程连通，换热器的壳程连通循环热水。通过调节循环热水的温度可实时调节循环液的温度，从而控制反应温度。利用管壳式换热器，管路连接简单，温度控制十分方便。
[0013]综上所述，本实用新型具有流程控制方便、气液接触充分、反应速度快、转化率高和副反应少的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
[0015]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0016]图2为本实用新型中塔体的具体结构示意图；
[0017]图3为本实用新型中循环液喷淋管网结构的示意图；
[0018]图4为图3中主喷淋管沿垂直其长度方向剖切的截面图；
[0019]图5为本实用新型中氮气布气管网结构的示意图；
[0020]图6为图5中主布气管沿垂直其长度方向剖切的截面图。
【具体实施方式】
[0021]参照附图，本实用新型的异丁醛氧化塔包括原料输送管路6和塔体2，塔体2的顶端开设塔体排气口 2-07、底端开设物料口 2-08，物料口 2-08通过物料管路9与原料输送管路6连接，物料管路9上还连接有循环输送管路14，原料输送管路6和循环输送管路14上分别安装有原料泵7和循环泵10，循环输送管路14上在循环泵10的出液端还引出有产品液出管11 ;塔体2的其中一侧壁由下至上间隔开设多个与循环输送管路14连通的循环液进口 2-01，每个循环液进口 2-01上在塔内均与一循环液喷淋管网结构2-02连通，塔体另一侧壁上在每一循环液进口 2-01的下方各对应开设一空气进口 2-03，每一空气进口 2-03在塔内均与一空气布气管2-04连接，各空气进口 2-03通过空气进管与压缩空气源连接；塔体2的上部开设有与氮气源连接的塔体氮气口 2-05，塔体氮气口 2-05在塔内与一氮气布气管网结构2-06连通。其中，上述各管路上均安装有阀门，本领域技术人员根据工艺流程的需要，可以对阀门的分布位置以及启停进行设置和控制。
[0022]上述结构中，原料泵7通过原料输送管路6将异丁醛原料液通过塔底的物料口2-08送入塔体2内，原料液送入一定量之后，关闭原料泵7，切断原料液供给的通路，即通过阀门切断节点A至原料液储罐的通路，开启循环泵10，利用循环泵10不断抽吸塔底液体，液体通过循环输送管路14并经由循环液进口 2-01再送回塔内，在塔内，设置多组循环液喷淋管网结构与空气布气管相对应的结构，使得循环液与空气中的氧气能够充分接触氧化，反应转化率高，反应速度快；塔内反应完成后，关闭循环泵，打开产品液出管，从而开启产品液输出的通路，此时节点A至原料液储罐的通路以及节点B至塔体的通路均切断，节点A与节点B之间的循环输送管路14作为产品液输出管路使用，此时，可以利用循环泵将塔底液体抽出，也可以利用空气进口 2-03弓丨入压缩空气或者利用塔体氮气口 2-07弓丨入压缩氮气，将塔底液体压出，从而得到产品液。塔体2上开设塔体排气口 2-01用于排放塔内多余气体。整个过程采用了间歇生产，流程控制方便，反应时间充足，反应效果好且副反应少，利用循环液往复输送循环，反应转化率更高且反应速度更快。
[0023]参照附图，塔体2内在塔体排气口 2-07的位置上安装有丝网除沫器2-09。利用丝网除沫器2-09可滤除废气中携带的液体，避免原料流失，提高原料利用率。
[0024]参照附图，塔体2的侧壁上由上至下间隔开设有多个传感器安装口 2-10，传感器安装口 2-10上安装有温度传感器。设置多个传感器分别检测塔内各个位置的温度，以提供温度控制的依据，从而可对换热器3的温度进行实时调节。对于反应温度的控制，循环输送管路14上连接有换热器3，该换热器3为管壳式换热器，原料输送管路6与换热器3的管程连通，换热器3的壳程连通循环热水。通过调节循环热水的温度可实时调节循环液的温度，从而控制反应温度。利用管壳式换热器，管路连接简单，温度控制十分方便。管壳式换热器的具体结构为现有技术，在此不再赘述。
[0025]参照附图，循环液喷淋管网结构2-02包括与循环液进口 2-01通过法兰连接的主喷淋管2-021和通过法兰垂直固接在主喷淋管2-021两侧的副喷淋管2-022，主喷淋管2-021的内伸端延伸至靠近塔体内壁的位置处截止且在塔体内壁上设有可支撑主喷淋管
2-021内伸端的喷淋管支撑板2-024，各副喷淋管2-022水平延伸至靠近塔体内壁的位置处截止，主喷淋管2-021和副喷淋管2-022的底部均开设有喷淋孔2-023。由于塔体截面呈圆形，该种管网结构，可以覆盖整个塔体的圆形截面，使得喷淋液体能够与底部的气体进行充分接触反应，从而保证反应效率。
[0026]参照附图，空气布气管2-04与空气进口 2-03通过法兰连接，空气布气管2_04的内伸端延伸至靠近塔体内壁的位置处截止且在塔体内壁上设有可支撑空气布气管2-04内伸端的空气布气支撑板2-041，空气布气管2-04的两侧沿其长度方向间隔设置多个开孔。种结构的空气进入方式可以使得空气中的氧气能均匀分布在塔内，从而可与液体充分接触反应，提闻反应效率。
[0027]参照附图，氮气布气管网结构2-06包括与塔体氮气口 2-05通过法兰连接的主布气管2-061和垂直固接在主布气管2-061两侧的副布气管2-062，主布气管2-061的内伸端延伸至靠近塔体内壁的位置处截止且在塔体内壁上设有可支撑主布气管2-061内伸端的氮气布气支撑板2-064,各副布气管2-062水平延伸至靠近塔体内壁的位置处截止,主布气管2-061和副布气管2-062的底部均开设有布气孔2-063。氮气的进入首先是用于调节塔内压力，当反应完成后，可以通入氮气将塔底液体压出。该布气管网结构与前述的喷淋管网结构类似，不同的是，喷淋管网中的介质是液体，布气管网中的介质是气体，因此，在管路连接上，喷淋管网多采用了法兰连接，而布气管网则采用插装或者螺装结构，该种布气管网结构同样可以覆盖塔体的圆形截面，使得氮气送入均匀且能保证压力均匀。
[0028]综上所述，本实用新型不限于上述【具体实施方式】。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。
【权利要求】
1.一种异丁醛氧化塔，包括原料输送管路(6)和塔体(2)，其特征是所述塔体(2)的顶端开设塔体排气口(2-07)、底端开设物料口(2-08)，物料口(2-08)通过物料管路(9)与原料输送管路(6 )连接，物料管路(9 )上还连接有循环输送管路(14 )，原料输送管路(6 )和循环输送管路(14)上分别安装有原料泵(7)和循环泵(10)，循环输送管路(14)上在循环泵(10)的出液端还引出有产品液出管(11);塔体(2)的其中一侧壁由下至上间隔开设多个与循环输送管路(14)连通的循环液进口(2-01)，每个循环液进口(2-01)上在塔内均与一循环液喷淋管网结构(2-02)连通，塔体另一侧壁上在每一循环液进口(2-01)的下方各对应开设一空气进口(2-03)，每一空气进口(2-03)在塔内均与一空气布气管(2-04)连接，各空气进口(2-03)通过空气进管与压缩空气源连接；塔体(2)的上部开设有与氮气源连接的塔体氮气口( 2-05 )，塔体氮气口( 2-05 )在塔内与一氮气布气管网结构(2-06 )连通。
2.如权利要求1所述的异丁醛氧化塔，其特征是所述塔体(2)内在塔体排气口(2-07)的位置上安装有丝网除沫器(2-09 )。
3.如权利要求1所述的异丁醛氧化塔，其特征是所述塔体(2)的侧壁上由上至下间隔开设有多个传感器安装口(2-10)，传感器安装口(2-10)上安装有温度传感器。
4.如权利要求1所述的异丁醛氧化塔，其特征是所述循环液喷淋管网结构(2-02)包括与循环液进口(2-01)通过法兰连接的主喷淋管(2-021)和通过法兰垂直固接在主喷淋管(2-021)两侧的副喷淋管(2-022)，主喷淋管(2-021)的内伸端延伸至靠近塔体内壁的位置处截止且在塔体内壁上设有可支撑主喷淋管(2-021)内伸端的喷淋管支撑板(2-024)，各副喷淋管(2-022)水平延伸至靠近塔体内壁的位置处截止，主喷淋管(2-021)和副喷淋管(2-022)的底部均开设有喷淋孔(2-023)。
5.如权利要求1所述的异丁醛氧化塔，其特征是所述空气布气管(2-04)与空气进口(2-03)通过法兰连接，空气布气管(2-04)的内伸端延伸至靠近塔体内壁的位置处截止且在塔体内壁上设有可支撑空气布气管(2-04)内伸端的空气布气支撑板(2-041)，空气布气管(2-04)的两侧沿其长度方向间隔设置多个开孔。
6.如权利要求1所述的异丁醛氧化塔，其特征是所述氮气布气管网结构(2-06)包括与塔体氮气口( 2-05)通过法兰连接的主布气管(2-061)和垂直固接在主布气管(2-061)两侧的副布气管(2-062)，主布气管(2-061)的内伸端延伸至靠近塔体内壁的位置处截止且在塔体内壁上设有可支撑主布气管(2-061)内伸端的氮气布气支撑板(2-064),各副布气管(2-062)水平延伸至靠近塔体内壁的位置处截止，主布气管(2-061)和副布气管(2-062)的底部均开设有布气孔(2-063 )。
7.如权利要求1-6中任一项所述的异丁醛氧化塔，其特征是所述循环输送管路(14)上连接有换热器(3 )，该换热器(3 )为管壳式换热器，原料输送管路(6 )与换热器(3 )的管程连通，换热器(3)的壳程连通循环热水。
【文档编号】B01J10/00GK203916633SQ201420385572
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】刘新明, 王勤云, 张新华 申请人:潍坊齐益化工有限公司