一种甲基丙烯酸甲酯粗单体精馏塔设备及处理工艺

一种甲基丙烯酸甲酯粗单体精馏塔设备及处理工艺

摘要：本发明涉及精馏技术领域，具体涉及一种甲基丙烯酸甲酯粗单体精馏塔设备及处理工艺，通过塔板的正下方平行设有活动板，塔板上固定连接有升气管，升气管底端活动连接有伸缩管，塔板上开设有若干个通孔，从而塔板与活动板之间的间隔空间形成存液区域，塔内气压气速较小，则活动板受推力不足，向下滑落，存液区域变大，更多的液料降至塔板以下，落入存液区域内暂存，塔板以上的液层降低，保证出气与液层充分接触，减少液层由升气管向下漏液，若塔内气压气速较大，则活动板受推力加大，向上滑移，存液区域变小，更多的液料由存液区域来到塔板以上，利于更多的液层与更多的出气量充分反应，避免较大的出气量产生雾沫夹带现象。

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202211270897.0

专利申请（专利权）人：山东宏旭化学股份有限公司,万达集团股份有限公司
权利人地址：山东省东营市东营港经济开发区港北二路南港西二路东

专利发明（设计）人： 慈夫山 ,李占吉 ,刘龙 ,李明华 ,惠保太 ,张振旺

主权利要求:一种甲基丙烯酸甲酯粗单体精馏塔设备及处理工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及精馏技术领域，尤其涉及一种甲基丙烯酸甲酯粗单体精馏塔设备及处理工艺。
背景技术
[0002] 甲基丙烯酸甲酯在制备过程中，经由前期的一系列反应，得到甲基丙烯酸甲酯粗单体，再经由精馏处理得到精单体产物。现有的精馏设备主要有填料塔和板式塔，其中又以板式塔应用居多，例如中国专利文献CN201620651268.6公开的一种甲醇精馏塔，甲醇精馏塔为板式塔，包括塔体，塔体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层塔板后从塔底排出，而气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层后从塔顶排出，气、液在塔内逐板接触进行质、热交换，故液相中的易挥发组分进入气相，气相中的难挥发组分转入液相，于是在塔顶可得到几乎纯的易挥发组分。
[0003] 然而，发明人发现，现有技术中，在精馏过程中由于塔内气压气速不稳，会对精馏分离效果产生不利影响，若气压气速较小，易造成液体沿塔板气孔向下漏液的问题，若气压气速较大，气体上冲剧烈，易将液体直接带至上层塔板或塔顶，造成产品污染，实际中称之为雾沫夹带现象。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提出一种甲基丙烯酸甲酯粗单体精馏塔设备及处理工艺，以解决因塔内气压不稳导致的精馏分离效果变差的问题。
[0005] 基于上述目的，本发明提供了一种甲基丙烯酸甲酯粗单体精馏塔设备，包括塔壳体，塔壳体内横置有塔板，塔板一侧固定于塔壳体的内侧壁上，另一侧设有溢流堰，溢流堰下方连接有降液管，还包括：
[0006] 活动板，平行设于塔板的正下方；
[0007] 升气管，固定连接于塔板上，升气管顶端开口位于塔板上方，升气管底端活动连接有伸缩管，伸缩管底端固定连接于活动板上，伸缩管底端开口位于活动板下方；
[0008] 塔板上开设有若干个通孔，塔板与活动板之间的间隔空间形成存液区域，塔壳体内的蒸汽推动活动板竖向移动，带动伸缩管沿升气管上下伸缩移动。
[0009] 优选地，升气管顶端罩设有泡罩，泡罩底端环绕抵贴于升气管外侧壁，用于沿升气管上下移动，泡罩底端开设有排气口。
[0010] 优选地，泡罩内顶端连接有拉条，拉条底端连接于升气管内侧壁上。
[0011] 优选地，升气管侧壁内部开设有滑槽，伸缩管插设于滑槽内，以沿滑槽上下移动。
[0012] 优选地，伸缩管顶端转动连接有侧板，且伸缩管与侧板转动连接处设有弹性件，侧板与伸缩管之间连接有密封膜，伸缩管沿滑槽移出时，弹性件推动侧板转动，以撑开密封膜。
[0013] 优选地，侧板上开设有漏液孔，伸缩管上设有单向阀，用于朝向存液区域单向漏液。
[0014] 优选地，升气管侧壁内部设有通气腔，拉条底端贯穿入升气管内侧壁，并连接有弹性绳，弹性绳一端固定连接于通气腔上，塔板内部设有通气道，泡罩向上移动拉出拉条时，蒸汽沿通气腔、单向阀、通气道流出。
[0015] 优选地，溢流堰靠近塔板一侧侧端开设有竖槽，竖槽内滑设有竖堰板，活动板一端固定连接有连杆，连杆穿设入竖槽内，并固定连接于竖堰板上。
[0016] 从而活动板上下移动带动竖堰板同步移动，起到适应性调节溢流堰高度的效果。
[0017] 本发明还提供了一种甲基丙烯酸甲酯粗单体精馏处理工艺，包括以下步骤：
[0018] 通过进料管向塔壳体内通入液料，通过进气口向塔壳体内通入蒸汽，蒸汽自塔壳体底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出，蒸汽与液层充分接触，进行质、热交换，挥发气体由出气口排出，液层越过溢流堰，并沿降液管向下沉降，塔壳体底液体由出料口排出；
[0019] 塔壳体内气压气速减小时，活动板受蒸汽推力减小，向下滑落，塔板与活动板之间的存液区域变大，塔板以上的液层降低，减少液层向下漏液；
[0020] 塔壳体内气压气速增大时，活动板受蒸汽推力加大，向上滑移，塔板与活动板之间的存液区域变小，塔板以上的液层升高，减少雾沫夹带现象。
[0021] 优选地，塔壳体内气压气速减小时，伸缩管随活动板一并下移，伸缩管内侧的侧板展开，漏液经由侧板下落，向侧板内流入暂存；
[0022] 塔壳体内气压气速增大时，伸缩管上移，自然带动侧板收合，侧板内的漏液经由单向阀朝向存液区域单向漏液，同时升气管上罩设的泡罩向上移动，拉动拉条，直至拉条底端被拉出移离升气管内侧壁，上来的蒸汽部分沿拉条穿入升气管内侧壁的孔隙流入，扩散蒸汽。
[0023] 本发明的有益效果：通过塔板的正下方平行设有活动板，塔板上固定连接有升气管，塔板上开设有若干个通孔，从而塔板与活动板之间的间隔空间形成存液区域，若塔内气压气速较小，则活动板受推力不足，向下滑落，带动伸缩管沿升气管一并下移，则存液区域变大，更多的液料降至塔板以下，落入存液区域内暂存，蒸汽依次通过伸缩管底端开口、升气管顶端开口出气，塔板和升气管顶端开口高度始终不变，塔板以上的液层降低，保证出气与液层充分接触，减少液层由升气管向下漏液，若塔内气压气速较大，则活动板受推力加大，向上滑移，带动伸缩管沿升气管一并上移，则存液区域变小，更多的液料由存液区域来到塔板以上，利于更多的液层与更多的出气量充分反应，避免较大的出气量产生雾沫夹带现象，由此提高精馏操作的分离效果。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明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发明，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。
[0025] 图1为本发明的塔本体的结构示意图；
[0026] 图2为本发明的塔板的结构示意图；
[0027] 图3为本发明的升气管的结构示意图；
[0028] 图4为本发明的侧板的结构示意图；
[0029] 图5为本发明的活动板上移时的结构示意图；
[0030] 图6为本发明的活动板上移抵接塔板时的结构示意图；
[0031] 图7为本发明的拉条底端被拉出移离升气管内侧壁时的结构示意图；
[0032] 图8为本发明的升气管的俯视图；
[0033] 图9为本发明的溢流堰的侧视结构示意图；
[0034] 图10为本发明的竖堰板上移时的结构示意图；
[0035] 图11为本发明的塔板的俯视图；
[0036] 图12为本发明的活动板的仰视图。
[0037] 图中标记为：
[0038] 1、塔壳体；101、进料管；102、出料口；103、出气口；104、回流管；105、进气口；2、塔板；21、通孔；3、溢流堰；31、竖槽；32、竖堰板；4、降液管；5、活动板；51、连杆；6、升气管；61、滑槽；7、伸缩管；8、泡罩；81、排气口；9、拉条；10、侧板；11、密封膜；12、漏液孔；13、单向阀；14、通气腔；15、弹性绳；16、通气道。

具体实施方式
[0039] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
[0040] 需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0041] 如图1、图2、图3、图11所示，一种甲基丙烯酸甲酯粗单体精馏塔设备，包括塔壳体1，塔壳体1内横置有塔板2，塔板2一侧固定于塔壳体1的内侧壁上，另一侧设有溢流堰3，溢流堰3下方连接有降液管4，塔板2的正下方平行设有活动板5，塔板2上固定连接有升气管6，升气管6顶端开口位于塔板2上方，升气管6底端活动连接有伸缩管7，伸缩管7底端固定连接于活动板5上，伸缩管7底端开口位于活动板5下方，塔板2上开设有若干个通孔21，塔板2与活动板5之间的间隔空间形成存液区域，塔壳体1内的蒸汽推动活动板5竖向移动，带动伸缩管7沿升气管6上下伸缩移动。
[0042] 本发明通过设置塔壳体1，塔壳体1为圆柱体形状，塔壳体1内横置有若干层的塔板2，塔板2一侧固定于塔壳体1的内侧壁上，另一侧设有溢流堰3，溢流堰3下方连接有降液管
4，具体的，塔壳体1中部侧端连接有进料管101，塔壳体1底端设有出料口102，塔壳体1顶端设有出气口103，塔壳体1顶部侧端连接有回流管104，塔壳体1底部侧端设有进气口105，实际精馏作业时，通过进料管101向塔内通入液料，通过进气口105向塔内通入高温蒸汽，蒸汽自塔底向上依次穿过各塔板2上的液层上升至塔顶排出，蒸汽与液层充分接触，进行质、热交换，液相中的易挥发组分进入气相，气相中的难挥发组分转入液相，于是在塔顶可得到几乎纯的易挥发组分，由出气口103排出，液层越过溢流堰3，并沿降液管4向下沉降，塔底可得到几乎纯的难挥发组分，由出料口102排出，料液从塔中部的进料管101加入，进料管101以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步增浓，称为精馏段，进料管101以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段，从塔顶引出的蒸气经冷凝，一部分凝液作为回流液从塔顶的回流管104返回精馏塔，其余馏出液即为精馏产品，塔底引出的液体经再沸器部分气化，蒸气沿塔上升，余下的液体作为塔底粗品，塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比，其大小会影响精馏操作的分离效果和能耗，而现有的精馏过程中，由于塔内气压气速不稳，气压气速较小易造成漏液问题，气压气速较大则易造成雾沫夹带问题，均会影响精馏操作的分离效果和能耗。
[0043] 本发明中，塔板2与活动板5之间的间隔空间形成存液区域，塔壳体1内的蒸汽推动活动板5竖向移动，带动伸缩管7沿升气管6上下伸缩移动，以使存液区域的大小相应变化，若塔内气压气速较小，则活动板5受推力不足，向下滑落，带动伸缩管7沿升气管6一并下移，则存液区域变大，更多的液料降至塔板2以下，落入存液区域内暂存，蒸汽依次通过伸缩管7底端开口、升气管6顶端开口出气，塔板2和升气管6顶端开口高度始终不变，塔板2以上的液层降低，保证出气与液层充分接触，减少液层由升气管6向下漏液，若塔内气压气速较大，则活动板5受推力加大，向上滑移，带动伸缩管7沿升气管6一并上移，则存液区域变小，更多的液料由存液区域来到塔板2以上，利于更多的液层与更多的出气量充分反应，避免较大的出气量产生雾沫夹带现象，由此提高精馏操作的分离效果。
[0044] 其中，塔板2的俯视结构如图11所示，活动板5的仰视结构如图12所示。
[0045] 在本发明的实施例中，如图3、图5、图6、图7所示，升气管6顶端罩设有泡罩8，泡罩8底端环绕抵贴于升气管6外侧壁，泡罩8底端开设有排气口81，从而蒸汽依次由升气管6、泡罩8内侧、排气口81出气，产生鼓泡与液层充分接触，随气压气速变化，推动泡罩8上下沿升气管6上下移动，进一步利于减少漏液率。
[0046] 在本发明的实施例中，如图3、图5、图6、图7所示，泡罩8内顶端连接有拉条9，拉条9底端连接于升气管6内侧壁上，用以起到限位作用。
[0047] 在本发明的实施例中，如图8所示，升气管6侧壁内部开设有滑槽61，伸缩管7插设入滑槽61内，用于沿滑槽61上下移动。
[0048] 在本发明的实施例中，如图4所示，伸缩管7顶端转动连接有侧板10，且伸缩管7与侧板10转动连接处设有弹性件，侧板10与伸缩管7之间连接有密封膜11，其中，弹性件可为扭簧、弹簧等弹性部件，伸缩管7沿滑槽61移动穿出时，弹性件推动侧板10转动，以撑开密封膜11，两侧的侧板10形成倒立的八字型，侧板10上开设有漏液孔12，伸缩管7上设有单向阀13，从而漏液经由侧板10下落，自然漏入漏液孔12内，当塔内气压气速加大时，伸缩管7上移，自然带动侧板10收合，侧板10内的漏液经由单向阀13朝向存液区域单向漏液，从而将气压不足时的少量漏液得以在侧板10内侧短暂暂存，避免向下漏液，待气压恢复时，再次单向通入存液区域内参与精馏，进一步减少了漏液率。
[0049] 在本发明的实施例中，如图7所示，升气管6侧壁内部设有通气腔14，拉条9底端贯穿入升气管6内侧壁，并连接有弹性绳15，弹性绳15一端固定连接于通气腔14上，塔板2内部设有通气道16，初始状态下，弹性绳15弹性拉动拉条9，拉条9底端贯穿入升气管6内侧壁，泡罩8向上移动，拉动拉条9，直至拉条9底端被拉出移离升气管6内侧壁，上来的蒸汽部分沿拉条9穿入升气管6内侧壁的孔隙、通气腔14、单向阀13、通气道16流出，起到均匀分散上来的蒸汽的作用，进一步利于避免较大气压气速的蒸汽直接冲入引起雾沫夹带。
[0050] 在本发明的实施例中，如图9、图10所示，溢流堰3靠近塔板2一侧侧端开设有竖槽31，竖槽31内滑设有竖堰板32，活动板5一端固定连接有连杆51，连杆51穿设入竖槽31内，并固定连接于竖堰板32上，从而活动板5上下移动带动竖堰板32同步移动，起到适应性调节溢流堰3高度的效果。
[0051] 本发明还提供了一种甲基丙烯酸甲酯粗单体精馏处理工艺，包括以下步骤：
[0052] 通过进料管101向塔内通入液料，通过进气口105向塔内通入蒸汽，蒸汽自塔底向上依次穿过各塔板2上的液层上升至塔顶排出，蒸汽与液层充分接触，进行质、热交换，挥发气体由出气口103排出，液层越过溢流堰3，并沿降液管4向下沉降，塔底液体由出料口102排出；
[0053] 塔内气压气速减小时，活动板5受蒸汽推力减小，向下滑落，塔板2与活动板5之间的存液区域变大，塔板2以上的液层降低，减少液层向下漏液；
[0054] 塔内气压气速增大时，活动板5受蒸汽推力加大，向上滑移，塔板2与活动板5之间的存液区域变小，塔板2以上的液层升高，减少雾沫夹带现象。
[0055] 更优的，塔内气压气速减小时，伸缩管7随活动板5一并下移，伸缩管7内侧的侧板10展开，漏液经由侧板10下落，向侧板10内流入暂存；
[0056] 塔内气压气速增大时，伸缩管7上移，自然带动侧板10收合，侧板10内的漏液经由单向阀13朝向存液区域单向漏液，同时升气管6上罩设的泡罩8向上移动，拉动拉条9，直至拉条9底端被拉出移离升气管6内侧壁，上来的蒸汽部分沿拉条9穿入升气管6内侧壁的孔隙流入，扩散蒸汽。
[0057] 进一步减小漏液以及雾沫夹带现象造成精馏效果变差的影响，以满足更高的实用性需求。
[0058] 所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0059] 本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：山东

专利申请日期：2022-10-18

专利公开日期：2022-12-23

专利公告号：CN115337659B