技术领域
[0001] 本发明属于化工设备领域，具体涉及一种醇胺产品蒸氨脱水、精制系统。
相关背景技术
[0002] 醇胺产品，包括一乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺，在化工、医药、纺织、农药等多个领域具有广泛应用。传统醇胺产品的生产工艺存在能耗高、产品质量不稳定、生产效率低等问题。因此，开发一种高效、节能、环保的醇胺产品生产系统及工艺，对于提高醇胺产品的质量和市场竞争力具有重要意义。
具体实施方式
[0038] 下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0039] 如图1‑图5所示，一种醇胺产品蒸氨脱水、精制系统，包括：
[0040] 蒸氨装置7，接收预处理后的醇胺原料，通过加热使醇胺原料中的氨和水以气态形式分离，所述蒸氨装置7包括蒸氨塔71、蒸氨塔再沸器72、蒸氨塔冷凝器73和氨闪蒸罐74，蒸氨塔71分为蒸氨闪蒸段和蒸氨蒸馏段，蒸氨闪蒸段用于初步分离氨气，蒸氨蒸馏段用于进一步分离氨和水，蒸氨塔再沸器72提供热量维持蒸氨蒸馏段内物料的汽化，蒸氨塔冷凝器73用于冷凝分离出的氨气，氨闪蒸罐74用于在减压条件下进一步去除物料中的残留氨；
[0041] 脱水装置8，接收蒸氨装置7输出的醇胺混合物，通过真空精馏的方式去除其中的水分，所述脱水装置8包括脱水塔81、脱水冷凝器82和回流罐83，脱水塔81分为脱水塔精馏段815和脱水塔提馏段816，脱水冷凝器82用于冷凝塔顶汽体，回流罐83用于接收冷凝液并部分回流至脱水塔81；
[0042] 一乙精馏装置11，用于从混合乙醇胺中分离出一乙醇胺产品，包括一乙进料闪蒸罐、一乙塔111、一乙塔顶内冷凝器112、一乙再沸器113、一乙塔底循环泵114、一乙产品泵115及一乙产品冷却器116，以及配套的一乙真空机组；
[0043] 二乙精馏装置12，用于接收一乙塔111釜的重组分物料并分离出二乙醇胺产品，包括二乙塔121、二乙塔顶内冷凝器122、二乙再沸器123、二乙塔底循环泵124、二乙产品采出泵125及二乙产品冷却器126，以及配套的二乙真空机组，其中二乙塔精馏段上部增设了轻组分精馏层，用于进一步提高二乙醇胺产品质量；
[0044] 三乙精馏装置13，用于接收二乙塔121釜的重组分物料并分离出三乙醇胺产品，包括三乙塔131、三乙塔顶内冷凝器132、三乙再沸器133、三乙塔底循环泵134、三乙产品泵135及三乙产品冷却器136，以及配套的三乙真空机组；
[0045] 一乙精馏装置11、二乙精馏装置12和三乙精馏装置13均采用高效降膜蒸发器进行强制外循环加热再沸方式，各塔均设置产品侧线出料及甩头装置，以实现组分的有效分离和回流，同时，各真空机组均包含四级高真空泵，以实现高真空状态下的精馏操作。
[0046] 本实施例中，所述蒸氨塔71的蒸氨塔闪蒸段715设有第一除沫器718、汽化室7110和加热器719，加热器719为列管式换热器，管间通入低压蒸汽或热水。
[0047] 本实施例中，所述脱水塔81的脱水塔精馏段815和脱水塔提馏段816内设有规整波纹填料、流体分布器814和液体再分布器。
[0048] 本实施例中，所述一乙塔111、二乙塔121及三乙塔131均包括精馏段和提馏段，其中精馏段设有产品收集槽、回流液分配器及填料，提馏段设有进料液体再分布器、填料及塔釜，物料在塔内与回流液及再沸蒸汽逆向接触，实现传质传热及组分分离。
[0049] 本实施例中，所述一乙塔顶内冷凝器112、二乙塔顶内冷凝器122及三乙塔顶内冷凝器132均为卧式列管换热器，用于实现塔内热量的移除，使塔顶汽体冷凝并形成塔内回流液。
[0050] 本实施例中，所述一乙再沸器113、二乙再沸器123及三乙再沸器133均为降膜式薄膜蒸发器，用于提供精馏所需的热量，实现物料的连续汽化和分离。
[0051] 本发明还公开了一种醇胺产品蒸氨脱水、精制工艺，其通过所述的醇胺产品蒸氨脱水、精制系统实现，包括以下步骤：
[0052] 步骤一、将预处理后的醇胺原料送入蒸氨装置7，通过加热分离出氨和水，氨气经冷凝后回收，物料经减压闪蒸进一步去除残留氨；
[0053] 步骤二、将蒸氨装置7输出的醇胺混合物送入脱水装置8，在真空条件下通过精馏去除水分；
[0054] 步骤三、使用真空装置9维持脱水装置8的真空状态，移除系统中的不凝性气体，得到混合乙醇胺物料；
[0055] 步骤四、将混合乙醇胺物料经过蒸氨脱水处理后，连续送入一乙精馏装置11进行精馏，分离出一乙醇胺产品；
[0056] 步骤五、将一乙塔底部的重组分物料送入二乙精馏装置12进行精馏，分离出二乙醇胺产品，同时，将含有一乙醇胺的轻组分物料返回一乙塔进行再处理；
[0057] 步骤六、将二乙塔底部的重组分物料送入三乙精馏装置13进行精馏，分离出三乙醇胺产品，同时，将含有二乙醇胺的轻组分物料返回二乙塔进行再处理；
[0058] 步骤七、在各精馏装置中，通过高效降膜蒸发器进行强制外循环加热再沸，通过产品侧线出料及甩头装置实现组分的有效分离和回流，通过四级高真空泵实现高真空状态下的精馏操作，以获得高品质的一乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺产品。
[0059] 本发明所述的蒸氨塔71包括蒸氨塔体711、设置于蒸氨塔体711底部并与其连通的蒸氨塔釜712和设置于蒸氨塔体711底部的蒸氨塔裙座713，所述蒸氨塔体711内部设有与蒸氨塔体711内侧壁密封的封头714，所述封头714将塔体内部从上到下分割成蒸氨塔闪蒸段715和蒸氨塔蒸馏段716两个独立的空间，所述蒸氨塔闪蒸段715顶部设有与其内部连通的蒸氨塔气相出口717，所述蒸氨塔闪蒸段715内从上到下依次设有第一除沫器718和加热器
719，所述第一除沫器718和加热器719之间形成汽化室7110，所述蒸氨塔闪蒸段715外侧设有与汽化室7110内部连通的蒸氨塔进料口7111，所述蒸氨塔闪蒸段715外侧设有与加热器
719连通的上段蒸汽入口7112和上段凝结水出口7113，所述蒸氨塔闪蒸段715外侧靠近底部的位置设有与其内部连通的蒸氨塔上段底部出口7114，所述蒸馏段内部从上到下依次设有第二除沫器7115和数个塔盘7116，数个所述塔盘7116从上到下交错设置，所述封头714上设有与蒸氨塔蒸馏段716内部连通且延伸至蒸氨塔体711外侧的蒸氨塔下段气相出口7117，所述蒸馏段外侧设有与第二除沫器7115和位于最上部的塔盘7116之间的位置连通的蒸氨塔下段物料进口7118，所述蒸氨塔上段底部出口7114与蒸氨塔下段物料出口连通，所述蒸氨塔蒸馏段716外侧靠近底部的位置设有与其内部的连通的蒸氨塔再沸返回口7119，所述蒸氨塔釜712底部设有与其内部连通的蒸氨塔出料口7120，所述蒸氨塔出料口7120与蒸氨塔再沸返回口7119通过管道连通，所述蒸氨塔釜712外侧设有蒸氨塔蒸汽盘管7121，所述蒸氨塔蒸汽盘管7121上设有与其连通的蒸氨塔外伴热蒸汽入口7122和蒸氨塔外伴热凝结水出口7123。所述蒸氨塔体711和蒸氨塔釜712之间设有蒸氨塔锥形过渡段7124。所述加热器719上海设有与其连通的排气口7125和排净口7126。每个所述塔盘7116均包括设置于蒸馏段内侧壁的受液盘71161和与受液盘71161连接的塔板71162，所述塔板71162远离受液盘71161的一端连接有挡水板71163，所述挡水板71163下端连接有倾斜设置的降液板71164，位于上一层的所述降液板71164朝位于下方的所述受液盘71161方向倾斜。所述受液盘71161上表面低于塔板71162上表面，所述挡水板71163上表面高于塔板71162上表面。所述蒸氨塔蒸馏段716内侧与蒸氨塔下段物料进口7118对应的位置设有蒸氨塔进料挡板7127。所述蒸氨塔釜712内底面位于蒸氨塔出料口7120外侧的位置设有蒸氨塔防涡流挡板7128。
[0060] 蒸氨塔71包括如下部件：
[0061] 蒸氨塔体711：为蒸氨塔的主体部分，其内部设有与蒸氨塔体711内侧壁密封的封头714，该封头714将蒸氨塔体711内部从上到下分割成蒸氨塔闪蒸段715和蒸氨塔蒸馏段716两个独立的空间。
[0062] 蒸氨塔釜712：设置于蒸氨塔体711底部并与其连通，用于收集蒸氨后的物料。
[0063] 蒸氨塔裙座713：设置于蒸氨塔体711底部，用于支撑整个蒸氨塔结构。
[0064] 在蒸氨塔闪蒸段715，顶部设有蒸氨塔气相出口717，用于排出蒸氨后的气相物料。闪蒸段内从上到下依次设有第一除沫器718和加热器719，第一除沫器718和加热器719之间形成汽化室7110，用于物料的汽化处理。闪蒸段外侧设有与汽化室7110内部连通的蒸氨塔进料口7111，用于向蒸氨塔内加入待蒸氨的物料。同时，闪蒸段外侧还设有与加热器719连通的上段蒸汽入口7112和上段凝结水出口7113，用于加热器719的蒸汽供应和凝结水排放。
闪蒸段外侧靠近底部的位置设有与其内部连通的蒸氨塔上段底部出口7114，用于排出闪蒸段处理后的物料。
[0065] 在蒸氨塔蒸馏段716，内部从上到下依次设有第二除沫器7115和数个塔盘7116，数个塔盘7116从上到下交错设置，用于物料的进一步蒸氨处理。封头714上设有与蒸氨塔蒸馏段716内部连通且延伸至蒸氨塔体711外侧的蒸氨塔下段气相出口7117，用于排出蒸馏段处理后的气相物料。蒸馏段外侧设有与第二除沫器7115和位于最上部的塔盘7116之间的位置连通的蒸氨塔下段物料进口7118，用于向蒸馏段内加入物料。蒸氨塔上段底部出口7114与蒸氨塔下段物料进口7118连通，形成物料的连续处理。蒸馏段外侧靠近底部的位置设有与其内部连通的蒸氨塔再沸返回口7119，用于将部分物料回流至蒸馏段进行再次蒸氨。
[0066] 此外，蒸氨塔体711和蒸氨塔釜712之间设有蒸氨塔锥形过渡段7124，用于连接和过渡两部分结构。加热器719上设有与其连通的排气口7125和排净口7126，用于加热器719的气体排放和物料排净。每个塔盘7116均包括设置于蒸馏段内侧壁的受液盘71161和与受液盘71161连接的塔板71162，塔板71162远离受液盘71161的一端连接有挡水板71163，挡水下端连接有倾斜设置的降液板71164，位于上一层的降液板71164朝位于下方的受液盘71161方向倾斜，以优化物料的流动和蒸氨效果。受液盘71161上表面低于塔板71162上表面，挡水板71163上表面高于塔板71162上表面，以进一步提高蒸氨效率。
[0067] 蒸氨塔蒸馏段716内侧与蒸氨塔下段物料进口7118对应的位置设有蒸氨塔进料挡板7127，用于减缓物料进入蒸馏段时的冲击力，避免对塔盘7116造成损坏。蒸氨塔釜712内底面位于蒸氨塔出料口7120外侧的位置设有蒸氨塔防涡流挡板7128，用于防止物料在釜内形成涡流，影响蒸氨效果。
[0068] 蒸氨塔釜712外侧设有蒸氨塔蒸汽盘管7121，用于加热蒸氨塔内的物料，提高蒸氨效率。蒸汽盘管上设有蒸氨塔外伴热蒸汽入口7122和蒸氨塔外伴热凝结水出口7123，用于连接外部蒸汽源和凝结水排放系统。
[0069] 蒸氨塔71工作时，来自反应器3的压力5.0Mpa、温度80℃‑100℃的物料，自流进入压力0.9～1.6Mpa蒸氨塔闪蒸段715的汽化室7110后，籍自身热焓迅速减压闪蒸汽化和籍上段加热器719补充的热量汽化，蒸氨塔闪蒸段715出氨量约占物料含氨总量的85％。第一除沫器718为内置式丝网除雾填料，用以捕集上升氨气中所夹带的乙醇胺液滴，除雾后的氨气进入蒸氨塔气相出口717。加热器719为列管式换热器，其管间通入低压蒸汽或热水，及时提供管内物料氨汽化所需热量，以维持料液温度稳定在80℃‑95℃之间。物料在汽化室7110和加热器719管程内停留一段时间后，进入蒸氨塔蒸馏段716。
[0070] 蒸氨塔蒸馏段716内设有塔盘7116。物料自蒸氨塔蒸馏段716顶部顺流而下依次流经各塔盘7116的塔板71162，与底部物料受热后上升汽体进行逆流接触；经过传质传热后，其所含的轻组分(氨、少量水)不断被汽化和提纯，与蒸氨塔闪蒸段715蒸出的氨气汇合后一同进入蒸氨塔气相出口717；重组分则经提馏后富集于蒸氨塔釜712，并由蒸氨塔出料口7120排出。
[0071] 本发明所述的脱水塔81包括脱水塔体811、设置于脱水塔体811底部并与其连通的脱水塔釜812和设置于脱水塔体811底部的脱水塔裙座813，所述脱水塔体811内部设有与脱水塔体811内侧壁密封连接的流体分布器814，所述流体分布器814将脱水塔体811内部从上到下分割成脱水塔精馏段815和脱水塔提馏段816两个独立的腔体，所述脱水塔精馏段815顶部设有与其内部连通的脱水塔气相出口817，所述脱水塔精馏段815内设有脱水塔上段填料支撑格栅818，所述脱水塔上段填料支撑格栅818上设有脱水塔上段密封填料，所述脱水塔精馏段815外侧壁设有与其内部连通且开口位于脱水塔上段密封填料上方的脱水塔回流口819，所述脱水塔精馏段815外侧壁设有与其内部连通且开口位于流体分布器814上方的脱水塔进料口8110，所述脱水塔提馏段816内位于流体分布器814下方的位置设有脱水塔下段填料支撑格栅8111，所述脱水塔下段填料支撑格栅8111上设有脱水塔下段密封填料，所述脱水塔提馏段816外侧壁设有与其内部连通且出口位于脱水塔下段密封填料和脱水塔釜812之间的脱水塔再沸返回口8112，所述脱水塔釜812底部设有与其内部连通的脱水塔出料口8113，所述脱水塔出料口8113与脱水塔再沸返回口8112通过管道连通，所述脱水塔釜812外侧设有脱水塔蒸汽盘管8114，所述脱水塔蒸汽盘管8114上设有与其连通的脱水塔外伴热蒸汽入口8115和脱水塔外伴热凝结水出口8116。所述脱水塔体811和脱水塔釜812之间设有脱水塔椭圆封头8117。所述脱水塔精馏段815内侧与脱水塔进料口8110对应的位置设有脱水塔进料挡板8118。所述脱水塔釜812内底面位于脱水塔出料口8113外侧的位置设有脱水塔防涡流挡板8119。
[0072] 本发明所述的脱水塔81包括如下部件：
[0073] 脱水塔体811：为脱水塔的主体部分，其内部设有流体分布器814，该流体分布器814与脱水塔体811内侧壁密封连接，将脱水塔体811内部从上到下分割成脱水塔精馏段815和脱水塔提馏段816两个独立的腔体。
[0074] 脱水塔釜812：设置于脱水塔体811底部并与其连通，用于收集脱水后的物料。
[0075] 脱水塔裙座813：设置于脱水塔体811底部，用于支撑整个脱水塔结构。
[0076] 在脱水塔精馏段815，设有脱水塔气相出口817，用于排出脱水后的气相物料。同时，精馏段内设有脱水塔上段填料支撑格栅818和脱水塔上段密封填料，以提高脱水效率。脱水塔回流口819设置于精馏段外侧壁，且开口位于脱水塔上段密封填料上方，用于回流部分物料以调节脱水过程。脱水塔进料口8110也设置于精馏段外侧壁，且开口位于流体分布器814上方，用于向脱水塔内加入待脱水的物料。
[0077] 在脱水塔提馏段816，设有脱水塔下段填料支撑格栅8111和脱水塔下段密封填料，以进一步提高脱水效率。脱水塔再沸返回口8112设置于提馏段外侧壁，且出口位于脱水塔下段密封填料和脱水塔釜812之间，用于将部分物料回流至提馏段进行再次脱水。
[0078] 此外，脱水塔体811和脱水塔釜812之间设有脱水塔椭圆封头8117714，用于连接和密封两部分结构。脱水塔精馏段815内侧与脱水塔进料口8110对应的位置设有脱水塔进料挡板8118，用于减缓物料进入脱水塔时的冲击力，避免对填料造成损坏。脱水塔釜812内底面位于脱水塔出料口8113外侧的位置设有脱水塔防涡流挡板8119，用于防止物料在釜内形成涡流，影响脱水效果。
[0079] 脱水塔釜812外侧设有脱水塔蒸汽盘管8114，用于加热脱水塔内的物料，提高脱水效率。蒸汽盘管上设有脱水塔外伴热蒸汽入口8115和脱水塔外伴热凝结水出口8116，用于连接外部蒸汽源和凝结水排放系统。
[0080] 本发明所述的一乙塔111、二乙塔121及三乙塔131均为精制塔，其包括精制塔体1311、设置于精制塔体1311底部并与其连通的精制塔釜1312和设置于精制塔体1311底部的精制塔裙座1313，所述精制塔精馏段1316顶部设有塔顶内冷凝器1314，所述精制塔体1311外侧位于中部的位置设有与其内部连通的精制塔进料口1315，所述精制塔进料口1315上方形成精制塔精馏段1316，所述精制塔进料口1315下方形成精制塔提馏段1317，所述塔顶内冷凝器1314的进气口与精制塔精馏段1316连通，所述精制塔精馏段1316内部从上到下依次设有塔内产品收集槽1318、精制塔回流液分布器1319和精制塔上段填料支撑格栅13110，所述精制塔精馏段1316外侧设有与塔内产品收集槽1318连通的第一精制塔产品出料口
13111，所述塔内产品收集槽1318上部与精制塔回流液分布器1319连通，所述精制塔上段填料支撑格栅13110上设有精制塔上段密封填料，所述精制塔精馏段1316外侧与精制塔上段密封填料对应的位置设有与精制塔精馏段1316连通的第二精制塔产品出料口13112和精制塔回流口13113，所述精制塔提馏段1317内部通过从上到下依次设有液体分布器13114和精制塔下段填料支撑格栅13115，所述精制塔下段填料支撑格栅13115上设有精制塔下段密封填料，所述精制塔提馏段1317外侧壁设有与其内部连通且出口位于精制塔下段密封填料和精制塔釜1312之间的精制塔再沸返回口13116，所述精制塔釜1312底部设有与其内部连通的精制塔出料口13117，所述精制塔出料口13117与精制塔再沸返回口13116通过管道连通，所述精制塔釜1312外侧设有精制塔蒸汽盘管13118，所述精制塔蒸汽盘管13118上设有与其连通的精制塔外伴热蒸汽入口13119和精制塔外伴热凝结水出口13120。所述精制塔体1311内侧与精制塔进料口1315对应的位置设有第一精制塔进料挡板13121。所述塔内产品收集槽1318通过锥壳13122与精制塔精馏段1316内侧壁连接。所述精制塔回流液分布器1319通过分布器连接管13123与塔内产品收集槽1318连通。所述精制塔精馏段1316内侧壁设有横梁13124，所述分布器连接管13123穿过横梁13124并与横梁13124连接。所述精制塔精馏段
1316内侧与精制塔回流口13113对应的位置设有第二精制塔进料挡板13125。所述精制塔釜
1312内底面位于精制塔出料口13117外侧的位置设有精制塔防涡流挡板13126。
[0081] 本发明所述的精制塔包括如下部件：
[0082] 精制塔体1311：为精制塔的主体部分，其顶部设有塔顶内冷凝器1314，用于冷凝精制后的气相物料。
[0083] 精制塔釜1312：设置于精制塔体1311底部并与其连通，用于收集精制后的物料。
[0084] 精制塔裙座1313：设置于精制塔体1311底部，用于支撑整个精制塔结构。
[0085] 精制塔体1311外侧位于中部的位置设有与其内部连通的精制塔进料口1315，用于向精制塔内加入待精制的物料。精制塔进料口1315上方形成精制塔精馏段1316，下方形成精制塔提馏段1317。塔顶内冷凝器1314的进气口与精制塔精馏段1316连通，用于接收并冷凝精制后的气相物料。
[0086] 在精制塔精馏段1316内部，从上到下依次设有塔内产品收集槽1318、精制塔回流液分布器1319和精制塔上段填料支撑格栅13110。塔内产品收集槽1318用于收集精制后的产品，并通过第一精制塔产品出料口13111排出。塔内产品收集槽1318上部与精制塔回流液分布器1319连通，用于将部分产品回流至精制塔内，以调节精制过程。精制塔上段填料支撑格栅13110上设有精制塔上段密封填料，以提高精制效率。精制塔精馏段1316外侧与精制塔上段密封填料对应的位置设有第二精制塔产品出料口13112和精制塔回流口13113，分别用于排出精制产品和回流物料。
[0087] 在精制塔提馏段1317内部，从上到下依次设有液体分布器13114和精制塔下段填料支撑格栅13115。精制塔下段填料支撑格栅13115上设有精制塔下段密封填料，以进一步提高精制效率。精制塔提馏段1317外侧壁设有与其内部连通且出口位于精制塔下段密封填料和精制塔釜1312之间的精制塔再沸返回口13116，用于将部分物料回流至提馏段进行再次精制。
[0088] 此外，精制塔体1311内侧与精制塔进料口1315对应的位置设有第一精制塔进料挡板13121，用于减缓物料进入精制塔时的冲击力，避免对填料造成损坏。塔内产品收集槽1318通过锥壳13122与精制塔精馏段1316内侧壁连接，以提高连接的稳定性和密封性。精制塔回流液分布器1319通过分布器连接管13123与塔内产品收集槽1318连通，分布器连接管
13123穿过精制塔精馏段1316内侧壁上的横梁13124并与横梁13124连接，以固定分布器并优化物料回流路径。精制塔精馏段1316内侧与精制塔回流口13113对应的位置设有第二精制塔进料挡板13125，用于进一步减缓回流物料的冲击力。
[0089] 精制塔釜1312外侧设有精制塔蒸汽盘管13118，用于加热精制塔内的物料，提高精制效率。蒸汽盘管上设有精制塔外伴热蒸汽入口13119和精制塔外伴热凝结水出口13120，用于连接外部蒸汽源和凝结水排放系统。精制塔釜1312内底面位于精制塔出料口13117外侧的位置设有精制塔防涡流挡板13126，用于防止物料在釜内形成涡流，影响精制效果。
[0090] 以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
