專利名稱：一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及化工設備技術領域，尤其涉及一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構。
背景技術：
增塑劑是加工高聚物(如橡膠、塑料、涂料等)成型時為增加其可塑性、流動性并使成品具有柔韌性而加入的物質。對苯二甲酸二辛酯(DOTP)是一種性能優良的主塑料增塑劑，除塑化性能略低于鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)外，在揮發性、體積電阻率、與PVC的相容性以及耐溫耐候性等方面更加優越，而且毒性大大低于DOP。DOTP主要用于耐溫70°C電纜料，因其揮發性低，使用含定量DOTP能完全滿足電線電纜料耐溫等級要求，達到國際電工委員會標準(IEC)，在PVC塑料電纜護套中被作為首選增塑劑使用。其也可用作其它塑料的增塑劑使用，例如人造革膜，丁晴橡膠，硝酸纖維，聚乙烯縮丁醛等。另外，DOTP在油漆、紙張、潤滑劑、雙向薄膜、血漿膠袋及工藝品均有應用，前景十分廣闊。目前工業化生產DOTP主要采用原料對苯二甲酸(PTA)和2_乙基己醇(異辛醇、辛醇)酯化反應制備。原料PTA為石油化工的下端產品，是一種較為昂貴的化工原料，這種制備方法所生產的DOTP價格較高。另外，目前PTA的應用比較集中，世界上90%以上的PTA都用于生產聚對苯二甲酸乙二醇酯(滌綸)。在滌綸的生產過程中，會產生了大量的廢棄物，該些廢棄物經過酸溶解后排入廢水池中，形成富含PTA的污泥廢料(以下簡稱為PTA廢料)。這些PTA廢料難于降解，如不處理會對人類的生存環境造成非常惡劣的影響，而處理則需要投入大量的資金，增加了企業的生產成本。在現有技術中存在一些利用上述PTA廢料來合成DOTP的方案，采用PTA廢料制備DOTO的方案不僅原料易得，同時可消化工業生產中大量的廢物，變廢為寶，降低了生產成本，亦可保護環境，是當前較為合理并且經濟效益高的資源化利用的途徑之一。一種可行的PTA廢料制備DOTO的方案是將回收的PTA經過堿化濾去雜質提純后再酸化干燥以生成較純的PTA，然后再用原有工藝合成DOTP增塑劑，這種方案的前處理步驟繁多，成本較高，且由于多步處理而降低了最終得率。另外，在公開出版刊物《生物質化學工程》的2010年05期中披露了一種《回收PTA制取電纜增塑劑的新工藝》，該工業的設計構思是將PTA廢料進行預處理脫水后直接和辛醇進行反應，之后再將反應生成產物進行產品純化獲得D0TP。采用此工藝可以避免原料經純化所帶來的堿化、提純、酸化、干燥等諸多步驟，所有雜質的分離都在產品純化中去除，這種方法制取DOTP的工藝過程步驟少、操作方便、易于生產，且產品質量良好。但是上述工藝僅在實驗室中通過實驗器皿進行操作處理，在實際的工業化生產制備過程中，需要使用到蒸餾釜進行蒸餾提純，蒸餾釜包括罐式的釜體，所述釜體內設有加熱盤管，工作時將待處理的物料引入釜體內，通過所述加熱盤管進行加熱，從而達到蒸餾的目的。但是通常滌綸生產廠家所產生PTA廢料是作為化工垃圾來處理的，而且為節約處理成本，大部分的廠家是雇處理化工垃圾的環保公司代為處置，因此工業化生產中實際可獲得的PTA廢料不僅成分異常復雜，而且富含大量的泥沙等固體物質。現有的蒸餾釜結構無法用于這種PTA廢料和辛醇的反應生成產物的蒸餾處理，因此需要對于現有的蒸餾釜的結構進行改進以實現上述制備方案。
實用新型內容本實用新型實施例的目的是針對現有技術結構上的空白，提出一種適用于利用PTA廢料所制備的DOTP提純的蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構。為了達到上述實用新型目的，本實用新型實施例提出的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構是通過以下技術方案實現的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，涉及一種蒸餾釜，所述蒸餾釜的釜體內部具有沉淀室以及位于所述蒸發器上方的蒸發室，所述釜體頂部上設置有一個與所述釜體內部連通的上封頭，所述上封頭上開設氣相口，其特征在于所述防沖料結構包括蒸發器以及設于所述蒸發器上方的防溢環和防溢冠構成；其中，所述蒸發器包括沿所述釜體內壁連續分布的管狀加熱夾套以及同軸設置在所述釜體內的加熱管，所述加熱管和加熱夾套內分別形成相互隔離的僅供導熱油流通的加熱腔，各加熱腔分別通過進油管和出油管與外界連通，位于所述加熱管和加熱夾套之間的區域構成與所述蒸發室、沉淀室連通的加熱室所述防溢環為所述釜體內壁上連續設置的環，其中心形成流通口 ；所述防溢冠被固定設置在所述防溢環和釜體頂壁之間，且與二者分別相間隔；所述防溢冠的外緣與所述釜體內壁間均勻間隔，所述防溢冠的外緣尺寸大于所述流通口尺寸。所述流通口的口徑為所述釜體內徑的O. 3-0. 5。所述防溢冠上表面與所述釜體頂壁之間形成均勻的第一間隙。所述防溢冠下緣與所述防溢環上表面平行且形成第二間隙。所述第二間隙的寬度為第一間隙的3-10倍。所述釜體包括呈半橢圓體狀的釜頂和圓柱狀的本體，所述防溢冠呈與所述釜體同軸設置的橢圓曲面狀，并與所述釜頂內壁平行以形成所述第一間隙。所述防溢環沿所述釜頂和釜體本體交界處分布。所述進油管的進油口位于所述加熱腔內壁的下部，所述出油管的出油口位于所述加熱腔內壁的上部。所述進油口和所述出油口分別形成在所述加熱腔的兩側。所述加熱管的外徑為所述釜體內徑的15-30%，所述加熱夾套的內徑為所述釜體內徑的 65-80%。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是通過創新性的防沖料結構設計，解決了大規模工業化生產中PTA廢料制備DOTP中的關鍵技術問題。本技術方案中所提出的蒸餾釜結構適用于辛醇與僅經過堿化、烘干處理后的PTA廢料的反應生成物的蒸餾處理，實現在工業化生產中在復雜混合物的蒸餾提取DOTP的作業。利用該蒸餾釜的生產工藝較目前先處理后合成的方法更為簡便和經濟，且產品各項性能均符合使用的要求，為DOTP的發展提供了新的途徑。
通過
以下結合附圖對其示例性實施例進行的描述，本實用新型上述特征和優點將會變得更加清楚和容易理解。圖1為本實用新型實施例蒸餾釜結構示意圖；圖2為本實用新型實施例蒸餾釜剖面結構示意圖；圖3為本實施例蒸餾釜仰視結構示意圖；圖4為本實施例蒸餾釜除沫器俯視圖；圖5為本實施例蒸餾釜除沫器結構示意圖；圖6為本實施例除沫器中單片波紋網片的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解如圖1-6所示，標號分別表示釜蓋1、除沫器2、防溢冠3、防溢環4、流通口 5、觀察窗6、加熱夾套7、沉淀室8、排料管9、加熱腔10、加熱管11、加熱室12、支腳13、蒸發室14、上封頭15、氣相口 16、連接管17、液體進口 18、外框19、波紋網片20、轉臂21、螺桿22 ；進油管al、a2;出油管a3、a4;測溫口cl、c2、c3。參見圖1-2所示，本實施例中提供一種適用于利用PTA廢料所制備的DOTP提純的蒸餾釜，正如背景技術中所描述的，由于進入蒸餾釜內的液-固體混合系中成分異常復雜，即使是同一廠家所產出的PTA廢料，也會產生一定的差異性。這種情況下沒有可能也沒有必要對于其和辛醇反應后的產物進行定性處理。正因如此，對于蒸餾釜的各種性能提出了嚴格的要求，例如由于液-固體混合系中高沸點物成分復雜，因此對于蒸餾釜內的溫度的精度要求比現有蒸餾釜要高的多，其溫差控制稍差就會導致餾分的純度不夠。由于該液-固體混合系固體雜質較多，使用常規的蒸餾釜時非常容易在釜內沉積或者在蒸發器上結垢，進而導致傳熱率降低，釜內溫度下降，單位時間內蒸餾量減少，被迫頻繁檢修清理。同樣由于液-固體混合系的成分復雜，導致加熱之后原料反應速度具有相當大的波動，甚至部分成分之間反應放熱，造成釜內溫度壓力急劇上升，因此一旦控制不當就會造成物料沖出的事故。正基于上述原因，本實施例中所提供的蒸餾釜主要由釜體、上封頭15、蒸發器、防沖料裝置和除沫器2構成，其中加熱裝置包括蒸發器和沉淀室加熱器構成。以下將對上述組件的結構特點進行詳細描述釜體主要由三部分組成圓柱狀的釜體本體，設在釜體本體上端的釜頂以及設置釜體本體下端的釜底，釜頂呈半橢圓體狀，釜底呈圓錐體狀，并和釜體組合圍合構成一個供物料加熱蒸餾的空間。釜體內部設有靠近釜底上緣設置的蒸發器，位于所述蒸發器上方的釜內空間構成蒸發室14，位于所述蒸發器下方的釜內空間構成沉淀室8。沉淀室8的形狀由所述釜底形狀所界定，沉淀室8的底部開設有排料管9，用于將蒸餾后的高沸點組分排出。另外，釜體底部設有與沉淀室連通的液體進口 18，用于向釜內輸送物料。上封頭15同軸設置在所述釜頂的頂部，并呈圓管狀，上封頭15的下端開口與釜體內部空間連通，上端開口端四周擴設成法蘭邊。此上端開口端上配設有釜蓋1，釜蓋I的四周同樣地形成有用于與上封頭15法蘭邊相配合的法蘭邊。釜蓋I和上封頭15之間的連接結構如圖1所示，上封頭15的側壁上鉸接有一個沿豎直面轉動的轉臂21，該轉臂21大致呈L形，其橫臂樞轉于位于上封頭15側面的第一位置和位于上封頭15正上方的第二位置之間，且該橫臂的末端(也就是轉臂21的自由端)上開設有螺孔。當轉臂21轉動到第二位置時，該螺孔垂直設置并對應所述上封頭15的中軸線。釜蓋I上表面的中心處垂直設置有螺桿22，轉臂21上的螺孔套設在螺桿22上并與之螺紋配合。在需要關閉上封頭15的開口時，將轉臂21轉動到第二位置處，此時釜蓋I恰位于上封頭15上端開口的正上方，將手輪、把手、扳手等配設在螺桿22上端，并驅動螺桿22轉動使釜蓋I下壓與上封頭15法蘭邊緊密貼合，即可完成釜蓋I的密封裝配。而打開釜蓋I的方式恰與上述步驟相反。另外，上封頭15的管壁上還設置有氣相口 16，用于輸出氣相的餾分并通過連接管17輸送至冷凝器中。所述蒸發器包括沿所述釜體內壁連續分布的管狀加熱夾套7以及同軸設置在所述釜體內的加熱管11，所述加熱管11和加熱夾套7內分別形成相互隔離的僅供導熱油流通的加熱腔10，各加熱腔10分別通過進油管和出油管與外界連通。參加圖2所示，加熱管11是通過進油管a 2和出油管a 3連通到釜體外的，進油管a2和出油管a 3依次密封的穿越加熱夾套7和釜體內壁延伸到釜體外，并可以與導熱油加熱系統連通。加熱夾套7是通過進油管al和出油管a4連通到爸體外的,進油管al和出油管a4穿越爸體內壁延伸到爸體夕卜，并可以與導熱油加熱系統連通。而位于所述加熱管11和加熱夾套7之間的區域構成與所述蒸發室14、沉淀室8連通的加熱室12。為保證加熱管和加熱夾套7之間形成適當的空間(即加熱室12)加熱物料，并使該加熱室12具有適當的流通性以及紊流，以保證加熱的均勻以及不易結垢，該些加熱管和加熱夾套7具有如下特性所述進油管a l、a2的進油口均位于所述加熱腔10內壁的下部，所述出油管a 3、a4的出油口位于所述加熱腔10內壁的上部。且每一個加熱腔10中，其內的進油口和出油口分別形成在其兩側的內壁上。另外，所述加熱管11的外徑應當為所述釜體內徑的15-30%。所述加熱夾套7的內徑應當為所述釜體內徑的65-80%。除沫器2設置在上封頭15內并位于所述氣相口 16的下方，所述除沫器2包括三組網片組(圖中僅為示意性的表示，并未體現三組網片組結構)。參見圖4-5所示，所述網片組由多個由上至下依次疊置的具有波峰和波谷的波紋網片20以及容納固定該些波紋網片20的外框19構成。所述網片組中，任意兩個相鄰波紋網片20的波峰延伸方向之間應該具有60°至120°的夾角。優選的,任意兩個相鄰波紋網片20的波峰延伸方向之間具有90°或者75°的夾角。所述波紋網片20的斷面為正弦曲線狀(參見圖6)或折線狀。參見5所示，所述波紋網片20的波距D應當為其峰高h的3至6倍。[0049]三組網片組由上至下的重疊排列且彼此之間具有間隔。網片組是通過所述上封頭15管壁的內壁上水平設置的支腳13來固定的，網片組的外緣通過所述支腳13支撐，以此方便拆卸以對于除沫器2進行維修清理。防沖料裝置由設于釜體內的、位于所述蒸發器上方的防溢環4和防溢冠3構成。其中，所述防溢環4為所述釜體內壁上連續設置的圓環，其中心形成流通口 5，具體地說，防溢環4是沿所述釜頂和釜體本體交界處分布的。防溢冠3被固定設置在所述防溢環4和釜頂的頂壁之間，且與二者分別相間隔。防溢冠3呈與所述釜體同軸設置的橢圓曲面狀，并與所述釜頂內壁平行。為起到良好的防沖料效果，對于防溢環4和防溢冠3的結構具有以下具體要求所述流通口的口徑為所述釜體內徑的O. 3-0. 5。所述防溢冠3外緣的外徑大于所述流通口 5的口徑。防溢冠3上表面與所述釜頂的頂壁之間形成均勻的第一間隙，所述防溢冠3下緣與所述防溢環4上表面平行且形成第二間隙。所述第二間隙的寬度為第一間隙的3-10倍。另外，防溢冠3的外緣與所述釜體內壁間均勻間隔，且該間隔大于第一間隙。通過這樣的結構，當釜內物料沸騰并向上沸溢時，其上升的泡沫面應當是沿釜體內壁高，中間凹的形態，而較高的部分被防溢環4抑制，只能通過流通口 5進入防溢環4和防溢冠3之間的區域，之后向四周擴散通過第二間隙進入防溢冠3上表面與所述釜頂的頂壁之間的第一間隙。在上述的過程中，由于約束了氣液混合物的流通路徑，使液體成分被逐步攔截，剩余的部分最終被除沫器2截止，僅使氣態的DOPT通過除沫器2通過氣相口 16排出。為控制釜內溫度，所述釜體本體的側壁上對應加熱室12的上下邊界處以及加熱室12的上方分別開設有測溫口 Cl、c2、c3，，通過這三個測溫口來檢測釜內關鍵部位的溫度。另外，所述釜體本體的側壁上對應蒸發室14中近溢流環4以及近加熱室12的位置分別開設有觀察孔。這三個觀察孔上封裝有觀察窗6。通過觀察窗6和測溫口 Cl、c2、c3，可以使人們在外界及時掌握釜內的狀態，以便及時應對溫度波動、液位變化等狀況。除此之外，釜體本體的側壁在蒸發室14的位置開設有人孔，該人孔上封裝有人孔蓋，以便于操作者通過此人孔進入釜內清潔加熱管。以上通過實施例對于本實用新型的發明意圖和實施方式進行詳細說明，但是本實用新型所屬領域的一般技術人員可以理解，本實用新型以上實施例僅為本實用新型的優選實施例之一，為篇幅限制，這里不能逐一列舉所有實施方式，任何可以體現本實用新型權利要求技術方案的實施，都在本實用新型的保護范圍內。需要注意的是，以上內容是結合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施方式
僅限于此，在上述實施例的指導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，涉及一種蒸餾釜，所述蒸餾釜的釜體內部具有沉淀室以及位于所述蒸發器上方的蒸發室，所述釜體頂部上設置有一個與所述釜體內部連通的上封頭，所述上封頭上開設氣相口，其特征在于所述防沖料結構包括蒸發器以及設于所述蒸發器上方的防溢環和防溢冠構成；其中，所述蒸發器包括沿所述釜體內壁連續分布的管狀加熱夾套以及同軸設置在所述釜體內的加熱管，所述加熱管和加熱夾套內分別形成相互隔離的僅供導熱油流通的加熱腔，各加熱腔分別通過進油管和出油管與外界連通，位于所述加熱管和加熱夾套之間的區域構成與所述蒸發室、沉淀室連通的加熱室所述防溢環為所述釜體內壁上連續設置的環，其中心形成流通口 ；所述防溢冠被固定設置在所述防溢環和釜體頂壁之間，且與二者分別相間隔；所述防溢冠的外緣與所述釜體內壁間均勻間隔，所述防溢冠的外緣尺寸大于所述流通口尺寸。
2.根據權利要求1所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，其特征在于所述流通口的口徑為所述釜體內徑的O. 3-0. 5。
3.根據權利要求1或2所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，其特征在于所述防溢冠上表面與所述釜體頂壁之間形成均勻的第一間隙。
4.根據權利要求3所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，其特征在于所述防溢冠下緣與所述防溢環上表面平行且形成第二間隙。
5.根據權利要求4所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，其特征在于所述第二間隙的寬度為第一間隙的3-10倍。
6.根據權利要求5所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，其特征在于所述釜體包括呈半橢圓體狀的釜頂和圓柱狀的本體，所述防溢冠呈與所述釜體同軸設置的橢圓曲面狀，并與所述釜頂內壁平行以形成所述第一間隙。
7.根據權利要求6所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，其特征在于所述防溢環沿所述釜頂和釜體本體交界處分布。
8.根據權利要求1所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，其特征在于所述進油管的進油口位于所述加熱腔內壁的下部，所述出油管的出油口位于所述加熱腔內壁的上部。
9.根據權利要求8所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，其特征在于所述進油口和所述出油口分別形成在所述加熱腔的兩側。
10.根據權利要求8或9任意一項所述的一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，其特征在于所述加熱管的外徑為所述釜體內徑的15-30%，所述加熱夾套的內徑為所述釜體內徑的65-80%。
專利摘要本實用新型涉及一種蒸餾對苯二甲酸二辛酯的蒸餾釜的防沖料結構，涉及一種蒸餾釜，所述蒸餾釜的釜體內部具有沉淀室以及位于所述蒸發器上方的蒸發室，所述釜體頂部上設置有一個與所述釜體內部連通的上封頭，所述上封頭上開設氣相口，所述防沖料結構包括蒸發器以及設于所述蒸發器上方的防溢環和防溢冠構成；所述防溢環為所述釜體內壁上連續設置的環，其中心形成流通口；所述防溢冠被固定設置在所述防溢環和釜體頂壁之間，且與二者分別相間隔；所述防溢冠的外緣與所述釜體內壁間均勻間隔，所述防溢冠的外緣尺寸大于所述流通口尺寸。其優點是通過創新性的防沖料結構設計，解決了大規模工業化生產中PTA廢料制備DOTP中的關鍵技術問題。
文檔編號B01D3/02GK202892945SQ20122061768
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者韓冬 申請人:上海蓓奕化工有限公司