本實(shí)用新型屬于酯化合成領(lǐng)域,尤其涉及一種零排放高效合成酯生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù):
酯類基礎(chǔ)油作為一種性能優(yōu)良的合成油,以其低傾點(diǎn)、高閃點(diǎn)、高粘度指數(shù)、極好的生物降解性,被廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海、車輛、重型機(jī)械、壓縮機(jī)、極地條件等各個(gè)領(lǐng)域。與其他合成油相比,酯類油因其分子結(jié)構(gòu)易于把握,可以比較容易的進(jìn)行分子改造,通過(guò)增減其分子量和支鏈數(shù),衍生出大量用途各異的新品種。
目前,大功率、高性能、特殊用途成為機(jī)械發(fā)展的明顯趨勢(shì),從而也對(duì)潤(rùn)滑油提出了越來(lái)越苛刻的要求,如耐高溫、超低溫、使用壽命長(zhǎng)等。同時(shí),隨著全球性的環(huán)保法律法規(guī)的推動(dòng),生物降解性好的潤(rùn)滑油已成為大勢(shì)所趨。在這種形勢(shì)下,耐高溫性差、不耐低溫、降解率低、使用壽命短的礦物類潤(rùn)滑油將逐漸被性能優(yōu)良的合成潤(rùn)滑油所取代。酯類油的需求每年都以極大的幅度增加。
但是,在合成酯生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水、廢渣、廢氣。首先,醇酸酯化本身就會(huì)產(chǎn)生水,水被攜水劑帶出,因含有溶劑,很難重復(fù)利用;同時(shí)反應(yīng)過(guò)程中的溶劑廢氣和醇揮發(fā)氣體會(huì)產(chǎn)生大量異味;在洗滌過(guò)程中需要用大量堿液洗滌,并用合成酯體積幾倍的去離子水反復(fù)水洗,從而產(chǎn)生大量含有機(jī)物的廢水;而在最后的脫色工序,傳統(tǒng)的脫色柱脫色劑更換頻率快,會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣。上述污染物若排出,會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害;若增加處理設(shè)備或由環(huán)保公司處理,又會(huì)變相提高成本。
有鑒于此,實(shí)有必要提供一種新的技術(shù)方案以解決上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
實(shí)用新型目的:提供一種生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低的零排放高效合成酯生產(chǎn)裝置。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本申請(qǐng)實(shí)施例提供:
一種零排放高效合成酯生產(chǎn)裝置,所述裝置包括依次連通的反應(yīng)釜、中和釜、水洗塔、閃蒸釜、緩沖罐、脫色釜、板框過(guò)濾機(jī)和成品罐,其中所述反應(yīng)釜的出料口和所述中和釜的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述中和釜的出料口和所述水洗塔的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述水洗塔的出料口和所述閃蒸釜的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述閃蒸釜的出料口和所述緩沖罐的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述緩沖罐的出料口和所述脫色釜的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述脫色釜的出料口和所述板框過(guò)濾機(jī)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述板框過(guò)濾機(jī)的出料口和所述成品罐的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通。
進(jìn)一步的,所述裝置還包括位于所述板框過(guò)濾機(jī)和成品罐之間的精密過(guò)濾器;所述板框過(guò)濾機(jī)的出料口和所述精密過(guò)濾器的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通,所述精密過(guò)濾器的出料口和所述成品罐的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通。
進(jìn)一步的,所述反應(yīng)釜上還設(shè)有排出口。
進(jìn)一步的,所述裝置還包括精餾塔、多相分離器、原料醇罐、溶劑回收罐和水儲(chǔ)罐,所述反應(yīng)釜上的排出口與所述精餾塔的進(jìn)口連通,所述精餾塔的出口與所述多相分離器的進(jìn)口連通,所述多相分離器的出口分別與所述原料醇罐、溶劑回收罐和水儲(chǔ)罐連通。
進(jìn)一步的,所述水洗塔上還設(shè)有排出口。
進(jìn)一步的,所述裝置還包括多效蒸發(fā)器和結(jié)晶罐,所述水洗塔上的排出口與所述多效蒸發(fā)器的進(jìn)口連通,所述多效蒸發(fā)器的出口分別與所述原料醇罐、溶劑回收罐、水儲(chǔ)罐和結(jié)晶罐連通。
進(jìn)一步的,所述閃蒸釜上還設(shè)有排出口,所述閃蒸釜的排出口分別與所述原料醇罐、溶劑回收罐和水儲(chǔ)罐。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本申請(qǐng)實(shí)施例具有以下有益效果:
該裝置根據(jù)沸點(diǎn)將輕重組分進(jìn)行分離,通過(guò)三條系統(tǒng)對(duì)醇、水和溶劑進(jìn)行回收,利用率均達(dá)到98%以上;具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低的優(yōu)點(diǎn);整體生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)任何廢水、廢渣、廢氣排出;實(shí)現(xiàn)了真正的綠色環(huán)保,具有非常大的應(yīng)用推廣價(jià)值。
附圖說(shuō)明
后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
圖1為本實(shí)用新型零排放高效合成酯生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖中,1、反應(yīng)釜;2、精餾塔;3、多相分離器;4、原料醇罐;5、溶劑回收罐;6、中和釜;7、水洗塔;8、多效蒸發(fā)器;9、水儲(chǔ)罐;10、結(jié)晶罐;11、閃蒸釜;12、緩沖罐;13、脫色釜;14、板框過(guò)濾機(jī);15、精密過(guò)濾器;16、成品罐。
具體實(shí)施方式
為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
圖1所示是一種零排放高效合成酯生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。一種零排放高效合成酯生產(chǎn)裝置,所述裝置包括依次連通的反應(yīng)釜1、中和釜6、水洗塔7、閃蒸釜11、緩沖罐12、脫色釜13、板框過(guò)濾機(jī)14和成品罐16,其中所述反應(yīng)釜的出料口和所述中和釜的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述中和釜的出料口和所述水洗塔的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述水洗塔的出料口和所述閃蒸釜的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述閃蒸釜的出料口和所述緩沖罐的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述緩沖罐的出料口和所述脫色釜的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述脫色釜的出料口和所述板框過(guò)濾機(jī)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通;所述板框過(guò)濾機(jī)的出料口和所述成品罐的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,所述裝置還包括位于所述板框過(guò)濾機(jī)和成品罐之間的精密過(guò)濾器15;所述板框過(guò)濾機(jī)的出料口和所述精密過(guò)濾器的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通,所述精密過(guò)濾器的出料口和所述成品罐的進(jìn)料口通過(guò)管道相連通。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,所述反應(yīng)釜上還設(shè)有排出口,所述裝置還包括精餾塔2、多相分離器3、原料醇罐4、溶劑回收罐5和水儲(chǔ)罐9,所述反應(yīng)釜上的排出口與所述精餾塔的進(jìn)口連通,所述精餾塔的出口與所述多相分離器的進(jìn)口連通,所述多相分離器的出口分別與所述原料醇罐、溶劑回收罐和水儲(chǔ)罐連通。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,所述水洗塔上還設(shè)有排出口,所述裝置還包括多效蒸發(fā)器8和結(jié)晶罐10,所述水洗塔上的排出口與所述多效蒸發(fā)器的進(jìn)口連通,所述多效蒸發(fā)器的出口分別與所述原料醇罐、溶劑回收罐、水儲(chǔ)罐和結(jié)晶罐連通。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,所述閃蒸釜上還設(shè)有排出口,所述閃蒸釜的排出口分別與所述原料醇罐、溶劑回收罐和水儲(chǔ)罐。
本實(shí)用新型裝置工作時(shí),將二元酸、一元醇、溶劑按比例加入反應(yīng)釜1中進(jìn)行反應(yīng);反應(yīng)釜1中生成的粗酯冷卻后進(jìn)入中和釜6,加入堿液,攪拌;粗酯經(jīng)中和釜6攪拌后,進(jìn)入水洗塔7;進(jìn)入水洗塔7洗滌后的合成酯初產(chǎn)品進(jìn)入閃蒸釜11;合成酯初產(chǎn)品經(jīng)緩沖罐12進(jìn)入脫色釜13和板框過(guò)濾機(jī)14,采用脫色釜13和板框過(guò)濾機(jī)14進(jìn)行多次循環(huán)脫色,實(shí)現(xiàn)脫色劑循環(huán)利用;脫色完成后,經(jīng)精密過(guò)濾器15后收集合格合成酯產(chǎn)品,進(jìn)入成品罐16儲(chǔ)存。
本實(shí)用新型的四套回收系統(tǒng)的結(jié)合使用,對(duì)于本實(shí)用新型零排放高效合成酯的生產(chǎn)是重要的。具體如下:
回收系統(tǒng)一:反應(yīng)釜1中反應(yīng)完成后,分兩路出口,一路出料口為重組份粗酯,其中重組份粗酯冷卻后進(jìn)入中和釜;一路排出口為輕組分一元醇、溶劑和水,其中輕組分溶劑、水、一元醇依次在精餾塔2于常壓100℃、常壓100℃、-0.1Mpa160℃情況下進(jìn)行加熱蒸餾,再進(jìn)入多相分離器3進(jìn)行組分分離,具體為通過(guò)精餾塔2蒸餾出多余的一元醇,一元醇經(jīng)多相分離器存入原料醇罐4,以待下次使用;經(jīng)多相分離器3分離出的溶劑進(jìn)入溶劑回收罐5,待下次反應(yīng)前加料時(shí)使用;經(jīng)多相分離器3分離出的水進(jìn)入水儲(chǔ)罐9,重復(fù)利用。回收系統(tǒng)一利用精餾塔和多相分離器,分別有效地回收了一元醇、溶劑和水,并有效實(shí)現(xiàn)水和攜水劑的分離回收、重復(fù)利用。
回收系統(tǒng)二:水洗塔7洗滌工序完成后,分兩路出口,一路出料口為洗滌后的合成酯初產(chǎn)品,后續(xù)進(jìn)入閃蒸釜11進(jìn)入蒸餾工序;一路排出口為產(chǎn)出洗滌所用的廢水,即在洗滌過(guò)程中的堿液會(huì)產(chǎn)生大的含有機(jī)物的廢水,此廢水進(jìn)入多效蒸發(fā)器8進(jìn)行多效蒸餾,將水、溶劑、殘留的醇分別回收,剩余的固體為二元酸鈉鹽,該鈉鹽可作為優(yōu)良的防銹劑,用于生產(chǎn)防銹液、切削液,是價(jià)值很高的副產(chǎn)品?;厥障到y(tǒng)二利用多效蒸發(fā)器,分別回收殘留的一元醇、溶劑和洗滌所用的廢水,還可以有效回收價(jià)值很高的副產(chǎn)品二元酸鈉鹽。
回收系統(tǒng)三:合成酯初產(chǎn)品經(jīng)閃蒸釜蒸餾后,分兩路出口,一路出料口為蒸餾后的合成酯初產(chǎn)品,后續(xù)進(jìn)入緩沖罐;另一路排出口為產(chǎn)出輕組分,即一元醇、溶劑和水,輕組分脫水后,進(jìn)入溶劑回收罐5待下次使用;
回收系統(tǒng)四:合成酯初產(chǎn)品經(jīng)緩沖罐12進(jìn)入脫色釜13和板框過(guò)濾機(jī)14,而后并非直接進(jìn)入后續(xù)的精密過(guò)濾器,而是采用脫色釜13和板框過(guò)濾機(jī)14進(jìn)行多次循環(huán)脫色,至少循環(huán)三次后,再進(jìn)入精密過(guò)濾器,實(shí)現(xiàn)脫色劑循環(huán)利用,有效實(shí)現(xiàn)零廢渣排出,具體為合成酯初產(chǎn)品經(jīng)緩沖罐12進(jìn)入脫色釜13和板框過(guò)濾機(jī)14進(jìn)行一次脫色過(guò)濾后的產(chǎn)品,再次進(jìn)入脫色釜進(jìn)入下一輪脫色過(guò)濾,如此反復(fù)3-6次循環(huán)。
零排放系統(tǒng)的專利物料是根據(jù)沸點(diǎn)進(jìn)行分離的,即根據(jù)輕重組分進(jìn)行分離回收。通過(guò)回收系統(tǒng)一、二和三的結(jié)合使用對(duì)醇和溶劑進(jìn)行回收,利用率均達(dá)到98%以上。通過(guò)回收系統(tǒng)四有效實(shí)現(xiàn)零廢渣排出。
本實(shí)用新型的一種零排放高效合成酯生產(chǎn)工藝,步驟包括:
1)酯化工序:在反應(yīng)釜中進(jìn)行酯化反應(yīng),反應(yīng)完成后分兩路出口,一路為出料口,為重組份粗酯;一路為排出口,為輕組分,進(jìn)入精餾塔和多相分離器,回收一元醇、溶劑和水;
2)中和水洗工序:步驟1)所述重組份粗酯冷卻后加入中和釜進(jìn)行中和反應(yīng),再進(jìn)入水洗塔進(jìn)行水洗,水洗塔洗滌工序完成后,分兩路出口,一路為出料口,為洗滌后的合成酯初產(chǎn)品;一路為排出口,為產(chǎn)出洗滌所用的廢水,廢水進(jìn)入多效蒸發(fā)器進(jìn)行多效蒸餾,將水、溶劑、殘留的醇分別回收,并回收二元酸鈉鹽;
3)蒸餾工序:步驟2)所述洗滌后的合成酯初產(chǎn)品進(jìn)入閃蒸釜蒸餾,分兩路出口,一路為出料口,為蒸餾后的合成酯初產(chǎn)品;一路為排出口,為產(chǎn)出輕組分,即一元醇、溶劑和水,輕組分脫水后,將水、溶劑、殘留的醇分別回收;
4)脫色過(guò)濾工序:采用脫色釜和板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行多次循環(huán)脫色,所述多次循環(huán)優(yōu)選為3-6次,更優(yōu)選為5次循環(huán)脫色;
5)精密過(guò)濾工序:具體為在經(jīng)脫色釜和板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行多次循環(huán)脫色后進(jìn)入精密過(guò)濾器再次過(guò)濾,最終合成酯產(chǎn)品進(jìn)入成品罐儲(chǔ)存。
本實(shí)用新型可用其他的不違背本實(shí)用新型的精神或主要特征的具體形式來(lái)概述。因此,無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看,本實(shí)用新型的上述實(shí)施方案都只能認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的說(shuō)明而不能限制本實(shí)用新型,權(quán)利要求書指出了本實(shí)用新型的范圍,而上述的說(shuō)明并未指出本實(shí)用新型的范圍,因此,在與本實(shí)用新型的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變,都應(yīng)認(rèn)為是包括在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。