一种过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种降膜蒸发精馏装置，具体涉及一种过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，属于化工装置技术领域。


背景技术：

2.随着社会的发展，工业生产的进步，过氧化氢在降膜蒸发精馏过程中损失是极大的，及其浪费人力和物力，影响生产效果，因此，需不断改进过氧化氢降膜蒸发精馏装置以此减少过氧化氢的损失。
3.公告号为cn115259098a的中国专利公开了一种连续生产过氧化氢的方法，包括以下步骤：首先对过氧化氢蒸发，再对过氧化氢进行气液分离，然后对上步所得气相进行精馏；最后精馏后即可得到过氧化氢溶液并回收。该生产方法中，在加热仓与储液仓之间通过输液管连接，通过分别在输液管以及加热仓的内部设置有第一加热装置以及第二加热装置，在输送溶液以及加热溶液时分别将溶液先加热至第一温度和第二温度，使得溶液可更快的被加热至蒸发的温度，从而使得溶液蒸发得更为快速，提高生产效率。但是，该方法所采用的设备存在以下缺陷：降膜效果不好，化学级过氧化氢与技术级过氧化氢不能直接区分开，导致过氧化氢有机碳含量较高，装置工作过程中浓品生产余热不能进入余热回收系统，会造成蒸汽浪费，蒸馏中蒸汽凝液中过氧化氢含量高，造成过氧化氢损耗及污水产生量大。


技术实现要素：

4.基于以上背景，本实用新型的目的在于提供一种能够将化学级过氧化氢与技术级过氧化氢区分开且使浓品生产余热回收进入循环系统的过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，解决背景技术中所述的问题。
5.为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：
6.一种过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，包括稀品过氧化氢储罐、原料泵、过滤器、化学级过氧化氢储罐、换热器、降膜蒸发器和蒸馏塔，所述稀品过氧化氢储罐的出口与原料泵的入口通过管道连通，所述原料泵的出口与过滤器的入口通过管道连通，所述过滤器的出口与换热器的入口通过管道连通，所述化学级过氧化氢储罐的出口与换热器的入口通过管道连通，所述换热器的出口与降膜蒸发器的入口通过管道连通，所述降膜蒸发器的出口与蒸馏塔的入口通过管道连通。设置降膜蒸发器与蒸馏塔对过氧化氢进行蒸发与蒸馏，蒸发与蒸馏过程中产生不同状态，针对不同状态使其流入不同路径，以此达到化学级过氧化氢与技术级过氧化氢分开的效果。
7.作为优选，该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括蒸汽凝液槽和凝液泵，所述降膜蒸发器的出口与蒸汽凝液槽的入口通过管道连通，所述蒸汽凝液槽的出口与凝液泵的入口通过管道连通。降膜蒸发器内浓品经蒸汽凝液槽进行凝液，而后利用凝液泵将其输送至凝液余热利用系统。
8.作为优选，所述降膜蒸发器内部设置有若干栅板层和若干金属丝网，所述栅板层和所述金属丝网隔层交错布置。栅板层作为栅缝降膜元件，与金属丝网错层布置，通过相邻两级降膜元件使膜面交错，实现液膜分散-混合-再分散的流动，消除径向浓度和温度梯度，使整体液膜流动更趋于平推流，且提供足够的热量用于降膜蒸发器内部水分的浓缩蒸发。
9.作为优选，所述蒸馏塔内部设置有可除去气相夹带液滴的除沫器，所述除沫器与蒸馏塔固定连接。生成的气相经蒸馏塔内的除沫器除去夹带的液滴后，进入蒸馏塔下部。
10.作为优选，所述蒸馏塔内部设置有若干波纹填料单元，每个波纹填料单元的顶端波纹片边缘部分和底端波纹片边缘部分均设有圆弧状倒角。通过上述设置，降低相邻两个波纹填料单元之间的阻力而提高通量。
11.作为优选，该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括蒸汽罐和蒸汽喷射器，所述蒸汽罐的出口与蒸汽喷射器的入口通过管道连通，所述蒸汽喷射器的出口与降膜蒸发器的入口通过管道连通。设置蒸汽罐和蒸汽喷射器相互配合，降膜蒸发器可由来自蒸汽喷射泵靠动力蒸汽抽取的蒸馏塔的低压蒸汽加热。
12.作为优选，该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括纯水储罐，所述纯水储罐的出口与蒸馏塔的入口通过管道连通。由降膜蒸发器来的汽相进入蒸馏塔后，与水在蒸馏塔内逆向接触。
13.作为优选，该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括冷凝器、凝液槽和回收凝液泵，所述蒸馏塔的出口与冷凝器的入口通过管道连通，所述冷凝器的出口与凝液槽的入口通过管道连通，所述凝液槽的出口与回收凝液泵的入口通过管道连通。蒸馏塔中部分汽相进入冷凝器，凝液进入冷凝器靠重力流入凝液罐，而后通过回收凝液将凝液打入稀品工段萃取系统做馏出液回收使用。
14.作为优选，该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括产品槽和产品泵，所述蒸馏塔的出口与产品槽的入口通过管道连通，所述产品槽的出口与产品泵的入口通过管道连通。产品泵可将化学级过氧化氢从产品槽中输出。
15.作为优选，该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括除碳器，所述产品泵的出口与除碳器的入口通过管道连通。设置除碳器可对化学级过氧化氢进行除碳处理。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
17.本实用新型的一种过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，通过利用过氧化氢与水挥发度的不同，使技术级过氧化氢在装置中实现过氧化氢与水的二者分离，得到化学级过氧化氢且使凝液余热进入余热回收系统，同时使化学级过氧化氢有机碳含量降低。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1是本实用新型过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置的结构示意图；
20.图2是本实用新型过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置的蒸馏塔与除沫器的位置结构示意图。
21.图中：1、稀品过氧化氢储罐；2、原料泵；3、过滤器；4、化学级过氧化氢储罐；5、换热器；6、降膜蒸发器；7、蒸馏塔；8、蒸汽凝液槽；9、凝液泵；10、除沫器；11、蒸汽罐；12、蒸汽喷射器；13、纯水储罐；14、冷凝器；15、凝液槽；16、回收凝液泵；17、产品槽；18、产品泵；19、除碳器；20、凝液余热利用系统；21、灌装工序；22、稀品工段萃取系统。
具体实施方式
22.下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。
23.在本实用新型中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
24.以下结合附图对本实用新型的实施例做出详细说明，在下面的详细说明中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本实用新型的实施例的全面理解。然而，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被本领域技术人员所实施。
25.如图1所示，本实用新型的实施例公开了一种过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置包括稀品过氧化氢储罐、原料泵、过滤器、化学级过氧化氢储罐、换热器、降膜蒸发器和蒸馏塔，稀品过氧化氢储罐的出口与原料泵的入口通过管道连通，原料泵的出口与过滤器的入口通过管道连通，过滤器的出口与换热器的入口通过管道连通，化学级过氧化氢储罐的出口与换热器的入口通过管道连通，换热器的出口与降膜蒸发器的入口通过管道连通，由原料泵输送稀品过氧化氢储罐内的技术级过氧化氢经过滤器进入换热器，打开化学级过氧化氢储罐，化学级过氧化氢储罐内的化学级过氧化氢流经换热器，从而换热器内的技术级过氧化氢与产品及过氧化氢换热，经换热后的技术级过氧化氢流入降膜蒸发器，蒸发器内部设置有若干栅板层和若干金属丝网，栅板层和金属丝网隔层交错布置，栅板层作为栅缝降膜元件，与金属丝网错层布置。通过相邻两级降膜元件使膜面交错，实现液膜分散、混合、再分散的流动，消除径向浓度和温度梯度，使整体液膜流动更趋于平推流，且提供足够的热量用于降膜蒸发器内部水分的浓缩蒸发，从而进入的技术级过氧化氢在降膜蒸发器中被蒸发。利用栅缝降膜元件与金属丝网元件组合构造了多级多通道的降膜蒸发器，实现重力作用下稳定的薄膜流动，提供双自由液膜表面用于传质，高于传统刮板式薄膜蒸发器和管内降膜蒸发器；且通过相邻两级降膜元件结构相互协调级间列管换热，一方面提供膜面交错，实现液膜分散、混合、再分散的流动，消除径向浓度和温度梯度，使整体液膜流动更趋于平推流；另一方面提供足够的热量用于水分的浓缩蒸发。
26.蒸馏塔内部设置有若干波纹填料单元，每个波纹填料单元的顶端波纹片边缘部分和底端波纹片边缘部分均设有圆弧状倒角，对比现有技术，其具体结构特点为每个填料单元的上下端部由直倾斜形状改为带有圆弧状的倒角，阻力降低，通量提高，最终处理量可提高20％-45％。
27.高效降膜蒸发精馏装置还包括蒸汽凝液槽和凝液泵，降膜蒸发器的出口与蒸汽凝液槽的入口通过管道连通，蒸汽凝液槽的出口与凝液泵的入口通过管道连通，降膜蒸发器内浓品经蒸汽凝液槽进行凝液，而后利用凝液泵将其输送至凝液余热利用系统。
28.含有全部杂质的没有被蒸发的液相汇集到降膜蒸发器底部称为技术级产品，其含量约为52％～55％过氧化氢溶液，降膜蒸发器的出口与蒸馏塔的入口通过管道连通，如图2所示，蒸馏塔内部固定有可除去气相夹带液滴的除沫器，生成的气相经蒸馏塔内的除沫器除去夹带的液滴后，进入蒸馏塔下部。
29.过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括蒸汽罐、蒸汽喷射器、冷凝器、凝液槽、回收凝液泵和纯水储罐，蒸汽罐的出口与蒸汽喷射器的入口通过管道连通，蒸汽喷射器的出口与降膜蒸发器的入口通过管道连通，降膜蒸发器由来自蒸汽喷射泵靠动力蒸汽抽取的蒸馏塔的低压蒸汽加热，蒸馏塔的出口与冷凝器的入口通过管道连通，冷凝器的出口与凝液槽的入口通过管道连通，蒸汽凝液回至凝液槽作为余热继续二次加热使用，由降膜蒸发器来的汽相进入蒸馏塔后，与水在蒸馏塔内逆向接触，塔底得到含量为50％的化学级产品，塔顶的汽相大部分被蒸汽喷射泵抽出，没被抽出的汽相进入蒸馏塔顶部冷凝器，凝液进入冷凝器靠重力流入塔顶凝液罐，而后通过回收凝液将凝液打入稀品工段萃取系统做馏出液回收使用。
30.过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括产品槽和产品泵，蒸馏塔的出口与产品槽的入口通过管道连通，产品槽的出口与产品泵的入口通过管道连通，过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括除碳器，产品泵的出口与除碳器的入口通过管道连通，除碳器的使用，使浓缩产品中的有机碳含量降至100ppm，通过技术级与化学级的分离实施，化学级产品有机碳含量可降低至60ppm以下，50％的化学级过氧化氢通过除碳器进行冷却除碳后，可作为电子级原料使用，靠重力进入预电子级产品罐中，用产品泵打往灌装工序。
31.当使用者需要制备化学级过氧化氢且对化学级过氧化氢与技术级过氧化氢分开时，首先启动装置，稀品过氧化氢储罐内技术级过氧化氢由原料泵经过滤器和换热器，与化学级过氧化氢换热被预热到35℃后，进入降膜蒸发器中，进入的技术级过氧化氢被蒸发，生成的气相经蒸馏塔内的除沫器除去夹带的液滴后，进入蒸馏塔下部，而含有全部杂质的没有被蒸发的液相汇集到降膜蒸发器底部称为技术级过氧化氢，其含量约为52％～55％，降膜蒸发器由来自蒸汽喷射泵靠动力蒸汽抽取的蒸馏塔的低压蒸汽加热，蒸汽凝液回至凝液槽作为余热继续与萃取塔换热器二次加热使用，节约热能，由降膜蒸发器来的汽相为进入蒸馏塔后，与水在蒸馏塔内逆向接触并在填料表面的液膜上进行传质，蒸馏塔底得到含量为50％的化学级过氧化氢，50％的化学级过氧化氢被冷却除碳后后靠重力进入预电子级产品罐中，用产品泵打往灌装工序，蒸馏塔顶的汽相大部分被蒸汽喷射泵抽出，没被抽出的汽相进入蒸馏塔顶冷凝器中被冷凝，凝液进入蒸馏塔顶内的凝液收集器靠重力流人塔顶凝液罐，用塔顶凝液泵将塔顶凝液输入稀品工段萃取系统做馏出液回收使用，馏出液中过氧化氢残余浓度降至0.015％以下，实现了馏出液的直接循环利用，新型高效降膜蒸发技术比传统工艺蒸汽消耗降低25％，同时凝液热能二次回用。
32.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改
进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
33.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，其特征在于：该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置包括稀品过氧化氢储罐、原料泵、过滤器、化学级过氧化氢储罐、换热器、降膜蒸发器和蒸馏塔，所述稀品过氧化氢储罐的出口与原料泵的入口通过管道连通，所述原料泵的出口与过滤器的入口通过管道连通，所述过滤器的出口与换热器的入口通过管道连通，所述化学级过氧化氢储罐的出口与换热器的入口通过管道连通，所述换热器的出口与降膜蒸发器的入口通过管道连通，所述降膜蒸发器的出口与蒸馏塔的入口通过管道连通。2.根据权利要求1所述的过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，其特征在于：该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括蒸汽凝液槽和凝液泵，所述降膜蒸发器的出口与蒸汽凝液槽的入口通过管道连通，所述蒸汽凝液槽的出口与凝液泵的入口通过管道连通。3.根据权利要求1所述的过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，其特征在于：所述降膜蒸发器内部设置有若干栅板层和若干金属丝网，所述栅板层和所述金属丝网隔层交错布置。4.根据权利要求1所述的过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，其特征在于：所述蒸馏塔内部设置有可除去气相夹带液滴的除沫器，所述除沫器与蒸馏塔固定连接。5.根据权利要求1所述的过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，其特征在于：所述蒸馏塔内部设置有若干波纹填料单元，每个波纹填料单元的顶端波纹片边缘部分和底端波纹片边缘部分均设有圆弧状倒角。6.根据权利要求1所述的过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，其特征在于：该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括蒸汽罐和蒸汽喷射器，所述蒸汽罐的出口与蒸汽喷射器的入口通过管道连通，所述蒸汽喷射器的出口与降膜蒸发器的入口通过管道连通。7.根据权利要求1所述的过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，其特征在于：该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括纯水储罐，所述纯水储罐的出口与蒸馏塔的入口通过管道连通。8.根据权利要求1所述的过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，其特征在于：该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括冷凝器、凝液槽和回收凝液泵，所述蒸馏塔的出口与冷凝器的入口通过管道连通，所述冷凝器的出口与凝液槽的入口通过管道连通，所述凝液槽的出口与回收凝液泵的入口通过管道连通。9.根据权利要求1所述的过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，其特征在于：该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括产品槽和产品泵，所述蒸馏塔的出口与产品槽的入口通过管道连通，所述产品槽的出口与产品泵的入口通过管道连通。10.根据权利要求9所述的过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，其特征在于：该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置还包括除碳器，所述产品泵的出口与除碳器的入口通过管道连通。

技术总结
本实用新型提供一种过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置，该过氧化氢溶液高效降膜蒸发精馏装置包括稀品过氧化氢储罐、原料泵、过滤器、化学级过氧化氢储罐、换热器、降膜蒸发器和蒸馏塔，稀品过氧化氢储罐的出口与原料泵的入口通过管道连通，原料泵的出口与过滤器的入口通过管道连通，过滤器的出口与换热器的入口通过管道连通，化学级过氧化氢储罐的出口与换热器的入口通过管道连通，换热器的出口与降膜蒸发器的入口通过管道连通。通过利用过氧化氢与水挥发度的不同，使技术级过氧化氢在装置中实现过氧化氢与水的二者分离，得到化学级过氧化氢且使凝液余热进入余热回收系统，同时使化学级过氧化氢有机碳含量降低。级过氧化氢有机碳含量降低。级过氧化氢有机碳含量降低。


技术研发人员：高军 钱立堂 陈国峰 郄光普 邵士从 魏超超 王彬彬
受保护的技术使用者：平湖石化有限责任公司
技术研发日：2022.11.21
技术公布日：2023/8/13