CN203568999U - 一种反应分离系统及制备聚甲氧基二甲醚的装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种反应分离系统及制备聚甲氧基二甲醚的装置，其中，反应分离系统包括：反应装置和闪蒸装置；所述反应装置包括环管反应器、冷却器和物料循环泵，所述环管反应器的出口、所述物料循环泵、所述冷却器、所述环管反应器的入口顺序连接；所述环管反应器外侧设置有夹套；所述闪蒸装置包括闪蒸罐、冷凝器和凝液槽，所述闪蒸罐设置有物料入口、顶部出口和底部出口，所述凝液槽设置有凝液入口、单体出口和废气出口；所述环管反应器的出口与所述物料入口连接，所述闪蒸罐的顶部出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述凝液入口连接。使用本申请提供的反应分离系统，可以使得单体的回收率提高，同时也降低了后续装置的负荷，使整个装置更加高效。

Description

一种反应分离系统及制备聚甲氧基二甲醚的装置

技术领域

本发明涉及化工领域，具体而言，涉及一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统。

背景技术

在制备聚甲氧基二甲醚的过程中，从反应器中采出的混合物料需要进行分离精制才能得到产物聚甲氧基二甲醚，现有技术中，一般采用萃取的方法进行分离。混合物料进入萃取塔后与萃取剂相互作用，一段时间后，物料分层采出，可以得到产品聚甲氧基二甲醚。

聚甲氧基二甲醚合成反应的物料包括甲醇、三聚甲醛和催化剂等，属于聚合反应，反应器从入口到出口的各个位置的温度和压力的分布是不相同的。从反应器中采出的混合物料主要包括聚甲氧基二甲醚、催化剂、单体、水等物质，现有技术有的采用萃取方式分离物料，萃取效果较差，物料分离不彻底，操作时间长，效率低，导致大量生产时萃取塔的负荷过高。

因此，单一的萃取方式并不适用于大规模工业生产聚甲氧基二甲醚，需要在萃取之前进行预分离。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统，以解决上述的问题。

本申请提供一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统，包括：反应装置和闪蒸装置；所述反应装置包括环管反应器、冷却器和物料循环泵，所述环管反应器的出口、所述物料循环泵、所述冷却器、所述环管反应器的入口顺序连接；所述环管反应器外侧设置有夹套，所述夹套内循环有可进行热交换的介质；所述闪蒸装置包括闪蒸罐、冷凝器和凝液槽，所述闪蒸罐设置有物料入口、顶部出口和底部出口，所述凝液槽设置有凝液入口、单体出口和废气出口；所述环管反应器的出口与所述闪蒸罐的所述物料入口连接，所述闪蒸罐的顶部出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述凝液槽的所述凝液入口连接。

优选的，所述环管反应器的出口和所述闪蒸罐的所述物料入口之间还顺序设置有一缓冲罐和一出料加热器。

优选的，所述闪蒸罐的所述底部出口和所述冷凝器的入口之间依次设置有二次闪蒸加热器、高压泵和第二闪蒸罐；所述第二闪蒸罐设置有二次闪蒸物料入口、二次闪蒸顶部出口和二次闪蒸底部出口；所述高压泵的出口与所述二次闪蒸物料入口连接，所述二次闪蒸顶部出口与所述冷凝器的入口连接，所述高压泵的入口与所述二次闪蒸加热器相连。

更为优选的，所述环管反应器的出口和所述闪蒸罐的所述物料入口之间还顺序设置有缓冲罐和出料加热器；所述闪蒸罐的所述底部出口和所述冷凝器的入口之间顺序设置有二次闪蒸加热器、高压泵和第二闪蒸罐；所述第二闪蒸罐设置有二次闪蒸物料入口、二次闪蒸顶部出口和二次闪蒸底部出口；所述高压泵的出口与所述二次闪蒸物料入口连接，所述二次闪蒸顶部出口与所述冷凝器的入口连接。

优选的，所述出料加热器和/或二次闪蒸加热器均设置有主热源接口和次热源接口，所述次热源接口与所述夹套的出口连接。

优选的，所述环管反应器为多级环管反应器，各级所述多级环管反应器均设置有入口和出口，上一级环管反应器的一个出口与下一级环管反应器的一个入口通过管路连接，各级环管反应器顺次连接。

优选的，所述各级环管反应器外侧设置有夹套，所述夹套内循环有可进行热交换的介质。

优选的，所述上一级所述多级环管反应器的出口与下一级所述多级环管反应器的入口之间顺次设置压力控制阀、压力调节罐和物料输送泵。

优选的，各级所述多级环管反应器的出口与各自的一个入口之间顺次设置一个所述物料循环泵和所述冷却器。

优选的，各级所述多级环管反应器的出口分别与一个其他级所述多级环管反应器的入口之间顺次设置一个所述物料循环泵和所述冷却器。

本申请还提供一种制备聚甲氧基二甲醚的装置，包括前述的反应分离系统。

通过本申请提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统，能够带来以下有益效果：

设置在环管反应器的出口和入口之间的冷却器和物料循环泵，可以将反应器内反应一段时间的物料经撤热后重新送回反应器进行循环反应，提高了反应的效率和产率；闪蒸装置的使用，可以在萃取之前对混合物料进行初步分离，回收得到部分单体，这样可以有效地降低萃取塔的负荷，同时也提高了分离效率，节约了原料。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的示意图（与图1相比加入缓冲罐和出料加热器）；

图3为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的示意图（与图1相比加入缓冲罐、二次闪蒸加热器、高压泵和第二闪蒸罐）；

图4为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的示意图（与图1相比加入缓冲罐、出料加热器、二次闪蒸加热器、高压泵和第二闪蒸罐）；

图5为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的反应装置的示意图（两级环管反应器）；

图6为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的反应装置示意图（三级环管反应器）；

图7为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的反应装置的示意图（三级环管反应器，循环物料经撤热后回到环管反应器的位置不同）；

图8为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的示意图（三级环管反应器，两级闪蒸）；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。

本申请提供一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统，包括：反应装置和闪蒸装置；所述反应装置包括环管反应器、冷却器和物料循环泵，所述环管反应器的出口、所述物料循环泵、所述冷却器、所述环管反应器的入口顺序连接；所述环管反应器外侧设置有夹套，所述夹套内循环有可进行热交换的介质；所述闪蒸装置包括闪蒸罐、冷凝器和凝液槽，所述闪蒸罐设置有物料入口、顶部出口和底部出口，所述凝液槽设置有凝液入口、单体出口和废气出口；所述环管反应器的出口与所述闪蒸罐的所述物料入口连接，所述闪蒸罐的顶部出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述凝液槽的所述凝液入口连接。

优选的，所述环管反应器的出口和所述闪蒸罐的所述物料入口之间还顺序设置有一缓冲罐和一出料加热器。

优选的，所述闪蒸罐的所述底部出口和所述冷凝器的入口之间依次设置有二次闪蒸加热器、高压泵和第二闪蒸罐；所述第二闪蒸罐设置有二次闪蒸物料入口、二次闪蒸顶部出口和二次闪蒸底部出口；所述高压泵的出口与所述二次闪蒸物料入口连接，所述二次闪蒸顶部出口与所述冷凝器的入口连接，所述高压泵的入口与所述二次闪蒸加热器相连。

更为优选的，所述环管反应器的出口和所述闪蒸罐的所述物料入口之间还顺序设置有缓冲罐和出料加热器；所述闪蒸罐的所述底部出口和所述冷凝器的入口之间顺序设置有二次闪蒸加热器、高压泵和第二闪蒸罐；所述第二闪蒸罐设置有二次闪蒸物料入口、二次闪蒸顶部出口和二次闪蒸底部出口；所述高压泵的出口与所述二次闪蒸物料入口连接，所述二次闪蒸顶部出口与所述冷凝器的入口连接。

优选的，所述出料加热器和/或二次闪蒸加热器均设置有主热源接口和次热源接口，所述次热源接口与所述夹套的出口连接。

优选的，所述环管反应器为多级环管反应器，各级所述多级环管反应器均设置有入口和出口，上一级环管反应器的一个出口与下一级环管反应器的一个入口通过管路连接，各级环管反应器顺次连接。

优选的，所述各级环管反应器外侧设置有夹套，所述夹套内循环有可进行热交换的介质。

优选的，所述上一级所述多级环管反应器的出口与下一级所述多级环管反应器的入口之间顺次设置压力控制阀、压力调节罐和物料输送泵。

优选的，各级所述多级环管反应器的出口与各自的一个入口之间顺次设置一个所述物料循环泵和所述冷却器。

优选的，各级所述多级环管反应器的出口分别与一个其他级所述多级环管反应器的入口之间顺次设置一个所述物料循环泵和所述冷却器。

图1为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的示意图。

如图1所示的反应分离系统，包括环管反应器100、闪蒸罐200、冷凝器201和凝液槽202。环管反应器100的外侧设置有夹套103，夹套具有出口（图中未标号）和入口105，夹套103内循环有可进行热交换的物质，如水、水蒸汽、导热油等；环管反应器100的出口104连接着一个物料循环泵102，物料循环泵102的出口连接着一个冷却器101，冷却器101的出口与环管反应器100的入口相连接。环管反应器100的出口104与物料循环泵102之间设置有出料口（图中未标号），该出料口与闪蒸罐200连接。可选的，该出料口也可以直接连在出口104上。

闪蒸罐200上设置有物料入口203、顶部出口204和底部出口205；物料入口203与出料口连接，顶部出口204与冷凝器201相连，底部出口用于将闪蒸后的重组分输出到后续装置中。

冷凝器201具有入口209和出口210，入口209与顶部出口204连接，出口210与凝液槽202连接。

凝液槽202上设置有凝液入口206、单体出口207和废气出口208，凝液入口206与出口210连接，单体出口209用于输出回收的单体，废气出口208用于将废气输出至废气处理单元。

可选的，在顶部出口204和冷凝器201的入口209之间设置一个控制阀门。

图2为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的示意图（与图1相比加入缓冲罐和出料加热器）。

如图2所示的反应分离系统，与图1相比，在环管反应器100的出口104和闪蒸罐200的物料入口203之间，依次增加了缓冲罐300和出料加热器400。

缓冲罐300的入口设置在高度方向上相对较高的位置，也可以设置在缓冲罐的顶部（如图5-8所示）出口设置在缓冲罐底部，缓冲罐300的出口和出料加热器400的入口连接。

出料加热器400设置有入口、出口、主热源接口401、次热源接口402，出口与闪蒸罐200的物料入口203连接，次热源接口402与夹套103的出口105连接。

图3为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的示意图（与图1相比加入缓冲罐、二次闪蒸加热器、高压泵和第二闪蒸罐）。

如图3所示的反应分离系统，与图1相比加入缓冲罐300、二次闪蒸加热器500、高压泵600和第二闪蒸罐700。

二次闪蒸加热器500、高压泵600和第二闪蒸罐700依次设置在闪蒸罐200的底部出口205和冷凝器201的入口209之间。二次闪蒸加热器500设置有入口、出口、二次闪蒸加热器主热源接口501、二次闪蒸加热器次热源接口502，入口与闪蒸罐200的底部出口205连接，出口与高压泵600连接，二次闪蒸加热器次热源接口502与夹套103的出口105连接。

第二闪蒸罐700设置有二次闪蒸物料入口701、二次闪蒸顶部出口702和二次闪蒸底部出口703。二次闪蒸物料入口701与高压泵连接，二次闪蒸顶部出口702与冷凝器201的入口209连接，二次闪蒸底部出口703用于将二次闪蒸后的重组分输出至后续处理装置中。

可选的，在闪蒸罐200和第二闪蒸罐700的顶部出口与冷凝器201的入口209之间各设置一个控制阀门。

图4为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的示意图（与图1相比加入缓冲罐、出料加热器、二次闪蒸加热器、高压泵和第二闪蒸罐）。

如图4所示的反应分离系统，包括反应器100、冷却器101、物料循环泵102、缓冲罐300、出料加热器400、闪蒸罐200、二次闪蒸加热器500、高压泵600、第二闪蒸罐700、冷凝器201和凝液槽202。

环管反应器100的外侧设置有夹套103，夹套具有出口（图中未标号）和入口105，夹套103内循环有可进行热交换的物质，如水、水蒸汽、导热油等；环管反应器100的出口104连接着一个物料循环泵102，物料循环泵102的出口连接着一个冷却器101，冷却器101的出口与环管反应器100的入口相连接。环管反应器100的出口104与物料循环泵102之间设置有出料口，该出料口与缓冲罐300的入口连接。

缓冲罐300的入口设置在高度方向上相对较高的位置，出口设置在缓冲罐底部，缓冲罐300的出口和出料加热器400的入口连接。

出料加热器400设置有入口、出口、主热源接口401、次热源接口402，出口与闪蒸罐200的物料入口203连接，次热源接口402与夹套103的出口105连接。

闪蒸罐200上设置有物料入口203、顶部出口204和底部出口205；顶部出口204与冷凝器201的入口209相连，底部出口与二次闪蒸加热器500的入口连接。

二次闪蒸加热器500设置有入口、出口、二次闪蒸加热器主热源接口501、二次闪蒸加热器次热源接口502，入口与闪蒸罐200的底部出口205连接，出口与高压泵600连接，二次闪蒸加热器次热源接口502与夹套103的出口105连接。

高压泵600用于将第一次闪蒸后的重组分物料加压并输送至第二闪蒸罐700。

第二闪蒸罐700设置有二次闪蒸物料入口701、二次闪蒸顶部出口702和二次闪蒸底部出口703。二次闪蒸物料入口701与高压泵连接，二次闪蒸顶部出口702与冷凝器201的入口209连接，二次闪蒸底部出口703用于将二次闪蒸后的重组分输出至后续处理装置中。

冷凝器201具有入口209和出口210，入口209与顶部出口204和第二闪蒸罐700的顶部出口702连接，出口210与凝液槽202连接。

凝液槽202上设置有凝液入口206、单体出口207和废气出口208，凝液入口206与出口210连接，单体出口209用于输出回收的单体，废气出口208用于将废气输出至废气处理单元。

可选的，在闪蒸罐200和第二闪蒸罐700的顶部出口与冷凝器201的入口209之间各设置一个控制阀门。

图5为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的反应装置的示意图（两级环管反应器）。

如图5所示的反应装置，环管反应器100为两级环管反应器，每一级环管反应器100外侧均设置有夹套103，夹套103具有入口和出口105，夹套103内循环有可进行热交换的物质，如水、水蒸汽、导热油等。每一级环管反应器100的出口和入口之间依次连接有物料循环泵102和冷却器101，第一级环管反应器的出口和第二级环管反应器的入口之间依次设置有压力控制阀106、压力调节罐107和物料输送泵108。

图6为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的反应装置示意图（三级环管反应器）。

如图6所示的反应装置，与图5的不同之处在于，环管反应器分为三级，每一级环管反应器100的出口和入口之间依次连接有物料循环泵102和冷却器101，第一级环管反应器的出口和第二级环管反应器的入口之间、第二级环管反应器的出口和第三级环管反应器的入口之间均依次设置有压力控制阀106、压力调节罐107和物料输送泵108。

图7为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的反应装置的示意图（三级环管反应器，循环物料经撤热后回到环管反应器的位置不同）。

如图7所示的反应装置，与图6的不同之处在于，第二级环管反应器输出的循环物料经物料循环泵和冷却器之后，并未回到第二级环管反应器，而是回到了第一级环管反应器的入口；第三级环管反应器输出的循环物料经物料循环泵和冷却器之后，并未回到第三级环管反应器，而是回到了第二级环管反应器的入口。

图8为本申请实施例提供的一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统的示意图（三级环管反应器，两级闪蒸）。

图8所示的反应分离系统，是用图7所示的反应装置替换了图4中的反应装置而得到的，具有三级环管反应器和两级闪蒸装置。

反应原料从第一级环管反应器的入口进入环管反应器100中进行反应；反应进行的初始阶段，并不从第三级环管反应器的出口处采出物料，而是让反应物料在物料循环泵102的作用下进入冷却器101进行撤热后回到反应器中继续反应，图8所示的循环为交叉循环，即：第二级环管反应器输出的循环物料经物料循环泵和冷却器之后，并未回到第二级环管反应器，而是回到了第一级环管反应器的入口；第三级环管反应器输出的循环物料经物料循环泵和冷却器之后，并未回到第三级环管反应器，而是回到了第二级环管反应器的入口；这样可以使得物料循环更加有利于反应的平稳和高效。

反应器100的外侧均设置有夹套103，夹套103设置有入口和出口105，夹套103内循环有可进行热交换的物质，如水、水蒸汽、导热油等，用来控制反应器的温度；出口105与出料加热器400和二次闪蒸加热器500各自的次热源接口连接，可以有效的利用反应放出的热量，给闪蒸物料进行较热，节约能源。

反应需要在一定的压力条件下进行，当反应压力过大时，压力控制阀106打开，部分物料进入压力调节罐107，压力调节罐调节压力；压力平稳后，压力控制阀106关闭，物料输送泵108开始工作，将进入压力调节罐107的物料输送回反应器中继续反应。

反应进行一段时间后，物料采出并进入到缓冲罐300内，然后进入出料加热器400进行加热，以使得在闪蒸罐200内进行的闪蒸操作更加快速有效。

混合物料在闪蒸罐200内进行第一次闪蒸，轻组分以气态形式经顶部出口204和冷凝器入口209进行冷凝器201进行冷凝，然后经冷凝器出口210和凝液入口206进入凝液槽202，单体经单体出口209输出，废气经废气出口208排放到废气处理单元；重组分经底部出口205进入二次闪蒸加热器500，加热后在高压泵600的作用下经二次闪蒸物料入口701进入第二闪蒸罐700进行二次闪蒸；同样的，轻组分以气态形式经顶部出口702和冷凝器入口209进行冷凝器201进行冷凝，然后经冷凝器出口210和凝液入口206进入凝液槽202；重组分经二次闪蒸底部出口703输出至后续处理装置。

在顶部出口204、二次闪蒸顶部出口702与冷凝器入口209之间各设置一个控制阀门，用于控制轻组分的采出量。

由于采用二次闪蒸装置，使得单体的回收率提高，同时也降低了后续装置，如萃取塔、浓缩塔等的负荷，使整个装置更加高效；反应器100的外侧的夹套103与出料加热器400和二次闪蒸加热器500的次热源接口的连接，有效利用了反应产生的热量，达到了节能降耗的目的。

本申请还提供一种制备聚甲氧基二甲醚的装置，包括前述的反应分离系统。

该装置可以包括现有技术中制备聚甲氧基二甲醚的部分装置，如在反应器入口之前设置甲醇、三聚甲醛、催化剂各自的原料储槽，配制槽、静态混合器等，也可以在闪蒸罐之后添加萃取塔、浓缩器、碱洗装置、回收塔等装置。本领域技术人员也可以将本申请提供的反应分离系统应用于现有的制备聚甲氧基二甲醚的装置中。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制备聚甲氧基二甲醚的装置的反应分离系统，其特征在于，包括：反应装置和闪蒸装置；所述反应装置包括环管反应器、冷却器和物料循环泵，所述环管反应器的出口、所述物料循环泵、所述冷却器、所述环管反应器的入口顺序连接；所述环管反应器外侧设置有夹套；所述闪蒸装置包括闪蒸罐、冷凝器和凝液槽，所述闪蒸罐设置有物料入口、顶部出口和底部出口，所述凝液槽设置有凝液入口、单体出口和废气出口；所述环管反应器的出口与所述闪蒸罐的所述物料入口连接，所述闪蒸罐的顶部出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述凝液槽的所述凝液入口连接。

2.根据权利要求1所述的反应分离系统，其特征在于，所述环管反应器的出口和所述闪蒸罐的所述物料入口之间还顺序设置有一缓冲罐和一出料加热器。

3.根据权利要求1所述的反应分离系统，其特征在于，所述闪蒸罐的所述底部出口和所述冷凝器的入口之间依次设置有二次闪蒸加热器、高压泵和第二闪蒸罐；所述第二闪蒸罐设置有二次闪蒸物料入口、二次闪蒸顶部出口和二次闪蒸底部出口；所述高压泵的出口与所述二次闪蒸物料入口连接，所述二次闪蒸顶部出口与所述冷凝器的入口连接，所述高压泵的入口与所述二次闪蒸加热器相连。

4.根据权利要求1所述的反应分离系统，其特征在于，所述环管反应器的出口和所述闪蒸罐的所述物料入口之间还顺序设置有缓冲罐和出料加热器；所述闪蒸罐的所述底部出口和所述冷凝器的入口之间顺序设置有二次闪蒸加热器、高压泵和第二闪蒸罐；所述第二闪蒸罐设置有二次闪蒸物料入口、二次闪蒸顶部出口和二次闪蒸底部出口；所述高压泵的出口与所述二次闪蒸物料入口连接，所述二次闪蒸顶部出口与所述冷凝器的入口连接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的反应分离系统，其特征在于，所述出料加热器和/或二次闪蒸加热器均设置有主热源接口和次热源接口，所述次热源接口与所述夹套的出口连接。

6.根据权利要求5任一项所述的反应分离系统，其特征在于，所述环管反应器为多级环管反应器，各级所述多级环管反应器均设置有入口和出口，上一级环管反应器的一个出口与下一级环管反应器的一个入口通过管路连接，各级环管反应器顺次连接。

7.根据权利要求6所述的反应分离系统，其特征在于，所述上一级所述多级环管反应器的出口与下一级所述多级环管反应器的入口之间顺次设置压力控制阀、压力调节罐和物料输送泵。

8.根据权利要求6所述的反应分离系统，其特征在于，各级所述多级环管反应器的出口与各自的一个入口之间顺次设置一个所述物料循环泵和所述冷却器。

9.根据权利要求6所述的反应分离系统，其特征在于，各级所述多级环管反应器的出口分别与一个其他级所述多级环管反应器的入口之间顺次设置一个所述物料循环泵和所述冷却器。

10.一种制备聚甲氧基二甲醚的装置，包括权利要求1-9中任一项所述的反应分离系统。

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