阅读说明：本技术 一种提升醋酸酯气化率的再沸器 (Reboiler for improving acetic ester gasification rate ) 是由 不公告发明人 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种提升醋酸酯气化率的再沸器结构。其中,再沸器具有隔板(2),分别嵌在再沸器内壁(4)外部和外壁(3)的内部,嵌在再沸器内壁(4)的外部和外壁(3)的内部的隔板(2)呈交错排列,且任意相邻的嵌在再沸器内壁(4)外部和外壁(3)的内部的两块隔板(2)的间距均相等,所有隔板(2)的长度相等,且小于再沸器壳程(6)宽度,隔板(2)延伸方向与再沸器内壁(4)和外壁(3)均垂直。本发明在不增加蒸汽供给量和压力的前提下,提高了蒸汽的利用率和传热效果,从而使得再沸器出口管线(8)的醋酸酯气化率有明显的提升,更接近或超过了35％这一数值,且出口管线(8)的醋酸酯流型呈现稳定的环状流。(The invention relates to a reboiler structure for improving the gasification rate of acetic ester. The reboiler is provided with partition plates (2) which are respectively embedded in the outer part of the reboiler inner wall (4) and the outer wall (3), the partition plates (2) embedded in the outer part of the reboiler inner wall (4) and the inner part of the outer wall (3) are arranged in a staggered mode, the distance between any two adjacent partition plates (2) embedded in the outer part of the reboiler inner wall (4) and the inner part of the outer wall (3) is equal, the lengths of all the partition plates (2) are equal and smaller than the width of a reboiler shell pass (6), and the extending direction of the partition plates (2) is perpendicular to the reboiler inner wall (4) and the outer wall (3). The invention improves the utilization rate of steam and the heat transfer effect on the premise of not increasing the steam supply and the pressure, thereby obviously improving the acetate gasification rate of the outlet pipeline (8) of the reboiler, being closer to or exceeding the value of 35 percent, and the acetate flow pattern of the outlet pipeline (8) presents stable annular flow.)

一种提升醋酸酯气化率的再沸器

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种提升醋酸酯气化率的再沸器。

背景技术

再沸器是石油化工领域重要的热量交换设备。其工作原理在于利用加热介质，通常为蒸汽，将再沸器内的介质部分气化，通过循环送回蒸馏塔，为分离过程提供能量。对于醋酸酯的生产过程中，再沸器是关键的反应设备，醋酸和醇类在浓硫酸的催化作用下，经蒸汽加热，在再沸器中充分反应形成醋酸酯，然后气化的醋酸酯不断从出口管线中导出到精馏塔中，完成下一步提纯过程。

醋酸酯在进入再沸器后，由于其物理状态的不同，换热效果也不同。通常随着醋酸酯在管程内的不断上升，其醋酸酯流型可以分为液相流、泡状流、塞状流、环状流和雾状流五个流型。一般对于再沸器而言，出口管线中的醋酸酯最好为环状流，此时再沸器传热效果和稳定性是最佳的。其它状态的流型，对再沸器及整个工艺会造成一定的负面影响，如再沸器振动、醋酸酯介质局部温度过高、管程腐蚀程度加剧或传热效果不佳等。

醋酸酯流型与醋酸酯气化率紧密相关。气化率也是再沸器生产过程中一个重要参数。气化率大小，直接影响再沸器列管的传热效果，以及再沸器工作状态的稳定性。对于醋酸酯类生产工艺而言，将气化率维持在35％以上是较为理想的，此时再沸器的传热效果被认为较为理想，且再沸器出口管线的醋酸酯流型呈现环状流，是稳定生产的象征。

在一般醋酸酯生产过程中，气化率通常在15-30％左右，较35％的气化率还有一段距离。为了提升生产中醋酸酯气化率，常用的办法是增大蒸汽的供给量或者蒸汽压力，从而实现对再沸器的升温操作。然而，这样会增加蒸汽的供给成本；并且升温易加剧再沸器管程中硫酸与醋酸酯介质的相互作用，导致介质碳化，易堵塞再沸器的管程。因此简单的升温操作并不是提升再沸器中醋酸酯气化率的理想方法。

发明内容

本发明旨在克服上述醋酸酯生产过程中提升气化率方法的缺陷，提供了一种提升醋酸酯气化率的再沸器结构，可以在不加大蒸汽供给量或者压力的条件下，提升再沸器中的醋酸酯气化率。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种提升醋酸酯气化率的再沸器，其中再沸器具有隔板2，分别嵌在再沸器内壁4外部和外壁3的内部，嵌在再沸器内壁4的外部和外壁3的内部的隔板2呈交错排列，且任意相邻的嵌在再沸器内壁4外部和外壁3的内部的两块隔板2的垂直间距均相等，所有隔板2的长度相等，且小于再沸器壳程6宽度，隔板2延伸方向与再沸器内壁4和外壁3均垂直。

进一步地，一种提升醋酸酯气化率的再沸器，其中所述隔板2的长度为壳程6宽度的1/4-3/4。

进一步地，一种提升醋酸酯气化率的再沸器，其中所述嵌在外壁3的内部的隔板2，第一块隔板2位于进气管1的下端，最后一块隔板2位于出气管7的上端。

进一步地，一种提升醋酸酯气化率的再沸器，所述嵌在内壁4外部的隔板2与相邻的外壁3的内部的隔板2间距为外壁3长度的1/50-1/10。

进一步地，一种提升醋酸酯气化率的再沸器，其中所述隔板2的厚度为1mm-5mm。

进一步地，一种提升醋酸酯气化率的再沸器，其中所述外壁3的厚度为5mm-15mm。

进一步地，一种提升醋酸酯气化率的再沸器，其中所述内壁4的厚度为3mm-12mm。

进一步地，一种提升醋酸酯气化率的再沸器，其中所述隔板2材料为316L。

进一步地，一种提升醋酸酯气化率的再沸器，其中进气管1的蒸汽压力为0.5-2MPa。

进一步地，一种提升醋酸酯气化率的再沸器，其中所述再沸器是立式再沸器。

为了保持气化率的效果，再沸器中所嵌入的隔板数的数目可以在5-50个之间，也可以根据实际生产需要由本领域技术人员自行确定数目。

本发明公布了一种提升醋酸酯介质气化率的再沸器，具有如下的有益效果：

通过在再沸器的内壁4的外部和外壁3的内部嵌上隔板2，加大了蒸汽进入壳程6后的停留时间，并且由于内壁4的外部和外壁3的内部的隔板呈交错排列，使得再沸器内壁4的受热更加均匀。从而在不增加蒸汽供给量和压力的前提下，提高了蒸汽的利用率和传热效果，从而使得再沸器出口管线8的醋酸酯气化率有明显的提升，更接近或超过了35％这一数值，且出口管线8的醋酸酯流型呈现稳定的环状流。

附图说明

附图1为一种提升醋酸酯气化率的再沸器的结构示意图。

附图2为一种提升醋酸酯气化率的再沸器的横截面图。

其中，1-进气管；2-隔板；3-外壁；4-内壁；5-管程；6-壳程；7-出气管；8-进口管线，9-出口管线；10-再沸器中心。

具体实施方式

实施例1

本发明所公布的再沸器规格如下：进气管口径为250mm，出气管口径为300mm，内壁到再沸器中心水平距离为0.5m，外壁到再沸器中心水平距离为1.3m，壳程宽度为0.8m，换热面积为300m²，容积为2m³。

再沸器具有隔板，分别嵌在再沸器内壁外部和外壁的内部，嵌在再沸器内壁的外部和外壁的内部的隔板呈交错排列，且任意相邻的嵌在再沸器内壁外部和外壁的内部的两块隔板的垂直间距均相等，所有隔板的长度相等，且小于再沸器壳程宽度，隔板延伸方向与再沸器内壁和外壁均垂直。隔板的长度为壳程宽度的1/4，嵌在内壁外部的隔板与相邻的外壁的内部的隔板间距为外壁长度的1/10，隔板厚度为1mm，材质为316L。再沸器外壁的厚度为5mm，内壁的厚度为3mm。将醋酸和乙醇以1:1(n/n)放入上述再沸器中，醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.03wt％。从再沸器的进气管通入0.5MPa的蒸汽进行加热，5h后，从取样口取样测试，反应转化率为97.1％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

对比实施例1-1

将醋酸和乙醇以1:1(n/n)放入与普通的再沸器中，所述普通再沸器与本发明公开的再沸器规格、材质和材料均相同，唯一区别在于不具有本发明所述的隔板。醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.03wt％。从再沸器的进气管通入0.5MPa的蒸汽进行加热，5h后，从取样口取样测试，反应转化率为96.2％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

对比实施例1-2

将醋酸和乙醇以1:1(n/n)放入与普通的再沸器中，所述普通再沸器与本发明公开的再沸器规格、材质和材料均相同，唯一区别在于不具有本发明所述的隔板。醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.03wt％。从再沸器的进气管通入0.55MPa的蒸汽进行加热，5h后，从取样口取样测试，反应转化率为97.3％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

实施例1、对比实施例1-1和对比实施例1-2数据如表1所示。

表1实施例1、对比实施例1-1和对比实施例1-2相关数据

	实施例1	对比实施例1-1	对比实施例1-2
				气化率(％)	30.1	27.5	30.5
醋酸乙酯流型	塞状流	塞状流	塞状流

实施例2

本发明所公布的再沸器规格如下：进气管口径为250mm，出气管口径为300mm，内壁到再沸器中心水平距离为0.5m，外壁到再沸器中心水平距离为1.3m，壳程宽度为0.8m，换热面积为300m²，容积为2m³。

再沸器具有隔板，分别嵌在再沸器内壁外部和外壁的内部，嵌在再沸器内壁的外部和外壁的内部的隔板呈交错排列，且任意相邻的嵌在再沸器内壁外部和外壁的内部的两块隔板的垂直间距均相等，所有隔板的长度相等，且小于再沸器壳程宽度，隔板延伸方向与再沸器内壁和外壁均垂直。再沸器中隔板的长度为壳程宽度的1/2，嵌在内壁外部的隔板与相邻的外壁的内部的隔板间距为外壁长度的1/25，隔板厚度为2.5mm，材质为316L。再沸器外壁的厚度为15mm，内壁的厚度为12mm。将醋酸和丙醇以1:1.2(n/n)放入上述再沸器中，醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.05wt％。从再沸器的进气管通入1MPa的蒸汽进行加热，3h后，从取样口取样测试，反应转化率为98.1％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸丙酯气化率，并观察醋酸丙酯流型。

对比实施例2-1

将醋酸和丙醇以1:1.2(n/n)放入与普通的再沸器中，所述普通再沸器与本发明公开的再沸器规格、材质和材料均相同，唯一区别在于不具有本发明所述的隔板。醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.05wt％。从再沸器的进气管通入1MPa的蒸汽进行加热，3h后，从取样口取样测试，反应转化率为97.5％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸丙酯气化率，并观察醋酸丙酯流型。

对比实施例2-2

将醋酸和丙醇以1:1.2(n/n)放入与普通的再沸器中，所述普通再沸器与本发明公开的再沸器规格、材质和材料均相同，唯一区别在于不具有本发明所述的隔板。醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.05wt％。从再沸器的进气管通入1.30MPa的蒸汽进行加热，3h后，从取样口取样测试，反应转化率为98.1％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸丙酯气化率，并观察醋酸丙酯流型。

实施例2、对比实施例2-1和对比实施例2-2数据如表2所示。

表2实施例2、对比实施例2-1和对比实施例2-2相关数据

	实施例2	对比实施例2-1	对比实施例2-2
				气化率(％)	35.1	32.5	35.2
醋酸丙酯流型	环状流	塞状流-	环状流

实施例3

本发明所公布的再沸器规格如下：进气管口径为250mm，出气管口径为300mm，内壁到再沸器中心水平距离为0.5m，外壁到再沸器中心水平距离为1.3m，壳程宽度为0.8m，换热面积为300m²，容积为2m³。

再沸器具有隔板，分别嵌在再沸器内壁外部和外壁的内部，嵌在再沸器内壁的外部和外壁的内部的隔板呈交错排列，且任意相邻的嵌在再沸器内壁外部和外壁的内部的两块隔板的垂直间距均相等，所有隔板的长度相等，且小于再沸器壳程宽度，隔板延伸方向与再沸器内壁和外壁均垂直。再沸器中隔板的长度为壳程宽度的3/4，嵌在内壁外部的隔板与相邻的外壁的内部的隔板间距为外壁长度的1/50，隔板厚度为5mm，材质为316L。再沸器外壁的厚度为15mm，内壁的厚度为12mm。将醋酸和丁醇以1:1.2(n/n)放入上述再沸器中，醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.05wt％。从再沸器的进气管通入2.0MPa的蒸汽进行加热，3h后，从取样口取样测试，反应转化率为98.5％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸丁酯气化率，并观察醋酸丁酯流型。

对比实施例3-1

将醋酸和丁醇以1:1.2(n/n)放入与普通的再沸器中，所述普通再沸器与本发明公开的再沸器规格、材质和材料均相同，唯一区别在于不具有本发明所述的隔板。醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.05wt％。从再沸器的进气管通入2.0MPa的蒸汽进行加热，3h后，从取样口取样测试，反应转化率为97.8％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸丁酯气化率，并观察醋酸丁酯流型。

对比实施例3-2

将醋酸和丁醇以1:1.2(n/n)放入与普通的再沸器中，所述普通再沸器与本发明公开的再沸器规格、材质和材料均相同，唯一区别在于不具有本发明所述的隔板。醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.05wt％。从再沸器的进气管通入2.5MPa的蒸汽进行加热，3h后，从取样口取样测试，反应转化率为98.4％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸丁酯气化率，并观察醋酸丁酯流型。

实施例3、对比实施例3-1和对比实施例3-2数据如表3所示。

表3实施例3、对比实施例3-1和对比实施例3-2相关数据

	实施例3	对比实施例3-1	对比实施例3-2
				气化率(％)	35.3	33.1	35.2
醋酸丁酯流型	环状流	塞状流-环状流	环状流

实施例4

本实施例所公布的再沸器规格如下：进气管口径为250mm，出气管口径为300mm，内壁到再沸器中心水平距离为0.8m，外壁到再沸器中心水平距离为1.4m，壳程宽度为0.8m，换热面积为300m²，容积为3m³。

再沸器具有隔板，分别嵌在再沸器内壁外部和外壁的内部，嵌在再沸器内壁的外部和外壁的内部的隔板呈交错排列，且任意相邻的嵌在再沸器内壁外部和外壁的内部的两块隔板的垂直间距均相等，所有隔板的长度相等，且小于再沸器壳程宽度，隔板延伸方向与再沸器内壁和外壁均垂直。再沸器中隔板的长度为壳程宽度的1/2，嵌在内壁外部的隔板与相邻的外壁的内部的隔板间距为外壁长度的1/25，隔板厚度为3mm，材质为316L。再沸器外壁的厚度为5mm，内壁的厚度为7mm。将醋酸和乙醇以1:1.2(n/n)放入上述再沸器中，醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.05wt％。从再沸器的进气管通入1.5MPa的蒸汽进行加热，3h后，从取样口取样测试，反应转化率为98.0％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

对比实施例4-1

将醋酸和乙醇以1:1.2(n/n)放入与普通的再沸器中，所述普通再沸器与本发明公开的再沸器规格、材质和材料均相同，唯一区别在于不具有本发明所述的隔板。醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.05wt％。从再沸器的进气管通入1.5MPa的蒸汽进行加热，3h后，从取样口取样测试，反应转化率为97.3％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

对比实施例4-2

将醋酸和乙醇以1:1.2(n/n)放入与普通的再沸器中，所述普通再沸器与本发明公开的再沸器规格、材质和材料均相同，唯一区别在于不具有本发明所述的隔板。醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.05wt％。从再沸器的进气管通入1.86MPa的蒸汽进行加热，3h后，从取样口取样测试，反应转化率为98.1％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

实施例4、对比实施例4-1和对比实施例4-2数据如表4所示。

表4实施例4、对比实施例4-1和对比实施例4-2相关数据

	实施例4	对比实施例4-1	对比实施例4-2
				气化率(％)	35.1	31.9	34.8
醋酸乙酯流型	环状流	塞状流	环状流

实施例5

上述实施例和对比实施例经过1个月的连续运行后，停车检修，同时观察再沸器中因有机介质碳化所形成的固体杂质残留在管程上的情况，所得观察结果如下表5所示。

表5杂质残留情况记录表

从上表中可以看到，由于实施例1～4设置了隔板，故所用蒸汽压力比对比实施例1-2～4-2所用蒸汽压力更低，所以同时期所产生的的碳化物残留也更少，有利于再沸器的稳定运行。

实施例6

本实施例所公布的再沸器规格如下：进气管口径为250mm，出气管口径为300mm，内壁到再沸器中心水平距离为0.8m，外壁到再沸器中心水平距离为1.4m，壳程宽度为0.8m，换热面积为300m²，容积为3m³。

再沸器具有隔板，分别嵌在再沸器内壁外部和外壁的内部，嵌在再沸器内壁的外部和外壁的内部的隔板呈交错排列，且任意相邻的嵌在再沸器内壁外部和外壁的内部的两块隔板的垂直间距均相等，所有隔板的长度相等，且小于再沸器壳程宽度，隔板延伸方向与再沸器内壁和外壁均垂直。再沸器中隔板的长度为壳程宽度的1/2，嵌在内壁外部的隔板与相邻的外壁的内部的隔板间距为外壁长度的1/25，隔板厚度为3mm，材质为316L。再沸器外壁的厚度为5mm，内壁的厚度为7mm。将醋酸和乙醇以1:1.2(n/n)放入上述再沸器中，醋酸的质量为1t。浓硫酸作为催化剂，质量为反应物总重量的0.05wt％。从再沸器的进气管通入1.5MPa的蒸汽进行加热，3h后，从取样口取样测试，反应转化率为98.2％，视为反应稳定。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

对比实施例6-1

再沸器的规格和操作过程均同实施例6，唯一不同在于将隔板的长度变为壳程的1/5。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

对比实施例6-2

再沸器的规格和操作过程均同实施例6，唯一不同在于将隔板的长度变为壳程的1/4。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

对比实施例6-3

再沸器的规格和操作过程均同实施例6，唯一不同在于将隔板的长度变为壳程的3/4。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

对比实施例6-4

再沸器的规格和操作过程均同实施例6，唯一不同在于将隔板的长度变为壳程的4/5。此时，从再沸器出口管线中测试醋酸乙酯气化率，并观察醋酸乙酯流型。

实施例6、对比实施例6-1～6-4数据如表6所示。

表6实施例6、对比实施例6-1～6-4相关数据

从上表数据可知，隔板的长度对于醋酸酯的气化率和醋酸酯流型影响是很显著的，过短的隔板造成蒸汽在壳程中停留时间过短，过长的隔板会增加蒸汽在壳程中的阻碍，均会造成有效受热面积减小和受热不均的不利影响，导致醋酸酯气化率降低，并且醋酸酯流型也产生向塞状流或泡状流等流型转变，不利于醋酸酯稳定生产。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。