【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及醋酸纤维素生产，具体涉及一种醋酸水解反应器。
技术介绍
1、在醋酸纤维素生产过程中，会产生大量的混合酸液，其中稀醋酸占较大成分比。对混合酸液中的稀醋酸进行萃取回收再利用，是降低生产成本的关键。混合酸液在萃取回收过程中，不溶杂质可采用机械过滤的方式进行去除；而混合酸液中的纤维素酯、半纤维素，则需通过化学方式，在催化剂硫酸(98％)的作用下，对混合酸液实施水解反应——将纤维素由长链分子变成短链分子，直至完全水解成为葡萄糖，以达到水解目的。如上水解反应可有效降低后续醋酸萃取、回收工序设备中出现泡沫和堵塞情况，达到进一步的提高醋酸回收质量目的。稀醋酸的水解过程，重点在于混合酸液在水解工序中的停留时间，停留时间的精确控制直接决定了水解反应器的生产效率。
2、在现有的水解反应工业化生产中，多使用压滤式、逆流式水解反应器，存在结构复杂，操作要求高、连续性不强及占地面积需求大的缺陷。并且由于运行温度高，混合酸液腐蚀性强，各成分腐蚀特性差异明显，常规材质的醋酸水解反应器(如316l)在使用2-3年塔体便会发生点蚀泄漏、塔盘腐蚀脱落等情况。此时混合酸液外漏，存有污染环境和伤害人身安全的风险。
技术实现思路
1、为克服现有醋酸水解反应器结构复杂、占地面积需求大、操作要求高和连续性不强的问题，本专利技术提供一种结构简单、占地面积小、兼顾水解反应充分混合的醋酸水解反应器。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、醋酸水解反应器，包含呈圆筒状的塔
4、在本申请中，设计塔式结构的水解反应器以减小反应器占地面积；进一步的，上端封头设置混合酸液进料口，下端封口开设出料口，混合酸液在重力作用下向下流动；进一步的，相邻层塔盘结构不同，混合酸液在塔盘折流作用下s形流动，以助于水解反应充分混合，使得装置兼顾了结构简单、占地面积小和利于水解反应充分混合的优点。
5、在一些实施例中，塔盘包含第一塔盘和第二塔盘，第一塔盘和第二塔盘竖直方向上间隔设置，第一塔盘横截面为圆形，第二塔盘横截面为圆环，第一塔盘和第二塔盘的中心与塔体中心重合；第二塔盘横截面的外径和塔体的内径相同，第一塔盘横截面直径处于第二塔盘横截面内径和外径之间。
6、在本实施例中，塔盘包含结构不同的第一塔盘和第二塔盘，第一塔盘和第二塔盘间隔设置以对混合酸液进行s形导向，进一步提升前述的助于水解反应充分混合效果。具体的，第一塔盘和第二塔盘如上设置，使得沿塔体中心向外发散方向上，混合酸液的流动状态基本一致，便于水解反应中混合酸液的均匀混合。
7、在一些实施例中，第二塔盘横截面内径为第一塔盘横截面直径的0.4-0.6倍。
8、在本实施例中，如上设置第二塔盘和第一塔盘，以兼顾反应器体积和水解反应充分混合。
9、在一些实施例中，相邻层塔盘垂直间隙为500mm-700mm，第一塔盘横截面直径比塔体内径小200mm-350mm。
10、在本实施例中，具体限制优选的塔盘垂直间隙，以及第一塔盘距离塔体内壁的间隙，以便于混合酸液混合和s形导向。
11、在一些实施例中，第一塔盘和第二塔盘均为组合件，由多片无孔塔板拼接而成。
12、在本实施例中，第一塔盘和第二塔盘由多片无孔塔板拼接而成，便于其组装以及更换。
13、在一些实施例中，塔盘数量为奇数，最上层塔盘为第一塔盘，混合酸液进料口中心和第一塔盘中心重合。
14、在本实施例中，塔盘数量为奇数，最上层为第一塔盘，结合前述第一塔盘和第二塔盘竖直方向上间隔设置，可得竖直方向上，最上层和最下层塔盘均为第一塔盘，第一塔盘横截面为圆形，便于将混合酸液导向各个方向，以充分混合。
15、在一些实施例中，塔体内壁设置有多个横梁，塔盘可拆卸连接在横梁上。
16、在本实施例中，塔盘通过横梁可拆卸连接在塔体内，便于调整更换。
17、在一些实施例中，塔内件和塔体材质为α相钛材料，其中fe含量0.095％-0.30％，c含量≦0.10％，n含量0.0062％-0.05％,h含量0.0009％-0.015％，o含量0.08％-0.25％，其余含量为ti和不可避免的杂质。
18、在本实施例中，如上限定塔内件和塔体材质，以提供防腐蚀效果，避免塔体长时间使用出现腐蚀，酸液外露等现象。其中塔内件即塔体内的部件，包括但不限于前述塔盘、横梁及横梁的支撑结构。
19、在一些实施例中，塔内件材质为α相钛材料，塔体由α相钛-不锈钢复合板卷制成型，塔体内表面为α相钛层。
20、在本实施例中，塔体由α相钛-不锈钢复合板卷制成型，内表面为α相钛层，以提供良好的抗腐蚀效果，不锈钢板作为承载层，可节省制造成本和提高塔体强度。其中塔内件即塔体内的部件，包括但不限于前述塔盘、横梁及横梁的支撑结构。
21、在一些实施例中，塔内件和塔体材质为铁素体相与奥氏体各占50％的双相不锈钢，其中cr含量21.0％-23.0％，ni含量4.5％-6.5％，mo含量2.9％-3.5％，mn含量≦2.0％，si含量≦1.0％，n含量0.14％-0.20％，p含量≦0.03％，c含量≦0.03％，其余含量为fe和不可避免的杂质。
22、在本实施例中，如上限定塔内件和塔体材质，以提供防腐蚀效果，避免塔体长时间使用出现腐蚀，酸液外露等现象。其中塔内件即塔体内的部件，包括但不限于前述塔盘、横梁及横梁的支撑结构。
23、本专利技术的有益效果是：
24、1、本专利技术提供的一种醋酸水解反应器，混合酸液在塔盘间能按“s”形流动，有利于硫酸与混合酸液更好的混合催化，兼顾了提升水解反应质量和缩短水解反应时间，提高水解反应器产能；s形导向由塔盘结构实现，水解反应器结构简单，控制简单，避免了因误操作而引起的生产事故。
25、2、包含竖向间隔设置的第一塔盘和第二塔盘，如上设置第一塔盘和第二塔盘，使得沿塔体中心向外发散方向上，混合酸液的流动状态基本一致，便于水解反应中混合酸液的均匀混合；进一步限制第一塔盘和第二塔盘垂直间隙等尺寸要求，以便于混合酸液混合和s形导向。
26、3、塔盘由无孔塔板拼接而成，以便于组装和安装更换；塔盘总数为奇数，最上层为第一塔盘，便于将混合酸液导向各个方向，以充分混合；塔盘可拆卸连接在横梁上，连接结构简单，塔盘拆装更换方便。
27、4、塔内件和塔体材质为α相钛材料，以提供防腐蚀效果，避免塔体长时间使用出现腐蚀，酸液外露等现象；为节省成本以及提升强度，塔体由α相钛-不锈钢复合板卷制成型；塔内件和塔体材质为铁素体相与奥氏体各占50％的双相不锈钢，以保证耐腐蚀效果的同时，进一步降低制造和维护成本。
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1.醋酸水解反应器，其特征在于，包含呈圆筒状的塔体(1)和封头，塔体(1)上下两端通过封头密封，塔体(1)内侧壁连接有多层塔盘，上端的封头开设有混合酸液进料口(2)，下端的封头开设有出料口(3)；相邻层塔盘的结构不同，使得混合酸液在塔盘的折流作用下呈“S”形流动。
2.根据权利要求1所述的醋酸水解反应器，其特征在于，塔盘包含第一塔盘(4)和第二塔盘(5)，第一塔盘(4)和第二塔盘(5)竖直方向上间隔设置，第一塔盘(4)横截面为圆形，第二塔盘(5)横截面为圆环，第一塔盘(4)和第二塔盘(5)的中心与塔体(1)中心重合；
3.根据权利要求2所述的醋酸水解反应器，其特征在于，第二塔盘(5)横截面内径为第一塔盘(4)横截面直径的0.4-0.6倍。
4.根据权利要求2所述的醋酸水解反应器，其特征在于，相邻层塔盘垂直间隙为500mm-700mm，第一塔盘(4)横截面直径比塔体(1)内径小200mm-350mm。
5.根据权利要求2所述的醋酸水解反应器，其特征在于，第一塔盘(4)和第二塔盘(5)均为组合件，由多片无孔塔板拼接而成。
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7.根据权利要求1所述的醋酸水解反应器，其特征在于，塔体(1)内壁设置有多个横梁(11)，塔盘可拆卸连接在横梁(11)上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的醋酸水解反应器，其特征在于，塔内件和塔体(1)材质为α相钛材料。
9.根据权利要求1-7任一项所述的醋酸水解反应器，其特征在于，塔内件材质为α相钛材料，塔体(1)由α相钛-不锈钢复合板卷制成型，塔体(1)内表面为α相钛层。
10.根据权利要求1-7任一项所述的醋酸水解反应器，其特征在于，塔内件和塔体(1)材质为铁素体相与奥氏体各占50％的双相不锈钢。
...【技术特征摘要】
1.醋酸水解反应器，其特征在于，包含呈圆筒状的塔体(1)和封头，塔体(1)上下两端通过封头密封，塔体(1)内侧壁连接有多层塔盘，上端的封头开设有混合酸液进料口(2)，下端的封头开设有出料口(3)；相邻层塔盘的结构不同，使得混合酸液在塔盘的折流作用下呈“s”形流动。
2.根据权利要求1所述的醋酸水解反应器，其特征在于，塔盘包含第一塔盘(4)和第二塔盘(5)，第一塔盘(4)和第二塔盘(5)竖直方向上间隔设置，第一塔盘(4)横截面为圆形，第二塔盘(5)横截面为圆环，第一塔盘(4)和第二塔盘(5)的中心与塔体(1)中心重合；
3.根据权利要求2所述的醋酸水解反应器，其特征在于，第二塔盘(5)横截面内径为第一塔盘(4)横截面直径的0.4-0.6倍。
4.根据权利要求2所述的醋酸水解反应器，其特征在于，相邻层塔盘垂直间隙为500mm-700mm，第一塔盘(4)横截面直径比塔体(1)内径小200mm-350mm。
【专利技术属性】
技术研发人员：王永康，陈平，张彬彬，滕洪，阳松，吴劲松，
申请(专利权)人：四川普什醋酸纤维素有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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