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用于溶剂置换的转鼓压滤机

阅读:383发布:2024-01-19

专利汇可以提供用于溶剂置换的转鼓压滤机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种用于 溶剂 置换的转鼓 压滤机 ,主要解决现有转鼓压滤机技术中存在溶剂置换效果差的问题。本实用新型通过采用:包括含有反向吹扫模 块 (8)的外框(1),反向吹扫模块(8)包括反向吹扫模块外壁(9)、反向吹扫模块内壁(10)和反向吹扫模块 侧壁 (11、12),反向吹扫模块外壁(9)设置反向吹扫尾气出口(13)的技术方案,较好地解决了该问题,可用于溶剂置换的生产之中。,下面是用于溶剂置换的转鼓压滤机专利的具体信息内容。

1.用于溶剂置换的转鼓压滤机,包括外框(1)、外转鼓(2)、内框(3)和内转鼓(4),其中所述外框(1)包括待滤浆料进料模(5)、密封模块(21~26)和滤饼卸料模块(7),其特征是所述外框(1)还包括反向吹扫模块(8),所述的反向吹扫模块(8)包括反向吹扫模块外壁(9)、反向吹扫模块内壁(10)和反向吹扫模块侧壁(11、12),所述反向吹扫模块外壁(9)设置反向吹扫尾气出口(13),所述反向吹扫模块内壁(10)为过滤部件(14);反向吹扫模块外壁(9)与反向吹扫模块侧壁(11、12)接触部分以及反向吹扫模块内壁(10)与反向吹扫模块侧壁(11、12)接触部分均达到气密封。
2.根据权利要求1所述的转鼓压滤机,其特征在于所述过滤部件(14)由滤布支撑部件(15)和覆盖于滤布支撑部件内侧的滤布(16)组成。
3.根据权利要求2所述的转鼓压滤机,其特征在于所述滤布支持部件(15)选自过滤支撑板(17)或过滤支撑网(18)中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的转鼓压滤机,其特征在于所述过滤支撑板(17)采用多孔板。
5.根据权利要求3所述的转鼓压滤机,其特征在于所述滤布支撑部件(15)由过滤支撑板(17)和置于过滤支撑板(17)内侧的过滤支撑网(18)组成。
6.根据权利要求1所述的转鼓压滤机,其特征在于所述外框(1)还包括吹扫模块(33)。
7.根据权利要求1所述的转鼓压滤机,其特征在于所述外框(1)包括溶剂洗涤模块(19、20)。

说明书全文

用于溶剂置换的转鼓压滤机

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种用于溶剂置换的转鼓压滤机。

背景技术

[0002] 芳香羧酸是一种非常重要的聚酯单体,存在着巨大的市场需求。随着国内新建精对苯二甲酸(PTA)装置的陆续投产,自给率将日益提高,产能将会过剩,未来竞争将表现在
PTA生产成本之上。国内新建装置大都集中在2013年前后投产,PTA产能将集中释放,虽然
可以满足国内需求,但同时也会使市场在短期内难以消化,给PTA行业带来巨大冲击;此外
还会造成PTA生产原料之一的对二甲苯(PX)的供应紧张,继而推高PTA的生产成本,削弱
PTA的市场竞争能,甚至有可能会使PTA行业陷入全面亏损状态。预计到2015年,国内
PTA产能有望达到约37670kt/a, PTA需求量将达到约29720kt/a,届时,国内PTA装置
的开工率只需达到约80.0% 即可满足国内的需求。
[0003] 主流PTA生产工艺,即精PTA生产工艺通常包括化、精制两段工序,其中氧化工序以乙酸为溶剂,采用钴-锰-溴催化剂,通入含氧气体(通常采用空气),对二甲苯高温液
相氧化得到以乙酸为溶剂的粗对苯二甲酸氧化浆料,由于精制工序采用纯作为溶剂,因
此需要将氧化工序得到的粗对苯二甲酸氧化浆料中的乙酸溶剂置换为水溶剂,同时回收、
降低钴-锰-溴催化剂的总含量,其控制指标为:乙酸含量不高于1000ppm、催化剂(乙酸
钴-乙酸锰-含溴化合物三种催化剂)总含量不高于25ppm(否则将会影响后续的加氢精
制工序并造成物耗超标),在本技术领域中这种溶剂置换的过程称之为溶剂置换法。为实现
上述目的,需要进行过滤、溶剂置换洗涤、预干燥等单元操作,工序十分复杂,涉及到多台动
设备,并造成较高的能耗。转鼓压滤机作为一种集过滤、溶剂置换洗涤、干燥/吹扫和卸料
等单元操作于一体的模化、相对独立、连续进行的装置,每个模块得到的滤液、干燥/吹
扫尾气可单独回收处理,并通过转鼓压滤机的各个模块的搭配、组合,即可满足不同的工业
生产要求。
[0004] CN200920144208.5、CN201010571736.6和CN201210213648.8公开了一种集过滤、洗涤、干燥等模块一体化的连续式压力过滤机(转鼓压滤机),该设备的外框包括过滤、洗
涤、干燥/吹扫和卸料模块,并已成功应用于粗对苯二甲酸加氢精制后的水溶剂性浆料的
处理之中。当采用上述专利提到的转鼓压滤机处理粗对苯二甲酸氧化浆料时,粗对苯二甲
酸氧化浆料经过过滤模块后的过滤滤饼的含湿率通常在30~45%(wt%,主要组分是由乙酸
和水,其中乙酸含量/水含量≥0.9)之间,如果直接进入溶剂洗涤模块,势必会形成大量
的乙酸-水洗涤滤液,并造成较大的后续处理能耗和物耗损失。通常采用的做法是:粗对
二甲酸氧化浆料经过过滤模块后得到的过滤滤饼随即进入到预干燥/吹扫模块,过滤滤饼
中的乙酸、水组分以气体夹带等形式被带出,进入预干燥/吹扫尾气中去,再通过气液分离
等简单方法予以回收,而经过预干燥/吹扫模块得到的预干燥/吹扫滤饼再进入后续的洗
涤、干燥/吹扫等模块,预干燥/吹扫滤饼含湿率约为8~12%( wt%,主要组分是由乙酸和
水,其中乙酸含量/水含量≥0.9),大大减少了乙酸-水洗涤滤液的产生。但在上述过程
中,干燥(或吹扫)气体由外向里沿着过滤滤饼到滤布方向穿过过滤滤饼时,由于干燥(或吹
扫)气体分子较过滤滤饼中溶剂(乙酸、水)组分分子小得多,过滤滤饼的含湿率显著降低,
并导致过滤滤饼孔隙减小,过滤滤饼被“压实”,并造成一定的空腔体积,得到的干燥或吹扫
滤饼再进入溶剂洗涤模块时,洗涤溶剂同样由外向里沿着干燥或吹扫滤饼到滤布方向穿过
干燥或吹扫滤饼时,干燥或吹扫滤饼无法恢复“原形”,洗涤溶剂和干燥或吹扫滤饼之间的
有效接触时间减少,进而降低了置换洗涤效率。
发明内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中存在溶剂置换效果差的问题,提供了一种用于溶剂置换的转鼓压滤机,该转鼓压滤机具有较高的溶剂置换效果。
[0006] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案如下:一种用于溶剂置换的转鼓压滤机,包括外框(1)、外转鼓(2)、内框(3)和内转鼓(4),其中所述外框(1)包括待滤浆料进料模块(5)、密封模块(21~26)和滤饼卸料模块(7),其特征是所述外框(1)还包括反向吹扫模块(8),所述的反向吹扫模块(8)包括反向吹扫模块外壁(9)、反向吹扫模块内壁(10)和反向吹扫模块侧壁(11、12),所述反向吹扫模块外壁(9)设置反向吹扫尾气出口(13),所述反向吹扫模块内壁(10)为过滤部件(14);反向吹扫模块外壁(9)与反向吹扫模块侧壁(11、12)接触部分以及反向吹扫模块内壁(10)与反向吹扫模块侧壁(11、12)接触部分均达到气密封。
[0007] 上述技术方案中,所述过滤部件(14)优选由滤布支撑部件(15)和覆盖于滤布支撑部件内侧的滤布(16)组成;所述滤布支持部件(15)优选选自过滤支撑板(17)或过滤支
撑网(18)中的至少一种;所述过滤支撑板(17)优选采用多孔板;滤布支撑部件(15)更优
选由过滤支撑板(17)和置于过滤支撑板(17)内侧的过滤支撑网(18)组成;所述外框(1)优选还包括吹扫模块(33);所述外框(1)优选包括溶剂洗涤模块(19、20)。
[0008] 采用本实用新型所述的用于溶剂置换的转鼓压滤机,待滤浆料经过待滤浆料进料模块5后得到的过滤滤饼进入反向吹扫模块8;吹扫气体从内框3上的吹扫尾气口35进
入,依次经过内转鼓4、外转鼓2和过滤滤饼,得到反向吹扫滤饼和反向吹扫尾气,反向吹扫
尾气依次穿过滤布16、过滤支撑网18和过滤支撑板17,从反向吹扫模块8的反向吹扫尾气
出口13排出转鼓压滤机,上述过程中,当反向吹扫气体穿过过滤滤饼时,由于反向吹扫气
体分子较过滤滤饼的溶剂组分(乙酸、水)分子小得多,过滤滤饼的含湿率将显著降低,并导
致过滤滤饼-粗对苯二甲酸晶体间空隙减小,过滤滤饼被“压实”,并造成一定的空腔体积;
反向吹扫滤饼再进入溶剂洗涤模块时,洗涤溶剂由外向里从外框1向外转鼓2的方向穿过
反向吹扫滤饼,在进行洗涤置换的同时,反向吹扫滤饼将有效“吸收”部分洗涤溶剂,反向吹
扫滤饼-粗对苯二甲酸晶体间的空隙增大,,反向吹扫将会“膨胀”,填充滤饼滤腔内的空腔
体积,因此,采用反向干燥或吹扫过程将不会对后续的处理造成影响,并同样能达到气体干
燥或吹扫过程的目的。通过上述结构形式和对应的操作方式,溶剂置换效率大大提高。以
水洗涤粗对苯二甲酸氧化浆料为例,通过对比溶剂置换后的粗对苯二甲酸氧化浆料中的乙
酸、催化剂总含量为指标可以看出:相同条件(待处理的物料、温度、洗涤溶剂或吹扫气体、
压力、工艺条件和停留时间)下,采用现有的转鼓过滤机得到的粗对苯二甲酸卸料滤饼中的
最低乙酸含量、催化剂总含量分别为987.2ppm、24.3ppm,本实用转鼓压滤机得到的粗对苯
二甲酸卸料滤饼中的最低乙酸含量、催化剂总含量分别为765.6ppm、18.5ppm,从上述数据
可以看出:采用本实用新型的转鼓压滤机得到的粗对苯二甲酸卸料滤饼中的乙酸含量、催
化剂总含量较传统转鼓压滤机得到的粗对苯二甲酸卸料滤饼中的乙酸含量、催化剂总含量
均有很大程度的降低,洗涤效果明显增加。
附图说明
[0009] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0010] 图1是本实用新型的转鼓压滤机的剖面图。
[0011] 图2是现有技术的转鼓压滤机的剖面图。
[0012] 图3是本实用新型中的包含反向吹扫模块、密封模块、溶剂洗涤模块的局部结构剖面图。
[0013] 图4是本实用新型中的反向吹扫模块的剖面图。
[0014] 图5是本实用新型中的过滤支撑网的侧面剖面图。
[0015] 图6是本实用新型中的过滤支撑板的俯视图。
[0016] 图7是本实用新型中的轴线棱柱的剖面图。
[0017] 在图1~7中,1外框, 2外转鼓, 3内框, 4内转鼓, 5待滤浆料进料模块, 6溶剂洗涤模块, 7滤饼卸料模块, 8反向吹扫模块, 9反向吹扫模块外壁, 10反向吹扫
模块内壁, 11、12反向吹扫模块侧壁, 13反向吹扫尾气出口, 14过滤部件, 15滤布支
撑部件,16滤布,17过滤支撑板,18过滤支撑网,19、20溶剂洗涤模块, 21~26密封模块,27
轴线棱柱,28螺丝,29压块,30螺柱,31、32密封填料,33吹扫模块,34直接压滤滤液出口,
35吹扫尾气口,36~38洗涤滤液出口,39卸料气入口。

具体实施方式

[0018] 如图1所示,本实用新型中的转鼓压滤机,包括外框1、外转鼓2、内框3和内转鼓4,其中外框1包括待滤浆料进料模块5、密封模块21~26、滤饼卸料模块7、反向吹扫模块8
和溶剂洗涤模块6、19、20,内框3包括直接压滤滤液出口34、吹扫尾气口35、洗涤滤液出口
36~38和卸料气入口39;反向吹扫模块8包括反向吹扫模块外壁9、反向吹扫模块内壁10和
反向吹扫模块侧壁11、12,轴线棱柱27的对应的两个内侧面构成了反向吹扫模块侧壁11、
12,反向吹扫模块外壁9设置反向吹扫尾气出口13,反向吹扫模块内壁10为过滤部件14;
反向吹扫模块外壁9与反向吹扫模块侧壁11、12接触部分通过螺丝28和密封填料31实现
气密封,反向吹扫模块内壁10与反向吹扫模块侧壁11、12接触部分则通过压块29、螺柱30
和密封填料32实现气密封;过滤部件14由滤布支撑部件15和覆盖于滤布支撑部件15内
侧的滤布16组成;过滤支撑板17采用多孔板;滤布支撑部件15由过滤支撑板17和置于过
滤支撑板17内侧的过滤支撑网18组成。
[0019] 上述具体实施方式还可以采用本领域所知的其它形式。例如图1所示的反向吹扫模块外壁9和过滤支撑板17亦可采用直接焊接在轴线棱柱27之上,并保持反向吹扫模块
外壁9、过滤支撑板17和轴线棱柱27接触部分的气密封性
[0020] 下面通过水置换洗涤粗对苯二甲酸中乙酸为实施例和对比例对本实用新型作进一步的阐述。
[0021] 【实施例1】
[0022] 采用如图1所示的用于溶剂置换本实用新型的转鼓压滤机,包括外框1、外转鼓2、内框3和内转鼓4,其中外框1包括待滤浆料进料模块5、密封模块21~26、滤饼卸料模块7、
反向吹扫模块8和溶剂洗涤模块6、19、20,内框3包括直接压滤滤液出口34、吹扫尾气口
35、洗涤滤液出口36~38和卸料气入口39;反向吹扫模块8包括反向吹扫模块外壁9、反向
吹扫模块内壁10和反向吹扫模块侧壁11、12,轴线棱柱27的对应的两个内侧面构成了反向
吹扫模块侧壁11、12,反向吹扫模块外壁9设置反向吹扫尾气出口13,反向吹扫模块内壁10
为过滤部件14;反向吹扫模块外壁9通过螺丝28和密封填料31与反向吹扫模块侧壁11、
12接触部分实现气密封,反向吹扫模块内壁10则通过压块29、螺柱30和密封填料32与反
向吹扫模块侧壁11、12接触部分实现气密封;过滤部件14由滤布支撑部件15和覆盖于滤
布支撑部件15内侧的滤布16组成;过滤支撑板17采用多孔板;滤布支撑部件15由过滤支
撑板17和置于过滤支撑板17内侧的过滤支撑网18组成。外转鼓2和内转鼓4沿相同的
轴心线同步旋转,外转鼓2设有20个过滤模块,每个过滤模块对应于一个相对独立的过滤
滤腔,过滤滤腔的有效过滤尺寸是:长12cm、宽5cm和高2.0cm。
[0023] 开启转鼓压滤机,设定其转数为0.690rpm;开启各个密封模块密封气对应的2
,并控制其密封气压力3.5kg/cm ;采用隔膜计量以体积流量2.75l/min、常温、压力
2
3.0kg/cm 通过待滤浆料进料模块5对应管线向转鼓压滤机输入粗对苯二甲酸的氧化浆料,
其组成为:以重量百分比计,对苯二甲酸26.79%,催化剂总含量0.21%,乙酸浓度64.50%,
其他杂质8.50%(主要是水、对甲基苯甲酸、对羧基苯甲等);从滤饼卸料模块7对应的卸
料口观测过滤滤腔内滤饼的情况,当发现滤饼填充满过滤滤腔时,反吹气-氮气以压力3.0
2 2
kg/cm、体积流量2.50l/min接通卸料气入口39,开始卸料;将压力3.0 kg/cm、体积流量
5.00l/min氮气接通吹扫尾气口35,在反向吹扫模块8对应位置将由待滤浆料进料模块5
2
输送过来的过滤滤饼进行反向吹扫;洗涤液-纯水通过计量泵均以压力3.0kg/cm、体积流
量0.605l/min分别接通溶剂洗涤模块6、19、20对应的进料管线,对由反向吹扫模块8输送
过来的反吹反向吹扫进行置换洗涤;转鼓压滤机稳定运行10分钟后,从滤饼卸料模块7对
应的卸料口位置取样,得到分析样品,分析样品中的乙酸含量和催化剂总含量,样品分析结
果见表1。
[0024] 【实施例2】
[0025] 在实施例1中仅改变转鼓压滤机的转速,设定其转数为0.811rpm,分析样品中的乙酸含量和催化剂总含量,样品分析结果见表1。
[0026] 【实施例3】
[0027] 在实施例1中仅改变粗对苯二甲酸氧化浆料的进料流量,设定进料流量为4.65l/min,分析样品中的乙酸含量和催化剂总含量,样品分析结果见表1。
[0028] 【实施例4】
[0029] 在实施例1中仅改变洗涤液-纯水的进料流量,设定进料流量均变为0.82l/min,分析样品中的乙酸含量和催化剂含量,样品分析结果见表1。
[0030] 【比较例1】
[0031] 采用如图2的现有技术的转鼓压滤机,包括外框1、外转鼓2、内框3和内转鼓4,其中外框1包括待滤浆料进料模块5、密封模块21~26、滤饼卸料模块7、吹扫模块33和溶剂洗
涤模块6、19、20,内框3包括直接压滤滤液出口34、吹扫尾气口35、洗涤滤液出口36~38和
卸料气入口39;外转鼓2和内转鼓4沿相同的轴心线同步旋转,外转鼓2设有20个过滤模
块,每个过滤模块对应于一个相对独立的过滤滤腔,过滤滤腔的有效过滤尺寸是:长12cm、
宽5cm和高2.0cm。
[0032] 开启转鼓压滤机,设定其转数为0.690rpm;开启各个密封模块密封气对应的阀2
门,并控制其密封气压力3.5kg/cm ;采用隔膜计量泵以体积流量2.75l/min、常温、压力
2
3.0kg/cm 通过待滤浆料进料模块5对应管线向转鼓压滤机输入粗对苯二甲酸的氧化浆料,
其组成为:以重量百分比计,对苯二甲酸26.79%,催化剂总含量0.21%,乙酸浓度64.50%,
其他杂质8.50%(主要是水、对甲基苯甲酸、对羧基苯甲醛等);从滤饼卸料模块7对应的卸
料口观测过滤滤腔内滤饼的情况,当发现滤饼填充满过滤滤腔时,反吹气-氮气以压力3.0
2 2
kg/cm、体积流量2.50l/min接通卸料气入口39,开始卸料;将压力3.0 kg/cm、体积流量
5.00l/min氮气接通吹扫模块33对应的物料进口管线,在吹扫模块33对应位置将由待滤
浆料进料模块5输送过来的过滤滤饼进行吹扫;洗涤液-纯水通过计量泵均以压力3.0kg/
2
cm、体积流量0.605l/min分别接通溶剂洗涤模块6、19、20对应的进料管线,对由吹扫模块
33输送过来的吹扫滤饼进行置换洗涤;转鼓压滤机稳定运行10分钟后,从滤饼卸料模块7
对应的卸料口位置取样,得到分析样品,分析样品中的乙酸和催化剂总含量,样品分析结果
见表1。 [0033] 【比较例2】
[0034] 在比较例1中仅改变转鼓压滤机的转速,设定其转数为0.811rpm,分析样品中的乙酸含量和催化剂总含量,样品分析结果见表1。
[0035] 【比较例3】
[0036] 在实施例1中仅改变氧化浆料的进料流量,设定进料流量为4.65l/min,分析样品中的乙酸含量和催化剂总含量,样品分析结果见表1。
[0037] 【比较例4】
[0038] 在比较例1中仅改变洗涤液-纯水的进料流量,设定进料流量均变为0.82l/min,分析样品中的乙酸含量和催化剂总含量,样品分析结果见表1。
[0039] 表1 溶剂置换洗涤后滤饼中乙酸含量、催化剂总含量对比
[0040]洗涤滤饼中乙酸含量(ppm,wt) 洗涤滤饼中催化剂总含量(ppm,wt)
实施例1841.0 19.7
实施例2954.5 93/22.8
实施例31231.9 28.6
实施例4765.6 18.5
比较例11194.0 27.9
比较例21384.5 35.6
比较例31517.3 48.7
比较例4987.2 24.3
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