本发明专利技术提供了一种蒸发混合器及甲胺合成装置，其中蒸发混合器包括：卧式壳体，所述卧式壳体内相对设置有蒸汽蒸发器以及产品换热器；所述蒸汽蒸发器包括加热管束以及蒸汽进出料封头，所述产品换热器包括换热管束以及产品进出料封头；甲胺产品进入到所述卧式壳体，以对甲胺产品的热量进行回收。本发明专利技术中的蒸发混合器，能够有效减小蒸发混合系统的设备占地，并降低了蒸发混合设备的整体高度，在降低输送设备能耗的同时便于在现场的安装。通过本发明专利技术中的甲胺合成装置，能够降低单位产品的能耗以及提高二甲胺的产率，在提高产品竞争力的前提下还能减小下游产品分离系统的运行负荷，为后续精馏分离的节约能耗以及物耗奠定基础。精馏分离的节约能耗以及物耗奠定基础。精馏分离的节约能耗以及物耗奠定基础。
【技术实现步骤摘要】
一种蒸发混合器及甲胺合成装置
[0001]本专利技术涉及化工生产
，具体而言，涉及一种蒸发混合器及甲胺合成装置。
技术介绍
[0002]甲胺是一种重要的基本有机化工原料，它广泛地应用于国民经济各行业，是农药、医药、合成染料、合成树脂、化学纤维、溶剂、表面活性剂、高能燃料、照相材料等工业的基本原料。
[0003]甲胺分为一甲胺、二甲胺和三甲胺，工业上普遍采用甲醇和氨的气相催化反应法生产甲胺，该方法以甲醇和液氨为原料，采用气相催化反应制得甲胺，主要反应如下：
[0004]CH3OH+NH3→
CH3NH2+H2O+Q
[0005]2CH3OH+NH3→
(CH3)2NH+2H2O+Q
[0006]3CH3OH+NH3→
(CH3)3N+3H2O+Q
[0007]上述方法原料来源丰富，价格低廉，能够大规模连续生产，对设备和材料要求较低，易于满足工艺条件，并可根据市场需求灵活调整三种甲胺的产品比例，这也是目前甲胺工业中最常用的生产方法，国内现有的甲胺工厂均采用此工艺来生产甲胺。
[0008]该方法在工艺中原料采用液态甲醇、液体循环物料以及液氨，在进料时采用多台换热器以及立式容器，通过管道连接构成原料的蒸发混合系统，通过对原料甲醇和液氨进行气化，将气化后的物料通入反应器进行反应。
[0009]现有蒸发混合系统中的设备数量多，占地空间大，安装高度高，导致输送设备的能耗较高；且在蒸发混合过程中并没有对气相催化反应后所放出的热量进行有效利用，造成热量的直接损失及能源的浪费，通过能耗间接地提高了单位产品的成本，降低市场竞争力。
技术实现思路
[0010]本专利技术的目的在于提供一种蒸发混合器及甲胺合成装置，能够缩减原料在预热混合时的设备，简化进料流程，并对气相催化反应后所释放的热量充分回收，从根本上降低了甲胺单位产品的能耗及生产成本。
[0011]本专利技术提供的蒸发混合器，包括：卧式壳体，
[0012]所述卧式壳体内相对设置有蒸汽蒸发器以及产品换热器；
[0013]所述蒸汽蒸发器包括加热管束以及蒸汽进出料封头，所述产品换热器包括换热管束以及产品进出料封头；
[0014]甲胺产品进入到所述卧式壳体，以对甲胺产品的热量进行回收。
[0015]进一步，所述卧式壳体包括用于对原料进行混合加热的混合腔室，所述加热管束及所述换热管束均设置在所述混合腔室中。
[0016]进一步，所述蒸汽进出料封头以及所述产品进出料封头均为一个，分别设置在所述卧式壳体的两端。
[0017]进一步，所述加热管束及所述换热管束均为U型管束。
[0018]进一步，所述卧式壳体还包括位于所述混合腔室顶部的蒸发腔室，所述蒸发腔室与所述混合腔室连通，所述蒸发腔室内安装有用于对蒸发气体进行除沫的除沫器。
[0019]一种包括上述蒸发混合器的甲胺合成装置，所述蒸发混合器中的甲胺合成原料再加热后进入到甲胺反应器进行合成反应，所述甲胺反应器内设置有多段催化单元，每段催化单元包括位于上部的平衡型催化剂层，以及位于下部的分子筛催化剂层。
[0020]进一步，平衡型催化剂的组分，以质量分数计，分别为：SiO
2 15～30份、Al2O
3 70～85份；分子筛催化剂的组分，以质量分数计，分别为：SiO
2 10～20份、Al2O
3 40～60份、硅铝酸盐40～50份。
[0021]进一步，平衡型催化剂与分子筛催化剂的体积比为：(2
‑
3)：1。
[0022]除此之外，两者之间的体积比还可以为2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1等等。通过将两种催化剂进行协同作用以保证了反应的原料转化率以及二甲胺选择性，使两个指标均达到最优的范围，以保证二甲胺的收率最高，上述体积比也是通过实践优化后得到的，需要控制在适宜的范围内，如果体积比过大或者过小均会存在转化率或者二甲胺选择性无法保证的情况出现。
[0023]进一步，还包括进行所述再加热的再加热单元，所述再加热单元包括依次设置的蒸汽加热器、原料预热器及电加热器，所述蒸汽加热器的进料口与所述蒸发混合器的出料口连接，所述电加热器的出料口与所述甲胺反应器的进料口连接。
[0024]进一步，所述原料预热器包括壳程进口及壳程出口，所述壳程进口与所述甲胺反应器的出料口连接，所述壳程出口与所述产品换热器的进料口连接。
[0025]进一步，所述蒸发混合器的上游设置有循环物料罐及甲醇原料罐，循环物料以及甲醇分别通过循环物料给料泵及甲醇给料泵通入所述蒸发混合器。
[0026]进一步，还包括氨气进料管，所述蒸发混合器及所述甲胺反应器上分别设置有氨气进料口，氨气通过所述氨气进料口分别通入所述蒸发混合器及所述甲胺反应器。
[0027]本专利技术中的蒸发混合器，通过将蒸汽蒸发器以及产品换热器集成到蒸发混合器上，能够有效减小蒸发混合系统的设备占地，并降低了蒸发混合设备的整体高度，在降低输送设备能耗的同时便于在现场的安装。
[0028]通过将甲胺产品通入设置在蒸发混合器内的产品换热器中，能够使带有大量反应热的甲胺产品通过换热管束与混合腔室中的反应原料进行换热，使反应生成的热量在原料的混合蒸发环节中得到回收利用，有效减低了单位产品的能耗及生产成本，极大提高了产品竞争力。
[0029]本专利技术中甲胺反应器包括的分子筛催化层，能够通过分子筛对生成产物吸附的形式进一步使三甲胺与氨气进行反应，从而有效提高二甲胺的转化率。
[0030]通过包括上述蒸发混合器以及甲胺反应器的甲胺合成装置，能够降低单位产品的能耗以及提高二甲胺的产率，在提高产品竞争力的前提下还能减小下游产品分离系统的运行负荷，为后续精馏分离的节约能耗以及物耗奠定基础。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0032]图1为本专利技术中蒸发混合器的结构示意图；
[0033]图2为本专利技术中甲胺生产系统的工艺流程图。
[0034]图中：1
‑
蒸发混合器；10
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卧式壳体；11
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蒸汽蒸发器；12
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产品换热器；111
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加热管束；121
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换热管束；112
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蒸汽进出料封头；122
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产品进出料封头；13
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混合腔室；14
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蒸发腔室；141
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除沫器；
[0035]2‑
甲胺反应器；20
‑
催化单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种蒸发混合器，其特征在于，包括：卧式壳体，所述卧式壳体内相对设置有蒸汽蒸发器以及产品换热器；所述蒸汽蒸发器包括加热管束以及蒸汽进出料封头，所述产品换热器包括换热管束以及产品进出料封头；甲胺产品进入到所述卧式壳体，以对甲胺产品的热量进行回收。2.根据权利要求1所述的蒸发混合器，其特征在于，所述卧式壳体包括用于对原料进行混合加热的混合腔室，所述加热管束及所述换热管束均设置在所述混合腔室中。3.根据权利要求2所述的蒸发混合器，其特征在于，所述蒸汽进出料封头以及所述产品进出料封头均为一个，分别设置在所述卧式壳体的两端。4.根据权利要求2所述的蒸发混合器，其特征在于，所述加热管束及所述换热管束均为U型管束。5.根据权利要求4所述的蒸发混合器，其特征在于，所述卧式壳体还包括位于所述混合腔室顶部的蒸发腔室，所述蒸发腔室与所述混合腔室连通，所述蒸发腔室内安装有用于对蒸发气体进行除沫的除沫器。6.一种甲胺合成装置，其特征在于，包括权利要求1
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5中任一项所述的蒸发混合器，所述蒸发混合器中的甲胺合成原料再加热后进入到甲胺反应器进行合成反应，所述甲胺反应器内设置有多段催化单元，每段催化单元包括位于上部的平衡型催化剂层，以及位于下部的分子筛催化剂层；优选地，平衡型催化剂的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑可嘉，陈峰华，刘立新，
申请(专利权)人：北京鑫美格工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：
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