分子筛再生系统的制作方法

1.本实用新型涉及聚合反应技术领域，具体而言涉及分子筛再生系统。


背景技术：

2.在一些可逆的聚合反应中，一般需要通入保护气带有副产物，促进反应的正向进行，为了保证通入的保护气是干燥的，通常会用到分子筛塔吸收保护气的水分，例如，涤纶固相聚合是一种可逆和不可逆同时存在的反应，反应产生乙二醇、水、乙醛、小分子低聚物等副产物需要采用氮气循环保护带出，从而使反应向正方向反应进行，夹带副产物的氮气通过分子筛干燥除水被吸附纯净后再重复进入系统循环使用。
3.为了保持对保护气的持续性干燥能力，一般在系统中设置两套分子筛塔，其中一个纯化氮气的同时，另一个进行再生，再生的步骤中，采用从使用状态的分子筛塔向备用状态的分子筛塔补气的方式使两个分子筛塔的压力平衡，但是这种方式造成整个系统的压力波动，影响工艺的稳定性。


技术实现要素：

4.根据本实用新型目的的第一方面，提出一种分子筛再生系统，包括第一分子筛塔、第二分子筛塔、进气管道、排气管道和再生工艺管道；
5.所述第一分子筛塔、第二分子筛塔的进气端均连接到所述进气管道，所述进气管道设有进气口，所述进气管道设有控制由进气口流向第一分子筛塔或第二分子筛塔的前端控制阀；
6.所述第一分子筛塔、第二分子筛塔的排气端均连接到排气管道，所述排气管道设有排气口，所述排气管道设有控制排气口与第一分子筛塔或第二分子筛塔连通的后端控制阀；
7.其中，在所述第一分子筛塔与前端控制阀或后端控制阀的管道上设有第一塔压平衡阀，在所述第二分子筛塔与前端控制阀或后端控制阀的管道上设有第二塔压平衡阀；
8.当所述第一分子筛塔或第二分子筛塔处于再生状态时，由第一塔压平衡阀对所述第一分子筛塔进行塔压平衡或由第二塔压平衡阀对所述第二分子筛塔进行塔压平衡；所述再生工艺管道与第一分子筛塔或第二分子筛塔形成对应的再生回路。
9.优选的，所述再生工艺管道包括：
10.与所述进气管道并联的第一工艺管道；
11.与所述排气管道并联的第二工艺管道；
12.连接第一工艺管道和第二工艺管道的第三工艺管道；
13.其中，所述第三工艺管道上由第一工艺管道方向向第二工艺管道方向依次串联有第一冷却器、循环风机、第二冷却器和加热器，在所述循环风机和第一冷却器之间设有工艺进气阀，在所述第一工艺管道上设有工艺排气阀。
14.优选的，所述工艺进气阀包括空气进气阀和氮气进气阀，所述工艺排气阀包括氮
气排气阀和空气排气阀。
15.优选的，在所述第三工艺管道上串接有换热器，所述空气排气阀连接到所述换热器，使经第三工艺管道的气体流过换热器时与所述空气排气阀排出的气体换热。
16.优选的，所述换热器设置到所述第二冷却器和加热器之间。
17.优选的，所述第一塔压平衡阀和第二塔压平衡阀连接氮气补充设备。
18.由以上技术方案可见，本实用新型提出的分子筛再生系统中，在两个分子筛塔引入单独的塔压平衡阀，在塔压平衡步骤中，不干扰系统的压力，不影响工艺的进行，在分子筛干燥除湿和冷却步骤，均采用空气进行循环干燥除湿及冷却，大大节省氮气的使用量，同时在干燥除湿步骤使用换热器对输入系统和排出系统的空气进行换热，在提高热量利用效率的同时，加快干燥时间。
附图说明
19.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
20.图1是本实用新型所示的分子筛再生系统的结构示意图；
21.图2是本实用新型所示的分子筛再生系统塔压平衡步骤的示意图；
22.图3是本实用新型所示的分子筛再生系统并行干燥步骤的示意图；
23.图4是本实用新型所示的分子筛再生系统除湿步骤的示意图；
24.图5是本实用新型所示的分子筛再生系统冷却步骤的示意图；
25.图6是本实用新型所示的分子筛再生系统氮气置换的示意图。
具体实施方式
26.为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
27.结合图1所示，本实用新型所示的分子筛再生系统，旨在纯化氮气，使氮气可以持续的为一些可逆的聚合反应带有副产物，促进反应的正向进行，尤其是用于涤纶固相聚合反应，反应产生乙二醇、水、乙醛、小分子低聚物等副产物需要采用氮气循环保护带出，从而使反应向正方向反应进行，夹带副产物的氮气通过分子筛干燥除水被吸附纯净后再重复进入系统循环使用。
28.结合图1所示，本实用新型提出一种分子筛再生系统，包括第一分子筛塔11、第二分子筛塔12、进气管道102、排气管道103和再生工艺管道；第一分子筛塔11、第二分子筛塔12的进气端(图示的分子筛塔的右侧)均连接到进气管道102，进气管道102设有进气口101，进气管道102设有控制由进气口101流向第一分子筛塔11或第二分子筛塔12的前端控制阀。
29.结合图示，前端控制阀包括第一前端控制阀102a和第二前端控制阀102b，当第一前端控制阀102a打开时，进气口101进入的氮气可通过进气管道102进入到第一分子筛塔11，当第二前端控制阀102b打开时，进气口101进入的氮气可通过进气管道102进入到第二分子筛塔12。
30.进一步的，第一分子筛塔11、第二分子筛塔12的排气端均连接到排气管道103，排气管道103设有排气口104，排气管道103设有控制排气口104与第一分子筛塔11或第二分子
筛塔12连通的后端控制阀。
31.结合图示，其中，后端控制阀包括第一后端控制阀103a和第二后端控制阀103b，当第一后端控制阀103a打开时，第一分子筛塔11可以通过排气管道103向排气口104排出氮气；当第二后端控制阀103b打开时，第二分子筛塔12可以通过排气管道103向排气口104排出氮气。
32.其中，第一分子筛塔11和第二分子筛塔12具有使用状态和再生状态，且当其中一个处于使用状态时，另一个处于再生状态，当再生状态结束后，进入等待状态，当使用状态的分子筛塔内的分子筛饱和时，与再生状态的分子筛塔进行状态的调换。
33.可以理解的，第一分子筛塔11和第二分子筛塔12处于交替使用/再生的状态。
34.其中，分子筛塔进行再生需要经历塔压平衡-并行干燥-常温除湿-中温除湿-高温除湿-冷却-常压置换-增压置换步骤。
35.其中，塔压平衡和并行干燥两个步骤旨在控制两个分子筛塔的压力处于相近或相同的状态，以避免状态切换时造成系统压力的波动，除湿步骤旨在对再生状态的分子筛塔内的分子筛除湿干燥，恢复其吸收能力，冷却步骤为了恢复其温度，以避免投入使用因温度造成压力差，置换步骤旨在将系统中的空气置换为氮气，以恢复至与使用塔相近的状态(气氛、温度和压力等)，可随时切换为使用状态。
36.以下将具体介绍分子筛塔进行再生阶段的各个步骤，并以第二分子筛塔12处于再生状态，第一分子筛塔11处于使用状态为例。
37.塔压平衡
38.结合图1所示，第一分子筛塔11与前端控制阀或后端控制阀的管道上设有第一塔压平衡阀11a，在第二分子筛塔12与前端控制阀或后端控制阀的管道上设有第二塔压平衡阀12a，当第二分子筛塔12处于塔压平衡状态时，由第二塔压平衡阀12a对第二分子筛塔12进行塔压平衡。
39.结合图2所示，此时，第一塔压平衡阀11a是使用状态，第一塔压平衡阀11a关闭，氮气从进气口101进入，经过第一分子筛塔11后，对氮气纯化，从排气管道103排出到排气口104，再继续参与到聚合反应；第二塔压平衡阀12a打开，通过第二塔压平衡阀12a向第二分子筛塔12补入氮气，使第二分子筛塔12和第一分子筛塔11的压力相同后，关闭第二塔压平衡阀12a。
40.并行干燥
41.结合图3所示，第一后端控制阀103a、第二后端控制阀103b、第一前端控制阀102a和第二前端控制阀102b打开，氮气从进气口101进入后分两路分别进入到第一分子筛塔11和第二分子筛塔12，再从排气口104排出氮气，如此，第一分子筛塔11和第二分子筛塔12形成并联，进一步平衡了两个分子筛塔的温度差。
42.除湿步骤
43.除湿步骤包括常温除湿、中温除湿和高温除湿步骤；除湿步骤主要利用干燥空气带走分子筛的水分，并通过逐渐加温，达到好的干燥效果，为了节省氮气，除湿使用空气，因此，建立再生工艺管道，结合图1所示，再生工艺管道包括：
44.与进气管道102并联的第一工艺管道201；
45.与排气管道103并联的第二工艺管道202；
46.连接第一工艺管道201和第二工艺管道202的第三工艺管道；
47.其中，第三工艺管道上由第一工艺管道201方向向第二工艺管道202方向依次串联有第一冷却器31、循环风机2、第二冷却器3和加热器5，在循环风机和第一冷却器31之间设有工艺进气阀，在第一工艺管道201上设有工艺排气阀。
48.在优选的实施例中，工艺进气阀包括空气进气阀6和氮气进气阀7，工艺排气阀包括氮气排气阀8和空气排气阀9。
49.在除湿步骤中向系统中充入空气进行除湿和冷却，在置换步骤使用氮气置换掉空气。
50.在更优选的实施例中，在第三工艺管道上串接有换热器4，空气排气阀9连接到换热器4，使经第三工艺管道的气体流过换热器4时与空气排气阀9排出的气体换热。通过设置的换热器，在高温除湿步骤中，可以将排出系统的热量通过热交换的方式对吸入系统的空气加热，降低热损耗。
51.其中，换热器4设置到第二冷却器3和加热器5之间。
52.在第二分子筛塔12除湿步骤中，第一分子筛塔11正常运行，氮气从进气口101，经第一分子筛塔11，再从排气口104排出。
53.结合图4所示，除湿步骤从外部引入空气；
54.常温除湿：空气从空气进气阀6进入到第三工艺管道，依次经过循环风机2、第二冷却器3、换热器4和加热器5后进入到第二分子筛塔12，对第二分子筛塔12进行除湿，其中，第二冷却器3、加热器5是关闭状态，除湿后的空气从第一工艺管道201上的空气排气阀9排出。
55.中温除湿：与常温除湿不同之处在于，加热器5处于打开状态，并且，进入系统的气体从换热器4的壳程入口41进入，由壳程出口42排出，从空气排气阀9排出的气体从换热器4的管程入口43进入，从管程出口43排出，进入系统的空气与排出系统的空气进行热交换，通过对加热器5加热前的空气进行加温，降低系统的热量损耗。
56.高温除湿：与中温除湿不同之处在于，加热器5的加热功率(设定的温度)更高。
57.冷却
58.结合图5所示，冷却步骤的目的在于将系统的温度降至正常运行的温度，将除湿步骤中的空气进气阀6和空气排气阀9关闭，空气沿第三工艺管道-第二工艺管道202-第二分子筛塔12-第一工艺管道201-第三工艺管道形成闭环，在闭环的管道内通过第一冷却器31和第二冷却器3对空气冷却，直至系统内的温度降低至预定温度。
59.气体置换
60.结合图6所示，气体置换的目的是将系统内的空气置换为氮气，打开氮气进气阀7和氮气排气阀8，氮气进气阀7用于通入氮气，氮气排气阀8用于排出系统内的气体，其中，置换包括常压置换和增压置换过程，在增压置换时，氮气进气阀7的进气压力增加，以加快将系统内的空气排出，置换预定时长后，完成第二分子筛塔12的再生过程，进行等待状态。
61.结合以上实施例，本实用新型在两个分子筛塔引入单独的塔压平衡阀，在塔压平衡步骤中，不干扰系统的压力，不影响工艺的进行，在分子筛干燥除湿及冷却步骤，引入空气进行干燥除湿及冷却，大大节省氮气的使用量，同时在干燥除湿步骤使用换热器对输入系统和排出系统的空气进行换热，在提高热量利用效率的同时，加快干燥时间。
62.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实
用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

技术特征：
1.一种分子筛再生系统，其特征在于，包括第一分子筛塔(11)、第二分子筛塔(12)、进气管道(102)、排气管道(103)和再生工艺管道；所述第一分子筛塔(11)、第二分子筛塔(12)的进气端均连接到具有设有进气口(101)的进气管道(102)，所述进气管道(102)设有控制由进气口(101)流向第一分子筛塔(11)或第二分子筛塔(12)的前端控制阀；所述第一分子筛塔(11)、第二分子筛塔(12)的排气端均连接到排气管道(103)，所述排气管道(103)设有排气口(104)，所述排气管道(103)设有控制排气口(104)与第一分子筛塔(11)或第二分子筛塔(12)连通的后端控制阀；其中，在所述第一分子筛塔(11)与前端控制阀或后端控制阀的管道上设有第一塔压平衡阀(11a)，在所述第二分子筛塔(12)与前端控制阀或后端控制阀的管道上设有第二塔压平衡阀(12a)；在所述第一分子筛塔(11)或第二分子筛塔(12)处于再生状态时，由第一塔压平衡阀(11a)对所述第一分子筛塔(11)进行塔压平衡或由第二塔压平衡阀(12a)对所述第二分子筛塔(12)进行塔压平衡；所述再生工艺管道与第一分子筛塔(11)或第二分子筛塔(12)形成对应的再生回路。2.根据权利要求1所述的分子筛再生系统，其特征在于，所述再生工艺管道包括：与所述进气管道(102)并联的第一工艺管道(201)；与所述排气管道(103)并联的第二工艺管道(202)；连接第一工艺管道(201)和第二工艺管道(202)的第三工艺管道；其中，所述第三工艺管道上由第一工艺管道(201)方向向第二工艺管道(202)方向依次串联有第一冷却器(31)、循环风机(2)、第二冷却器(3)和加热器(5)，在所述循环风机和第一冷却器(31)之间设有工艺进气阀，在所述第一工艺管道(201)上设有工艺排气阀。3.根据权利要求2所述的分子筛再生系统，其特征在于，所述工艺进气阀包括空气进气阀(6)和氮气进气阀(7)，所述工艺排气阀包括氮气排气阀(8)和空气排气阀(9)。4.根据权利要求3所述的分子筛再生系统，其特征在于，在所述第三工艺管道上串接有换热器(4)，所述空气排气阀(9)连接到所述换热器(4)，使经第三工艺管道的气体流过换热器(4)时与所述空气排气阀(9)排出的气体换热。5.根据权利要求4所述的分子筛再生系统，其特征在于，所述换热器(4)设置到所述第二冷却器(3)和加热器(5)之间。6.根据权利要求1所述的分子筛再生系统，其特征在于，所述第一塔压平衡阀(11a)和第二塔压平衡阀(12a)连接氮气补充设备。

技术总结
本实用新型涉及分子筛再生技术领域，具体而言涉及分子筛再生系统，包括第一分子筛塔、第二分子筛塔、进气管道、排气管道和再生工艺管道；所述第一分子筛塔、第二分子筛塔的进气端均连接到所述进气管道，所述进气管道设有进气口，所述进气管道设有控制由进气口流向第一分子筛塔或第二分子筛塔的前端控制阀。本实用新型在两个分子筛塔引入单独的塔压平衡阀，在塔压平衡步骤中，不干扰系统的压力，不影响工艺的进行，在分子筛干燥除湿和冷却步骤，均采用空气进行循环干燥除湿及冷却，大大节省氮气的使用量，同时在干燥除湿步骤使用换热器对输入系统和排出系统的空气进行换热，在提高热量利用效率的同时，加快干燥时间。加快干燥时间。加快干燥时间。


技术研发人员：徐科
受保护的技术使用者：骏马化纤股份有限公司
技术研发日：2022.12.14
技术公布日：2023/8/26