回收甲胺溶液的再生工艺方法及装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210433394.0

申请日:

2012.11.02

公开号:

CN102942488A

公开日:

2013.02.27

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C07C 211/04变更事项:专利权人变更前:天津大学变更后:天津大学变更事项:地址变更前:300072 天津市南开区卫津路92号天津大学变更后:300072 天津市南开区卫津路92号天津大学变更事项:专利权人变更前:濮阳迈奇科技有限公司 北洋国家精馏技术工程发展有限公司变更后:迈奇化学股份有限公司 北洋国家精馏技术工程发展有限公司|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C07C 211/04申请日:20121102|||公开

IPC分类号:

C07C211/04; C07C209/86

主分类号:

C07C211/04

申请人:

天津大学; 濮阳迈奇科技有限公司; 北洋国家精馏技术工程发展有限公司

发明人:

隋红; 宋国全; 韩祯; 肖强; 董文威; 杨理; 李永红; 李鑫钢; 史荣会

地址:

300072 天津市南开区卫津路92号天津大学

优先权:

专利代理机构:

天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201

代理人:

王丽

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内容摘要

本发明是一种回收甲胺溶液的再生工艺方法及装置,属化工分离工程技术领域。该装置由分离塔、吸收塔、气液分离罐及一系列配套的换热设备组成。本工艺通过对回收的参杂甲胺溶液在分离塔中进行加压精馏,生产出高纯的甲胺气体,在吸收塔中以吸收剂吸收气态甲胺,脱除回收甲胺溶液中二甲胺、三甲胺等沸点介于甲胺与溶剂之间的杂质,确保再生甲胺溶液的浓度及纯度。本发明工艺克服了回收甲胺溶液的再利用问题,既能防止甲胺废气对环境的污染又能提高企业经济效益,工艺操作弹性大,对于回收甲胺再利用及其工业化具有重要意义。

权利要求书

权利要求书一种回收甲胺溶液的再生工艺装置,包括分离塔、吸收塔、分离塔顶气液分离罐、分离塔底再沸器及换热设备;其特征是:分离塔底废料‑原料换热器21出口通过管线分别与分离塔19中下部及分离塔底废料换热器22相连;分离塔顶气体换热器23及分离塔顶气液分离罐24通过管线与分离塔19塔顶相连,组成塔顶冷凝器;分离塔底再沸器25通过管线与分离塔19塔底相连;分离塔顶气液分离罐24罐顶出气口与吸收塔20塔底入口连接,吸收塔20塔底连接吸收塔底循环换热器26入口,吸收塔底循环换热器26出口分别连接吸收塔20塔顶及吸收塔产品换热器27。
如权利要求1所述的装置,其特征是所述的分离塔和吸收塔采用填料塔或板式塔,理论板数在5~60块范围。
如权利要求1所述的装置,其特征是所述的分离塔和吸收塔的塔顶部采用液体分布器对回流液体进行分布。
由权利要求1、2或3所述的回收甲胺溶液的再生工艺装置的操作方法,其特征是:
a)回收甲胺溶液的分离提纯在分离塔中分离,塔釜高温废液为原料预热,塔顶部分甲胺气体冷凝后回流,部分以气体进入吸收塔;
b)来自分离塔顶的甲胺气体由吸收塔底部进入,吸收塔顶吸收剂进入后对甲胺气体进行吸收,塔底部分液体经换热器采热后回流至塔顶继续吸收,塔底采出甲胺溶液。
如权利要求4所述的操作方法,其特征是具体操作方法如下:回收甲胺溶液的分离提纯在分离塔19中完成,得到的纯甲胺气体在吸收塔20中被吸收剂吸收,得到去除杂质的甲胺溶液经换热后储存或使用;原料回收甲胺溶液1在分离塔底废料‑原料换热器21中与来自分离塔塔釜高温废料换热,换热后回收甲胺溶液2从分离塔中下部进入分离塔19;分离塔中液体加压分离,塔釜的高温废料3一部分作为分离塔底再沸器入料5,经分离塔底再沸器25加热后,分离塔底再沸器出料6返回分离塔塔釜,另一部分经作为废料一级换热入料7,经分离塔底废料‑原料换热器21给原料预热,废料一级换热出料8通过分离塔底废料换热器22将温度降至40~45°C,废料二级换热出料9去废料处理单元;塔顶的纯甲胺气体4出来经过分离塔顶气体换热器23的部分换热,得到的纯甲胺气体及液体10混合物进入分离塔顶气液分离罐24;分离后,纯甲胺液体11回流至分离塔塔顶,高压纯甲胺气体12进入吸收塔20底部;吸收剂13由吸收塔塔顶进入,对塔中甲胺气体进行吸收,极少的甲胺气体废料18从塔顶排出;由于甲胺被吸收时放热量大,塔底液体即吸收塔底换热器入料14经吸收塔底循环换热器26换热后,部分液体作为循环换热返回料15返回吸收塔塔顶继续吸收,部分液体作为产品换热器入料16进入吸收塔产品换热器27,换热后得到除杂的甲胺溶液产品17采出。
如权利要求5所述的操作方法,其特征是:原料甲胺溶液中的甲胺质量与吸收塔吸收剂的质量比例为0.01~9;吸收塔循环换热返回料15与产品换热器入料16质量比为(10~30):1,分离塔塔顶压力为0.2~1Mpa,温度为10~70°C,吸收塔塔顶压力为0.1~0.7Mpa,温度为40~80°C范围内。
如权利要求5所述的操作方法,其特征是:吸收剂为水、醇或四氢呋喃。

说明书

说明书回收甲胺溶液的再生工艺方法及装置 
技术领域
本发明涉及一种回收甲胺溶液的再生工艺方法及装置,属化工分离工程技术领域。 
背景技术
甲胺是各种溶剂、电子材料及医药品的原料,工业上常用氨气和甲醇在硅铝酸盐催化下反应来制取。这个反应中生成的是甲胺、二甲胺和三甲胺的混合物,提纯时通过蒸馏方法控制甲胺中二甲胺和三甲胺的浓度。甲胺一般以加压的无水气体,或其甲醇、乙醇、四氢呋喃、水溶液形式使用。通常溶液形式的甲胺使用后的再生问题难以实现,例如40%甲胺水溶液使用后夹杂了许多沸点介于水和甲胺之间的杂质,并且浓缩方法回收的甲胺水溶液中二甲胺、三甲胺杂质含量升高,即使甲胺浓度达到40%,杂质的存在也会影响甲胺水溶液的纯度,使得回收甲胺水溶液无法继续使用。 
虽然大量专利如“甲胺分离方法”(公开号CN1328992A)中甲胺的生产工艺涉及甲胺的分离提纯工艺,但甲胺生产工艺中的甲胺精制方法一般为四塔流程,即脱氨塔,萃取塔,脱水塔,分离塔,脱氨塔去除氨气和三甲胺,萃取塔去除三甲胺,脱水塔后的甲胺、二甲胺纯溶液经分离塔分离。该工艺一方面采用循环回合成反应器的方式减少甲胺中杂质夹带量,提纯再生条件比较苛刻,需要合成反应器并且不适用于二甲胺、三甲胺之外的杂质的去除,另一方面甲胺以纯液体的形式生产,不符合再生甲胺水溶液或醇溶液等的要求。 
发明内容
本发明工艺通过对回收的甲胺溶液进行加压精馏,脱除甲胺中夹带的二甲胺、三甲胺等沸点介于甲胺与溶剂之间的杂质,得到高纯的甲胺气体,并以水、醇或四氢呋喃等溶剂为吸收剂吸收气态甲胺,生产出一定浓度的甲胺溶液。本分离吸收工艺克服了回收甲胺溶液中间沸点杂质的去除问题,以及甲胺溶液利用形式的问题,达到再生回收甲胺溶液的目的,对于回收甲胺再利用及其工业化具有重要意义。 
本发明提供的回收甲胺溶液再生的工艺及装置,包括一个分离塔19、一个吸收塔20、一个分离塔顶气液分离罐24、一个分离塔底再沸器25及一系列配套的换热设备。其特征是:分离塔底废料‑原料换热器21出口通过管线分别与分离塔19中下部及分离塔底废料换热器22相连。分离塔顶气体换热器23及分离塔顶气液分离罐24通过管线与分离塔19塔顶相连,组成塔顶冷凝器。分离塔底再沸器25通过管线与分离塔19塔底相连。分离塔顶气液分离罐24罐顶出气口与吸收塔20塔底入口连接,吸收塔20塔底连接吸收塔底循环 换热器26入口,吸收塔底循环换热器26出口分别连接吸收塔20塔顶及吸收塔产品换热器27。 
操作方法如下:回收甲胺溶液的分离提纯在分离塔19中完成,得到的纯甲胺气体在吸收塔20中被吸收剂吸收,得到去除杂质的甲胺溶液经换热后储存或使用。原料回收甲胺溶液1在分离塔底废料‑原料换热器21中与来自分离塔塔釜高温废料换热,换热后回收甲胺溶液2从分离塔中下部进入分离塔19。分离塔中液体加压分离,塔釜的高温废料3一部分作为分离塔底再沸器入料5,经分离塔底再沸器25加热后,分离塔底再沸器出料6返回分离塔塔釜,另一部分经作为废料一级换热入料7,经分离塔底废料‑原料换热器21给原料预热,废料一级换热出料8通过分离塔底废料换热器22将温度降至40~45°C,废料二级换热出料9去废料处理单元。塔顶的纯甲胺气体4出来经过分离塔顶气体换热器23的部分换热,得到的纯甲胺气体及液体10混合物进入分离塔顶气液分离罐24。分离后,纯甲胺液体11回流至分离塔塔顶,高压纯甲胺气体12进入吸收塔20底部。吸收剂13由吸收塔塔顶进入,对塔中甲胺气体进行吸收,极少的甲胺气体废料18从塔顶排出。由于甲胺被吸收时放热量大,塔底液体即吸收塔底换热器入料14经吸收塔底循环换热器26换热后,部分液体作为循环换热返回料15返回吸收塔塔顶继续吸收,部分液体作为产品换热器入料16进入吸收塔产品换热器27,换热后得到除杂的甲胺溶液产品17采出。 
所述的分离塔和吸收塔采用填料塔或板式塔,理论板数在5~60块范围内,以达到分离吸收效果。 
所述的分离塔和吸收塔的塔顶部采用液体分布器对回流液体进行分布,如采用填料塔,则各段填料之间采用气液再分布器进行气体和液体再分布。 
本发明的回收甲胺溶液再生装置的操作范围是:原料甲胺溶液中的甲胺质量与吸收塔吸收剂的质量比例为0.01~9,吸收塔循环换热返回料15与产品换热器入料16质量比为(10~30):1,分离塔塔顶压力为0.2~1Mpa,温度为10~70°C,吸收塔塔顶压力为0.1~0.7Mpa,温度为40~80°C范围内。 
下面结合附图对本发明工艺实施的具体操作步骤作进一步的详细描述: 
如图1所示,回收的某浓度甲胺溶液含一定量的杂质,原料甲胺溶液1在分离塔底废料‑原料换热器21中与来自分离塔塔釜高温废料换热后,回收甲胺溶液2从分离塔中下部进入分离塔19。分离塔操作压力为0.2~1Mpa,塔顶温度为10~70°C,理论板为20~60块,进料板为第10~50块板,回流比为0.2~2。塔釜高温废料3一部分作为废料一级换热入料7,输入分离塔底废料‑原料换热器21给原料预热后,废料一级换热出料8通过分 离塔底废料换热器22将温度降至40~45°C,出料至废料处理单元。塔顶浓度为97~99%的纯甲胺气体4出来经过分离塔顶气体换热器23的部分换热,得到的纯甲胺气体及液体10混合物进入分离塔顶气液分离罐24。分离后,纯甲胺液体11回流至分离塔塔顶,高压纯甲胺气体12进入吸收塔20底部。吸收塔操作压力为0.1~0.7Mpa,塔顶温度为40~80°C,理论板为5~30块,吸收剂13由吸收塔塔顶进入,对塔中甲胺气体进行吸收。塔底液体即吸收塔底换热器入料14经吸收塔底循环换热器26换热后,部分液体作为循环换热返回料15返回吸收塔塔顶继续吸收,部分液体作为产品换热器入料16进入吸收塔产品换热器27,换热后得到除杂的甲胺溶液产品17采出,吸收塔循环换热返回料15与产品换热器入料16质量比为(10~30):1,原料甲胺溶液中的甲胺质量与吸收塔吸收剂的质量比例为0.01~9。 
再生工艺方法效果:(1)分离塔:塔顶甲胺气体甲胺≥97%,二甲胺≤1%,三甲胺≤2%。(2)吸收塔:塔顶甲胺气体≤0.1%进料量,塔釜甲胺溶液甲胺浓度可控(均为质量分数)。 
本发明的优点是: 
(1)甲胺气体极易从溶液中释放并有恶臭,对环境污染较大,回收甲胺溶液的再生工艺方法有效地解决了参杂甲胺溶液的再利用问题,既减少了甲胺对大气的污染也提高了企业的经济效益。 
(2)该工艺采用水、乙醇等吸收剂吸收甲胺气体的方式得到甲胺溶液,产品甲胺浓度范围操作弹性大,可调配1%~90%中任意比例的甲胺溶液。 
(3)两塔采用不同形式的塔内件,分离塔采用的塔内件具有分离效率高的优点,能减少杂质、降低塔高,吸收塔采用的塔内件具有大通量的优点,防止循环回流量过大引起的液泛。 
附图说明
图1:回收甲胺水溶液的再生工艺方法及装置流程示意图 
附图说明:19.分离塔、20.吸收塔,21.分离塔底废料‑原料换热器,22.分离塔底废料换热器,23.分离塔顶气体换热器,24.分离塔顶气液分离罐,25.分离塔底再沸器,26.吸收塔底循环换热器,27.吸收塔产品换热器,1.回收甲胺溶液,2.换热后回收甲胺溶液,3.分离塔底废料,4.甲胺气体,5.分离塔底再沸器入料,6.分离塔底再沸器出料,7.废料一级换热入料,8.废料一级换热出料,9.废料二级换热出料,10.纯甲胺气体及液体,11.纯甲胺液体,12.纯甲胺气体,13.吸收剂,14.吸收塔底换热器入料,15.循环换热返回料,16.产品换热器入料,17.甲胺溶液产品,18.甲胺气体废料 
具体实施方式
本发明提供了一种回收甲胺溶液的再生工艺方法与成套装置。本发明用以下实施例说明,但并不局限于以下实施例。 
实施例1: 
如图1所示,回收的10%甲胺水溶液含丙酮、丁醇、四氢呋喃等杂质,原料甲胺溶液1在分离塔底废料‑原料换热器21中与来自分离塔塔釜高温废料换热后,回收甲胺溶液2从分离塔中下部进入分离塔19。分离塔采用规整填料塔,操作压力为0.2Mpa,塔顶温度为10°C,理论板为20块,进料板为第10块板,回流比为0.2。塔釜高温废料3一部分作为废料一级换热入料7,输入分离塔底废料‑原料换热器21给原料预热后,废料一级换热出料8通过分离塔底废料换热器22将温度降至45°C,出料至废料处理单元。塔顶浓度为99%的纯甲胺气体4出来经过分离塔顶气体换热器23的部分换热,得到的纯甲胺气体及液体10混合物进入分离塔顶气液分离罐24。分离后,纯甲胺液体11回流至分离塔塔顶,高压纯甲胺气体12进入吸收塔20底部。吸收塔为筛板塔,操作压力为0.7Mpa,塔顶温度为80°C,理论板为30块,水由吸收塔塔顶进入,对塔中甲胺气体进行吸收。原料甲胺溶液中的甲胺质量与吸收塔水的质量比为9。塔底液体即吸收塔底换热器入料14经吸收塔底循环换热器26换热后,部分液体作为循环换热返回料15返回吸收塔塔顶继续吸收,部分液体作为产品换热器入料16进入吸收塔产品换热器27,换热后得到除杂的90%甲胺水溶液产品采出,吸收塔循环换热返回料15与产品换热器入料16质量比为30:1。 
实施例2: 
如图1所示,回收的35%甲胺水溶液含二甲胺、三甲胺等杂质,原料甲胺溶液1在分离塔底废料‑原料换热器21中与来自分离塔塔釜高温废料换热后,回收甲胺溶液2从分离塔中下部进入分离塔19。分离塔采用规整填料塔,操作压力为0.5Mpa,塔顶温度为40°C,理论板为50块,进料板为第35块板,回流比为1.5。塔釜高温废料3一部分作为废料一级换热入料7,输入分离塔底废料‑原料换热器21给原料预热后,废料一级换热出料8通过分离塔底废料换热器22将温度降至45°C,出料至废料处理单元。塔顶浓度为97%的纯甲胺气体4出来经过分离塔顶气体换热器23的部分换热,得到的纯甲胺气体及液体10混合物进入分离塔顶气液分离罐24。分离后,纯甲胺液体11回流至分离塔塔顶,高压纯甲胺气体12进入吸收塔20底部。吸收塔为规整填料塔,操作压力为0.2Mpa,塔顶温度为42°C,理论板为20块,水由吸收塔塔顶进入,对塔中甲胺气体进行吸收。原料甲胺溶液中的甲胺质量与吸收塔水的质量比为0.67。塔底液体即吸收塔底换热器入料14经吸收塔底循环换热器26换热后,部分液体作为循环换热返回料15返回吸收塔塔顶继续吸收,部 分液体作为产品换热器入料16进入吸收塔产品换热器27,换热后得到除杂的40%甲胺水溶液产品采出,吸收塔循环换热返回料15与产品换热器入料16质量比为20:1。 
实施例3: 
如图1所示,回收的90%甲胺水溶液含二甲胺、三甲胺、四氢呋喃,丙酮,甲醇等杂质,原料甲胺溶液1在分离塔底废料‑原料换热器21中与来自分离塔塔釜高温废料换热后,回收甲胺溶液2从分离塔中下部进入分离塔19。分离塔采用浮阀塔,操作压力为1Mpa,塔顶温度为70°C,理论板为60块,进料板为第50块板,回流比为2。塔釜高温废料3一部分作为废料一级换热入料7,输入分离塔底废料‑原料换热器21给原料预热后,废料一级换热出料8通过分离塔底废料换热器22将温度降至45°C,出料至废料处理单元。塔顶浓度为97%的纯甲胺气体4出来经过分离塔顶气体换热器23的部分换热,得到的纯甲胺气体及液体10混合物进入分离塔顶气液分离罐24。分离后,纯甲胺液体11回流至分离塔塔顶,高压纯甲胺气体12进入吸收塔20底部。吸收塔为筛板塔,操作压力为0.1Mpa,塔顶温度为40°C,理论板为5块,水由吸收塔塔顶进入,对塔中甲胺气体进行吸收。原料甲胺溶液中的甲胺质量与吸收塔水的质量比为0.01。塔底液体即吸收塔底换热器入料14经吸收塔底循环换热器26换热后,部分液体作为循环换热返回料15返回吸收塔塔顶继续吸收,部分液体作为产品换热器入料16进入吸收塔产品换热器27,换热后得到除杂的1%甲胺水溶液产品采出,吸收塔循环换热返回料15与产品换热器入料16质量比为10:1。 
实施例4: 
如图1所示,回收的20%甲胺乙醇溶液含水,四氢呋喃,丙酮,甲醇等杂质,原料甲胺溶液1在分离塔底废料‑原料换热器21中与来自分离塔塔釜高温废料换热后,回收甲胺溶液2从分离塔中下部进入分离塔19。分离塔采用规整填料塔,操作压力为0.6Mpa,塔顶温度为48°C,理论板为40块,进料板为第24块板,回流比为0.5。塔釜高温废料3一部分作为废料一级换热入料7,输入分离塔底废料‑原料换热器21给原料预热后,废料一级换热出料8通过分离塔底废料换热器22将温度降至40°C,出料至废料处理单元。塔顶浓度为97%的纯甲胺气体4出来经过分离塔顶气体换热器23的部分换热,得到的纯甲胺气体及液体10混合物进入分离塔顶气液分离罐24。分离后,纯甲胺液体11回流至分离塔塔顶,高压纯甲胺气体12进入吸收塔20底部。吸收塔为散堆填料塔,操作压力为0.1Mpa,塔顶温度为40°C,理论板为10块,乙醇由吸收塔塔顶进入,对塔中甲胺气体进行吸收。原料甲胺溶液中的甲胺质量与吸收塔乙醇的质量比为0.49。塔底液体即吸收塔底换热器入料14经吸收塔底循环换热器26换热后,部分液体作为循环换热返回料15返回吸收塔塔 顶继续吸收,部分液体作为产品换热器入料16进入吸收塔产品换热器27,换热后得到除杂的33%甲胺乙醇溶液产品采出,吸收塔循环换热返回料15与产品换热器入料16质量比为20:1。 
实施例5: 
如图1所示,回收的5%甲胺四氢呋喃溶液含水,丙酮,甲醇,乙醇等杂质,原料甲胺溶液1在分离塔底废料‑原料换热器21中与来自分离塔塔釜高温废料换热后,回收甲胺溶液2从分离塔中下部进入分离塔19。分离塔采用规整填料塔,操作压力为0.6Mpa,塔顶温度为48°C,理论板为40块,进料板为第24块板,回流比为0.5。塔釜高温废料3一部分作为废料一级换热入料7,输入分离塔底废料‑原料换热器21给原料预热后,废料一级换热出料8通过分离塔底废料换热器22将温度降至40°C,出料至废料处理单元。塔顶浓度为97%的纯甲胺气体4出来经过分离塔顶气体换热器23的部分换热,得到的纯甲胺气体及液体10混合物进入分离塔顶气液分离罐24。分离后,纯甲胺液体11回流至分离塔塔顶,高压纯甲胺气体12进入吸收塔20底部。吸收塔为散堆填料塔,操作压力为0.15Mpa,塔顶温度为40°C,理论板为20块,四氢呋喃由吸收塔塔顶进入,对塔中甲胺气体进行吸收。原料甲胺溶液中的甲胺质量与吸收塔四氢呋喃的质量比为0.15。塔底液体即吸收塔底换热器入料14经吸收塔底循环换热器26换热后,部分液体作为循环换热返回料15返回吸收塔塔顶继续吸收,部分液体作为产品换热器入料16进入吸收塔产品换热器27,换热后得到除杂的13%甲胺四氢呋喃溶液产品采出,吸收塔循环换热返回料15与产品换热器入料16质量比为10:1。 
本发明专利提出的回收甲胺水溶液再生工艺方法及装置,已经通过较佳的实施例子进行了描述,相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的结构和设备进行改动或适当变更与组合,来实现本发明技术。特别需要指出的是,所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

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1、(10)申请公布号 CN 102942488 A (43)申请公布日 2013.02.27 CN 102942488 A *CN102942488A* (21)申请号 201210433394.0 (22)申请日 2012.11.02 C07C 211/04(2006.01) C07C 209/86(2006.01) (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南开区卫津路 92 号天 津大学 申请人 濮阳迈奇科技有限公司 北洋国家精馏技术工程发展有限公 司 (72)发明人 隋红 宋国全 韩祯 肖强 董文威 杨理 李永红 李鑫钢 史荣会 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代 。

2、理事务所 12201 代理人 王丽 (54) 发明名称 回收甲胺溶液的再生工艺方法及装置 (57) 摘要 本发明是一种回收甲胺溶液的再生工艺方法 及装置, 属化工分离工程技术领域。 该装置由分离 塔、 吸收塔、 气液分离罐及一系列配套的换热设备 组成。本工艺通过对回收的参杂甲胺溶液在分离 塔中进行加压精馏, 生产出高纯的甲胺气体, 在吸 收塔中以吸收剂吸收气态甲胺, 脱除回收甲胺溶 液中二甲胺、 三甲胺等沸点介于甲胺与溶剂之间 的杂质, 确保再生甲胺溶液的浓度及纯度。本发 明工艺克服了回收甲胺溶液的再利用问题, 既能 防止甲胺废气对环境的污染又能提高企业经济效 益, 工艺操作弹性大, 对于回收。

3、甲胺再利用及其工 业化具有重要意义。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种回收甲胺溶液的再生工艺装置, 包括分离塔、 吸收塔、 分离塔顶气液分离罐、 分 离塔底再沸器及换热设备 ; 其特征是 : 分离塔底废料 - 原料换热器 21 出口通过管线分别与 分离塔19中下部及分离塔底废料换热器22相连 ; 分离塔顶气体换热器23及分离塔顶气液 分离罐 24 通过管线与分离塔 19 塔顶相连, 组成塔顶冷凝器 ; 分离塔底再沸器 。

4、25 通过管线 与分离塔 19 塔底相连 ; 分离塔顶气液分离罐 24 罐顶出气口与吸收塔 20 塔底入口连接, 吸 收塔 20 塔底连接吸收塔底循环换热器 26 入口, 吸收塔底循环换热器 26 出口分别连接吸收 塔 20 塔顶及吸收塔产品换热器 27。 2. 如权利要求 1 所述的装置, 其特征是所述的分离塔和吸收塔采用填料塔或板式塔, 理论板数在 5 60 块范围。 3. 如权利要求 1 所述的装置, 其特征是所述的分离塔和吸收塔的塔顶部采用液体分布 器对回流液体进行分布。 4. 由权利要求 1、 2 或 3 所述的回收甲胺溶液的再生工艺装置的操作方法, 其特征是 : a) 回收甲胺溶液。

5、的分离提纯在分离塔中分离, 塔釜高温废液为原料预热, 塔顶部分甲 胺气体冷凝后回流, 部分以气体进入吸收塔 ; b) 来自分离塔顶的甲胺气体由吸收塔底部进入, 吸收塔顶吸收剂进入后对甲胺气体进 行吸收, 塔底部分液体经换热器采热后回流至塔顶继续吸收, 塔底采出甲胺溶液。 5. 如权利要求 4 所述的操作方法, 其特征是具体操作方法如下 : 回收甲胺溶液的分离 提纯在分离塔19中完成, 得到的纯甲胺气体在吸收塔20中被吸收剂吸收, 得到去除杂质的 甲胺溶液经换热后储存或使用 ; 原料回收甲胺溶液1在分离塔底废料-原料换热器21中与 来自分离塔塔釜高温废料换热, 换热后回收甲胺溶液 2 从分离塔中。

6、下部进入分离塔 19 ; 分 离塔中液体加压分离, 塔釜的高温废料 3 一部分作为分离塔底再沸器入料 5, 经分离塔底再 沸器 25 加热后, 分离塔底再沸器出料 6 返回分离塔塔釜, 另一部分经作为废料一级换热入 料7, 经分离塔底废料-原料换热器21给原料预热, 废料一级换热出料8通过分离塔底废料 换热器 22 将温度降至 40 45 C, 废料二级换热出料 9 去废料处理单元 ; 塔顶的纯甲胺气 体 4 出来经过分离塔顶气体换热器 23 的部分换热, 得到的纯甲胺气体及液体 10 混合物进 入分离塔顶气液分离罐 24 ; 分离后, 纯甲胺液体 11 回流至分离塔塔顶, 高压纯甲胺气体 1。

7、2 进入吸收塔 20 底部 ; 吸收剂 13 由吸收塔塔顶进入, 对塔中甲胺气体进行吸收, 极少的甲胺 气体废料 18 从塔顶排出 ; 由于甲胺被吸收时放热量大, 塔底液体即吸收塔底换热器入料 14 经吸收塔底循环换热器 26 换热后, 部分液体作为循环换热返回料 15 返回吸收塔塔顶继续 吸收, 部分液体作为产品换热器入料 16 进入吸收塔产品换热器 27, 换热后得到除杂的甲胺 溶液产品 17 采出。 6. 如权利要求 5 所述的操作方法, 其特征是 : 原料甲胺溶液中的甲胺质量与吸收塔吸 收剂的质量比例为 0.01 9 ; 吸收塔循环换热返回料 15 与产品换热器入料 16 质量比为 (。

8、1030) :1, 分离塔塔顶压力为0.21Mpa, 温度为1070C, 吸收塔塔顶压力为0.1 0.7Mpa, 温度为 40 80 C 范围内。 7. 如权利要求 5 所述的操作方法, 其特征是 : 吸收剂为水、 醇或四氢呋喃。 权 利 要 求 书 CN 102942488 A 2 1/5 页 3 回收甲胺溶液的再生工艺方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及一种回收甲胺溶液的再生工艺方法及装置, 属化工分离工程技术领 域。 背景技术 0002 甲胺是各种溶剂、 电子材料及医药品的原料, 工业上常用氨气和甲醇在硅铝酸盐 催化下反应来制取。 这个反应中生成的是甲胺、 二甲胺和三甲胺的混合物,。

9、 提纯时通过蒸馏 方法控制甲胺中二甲胺和三甲胺的浓度。甲胺一般以加压的无水气体, 或其甲醇、 乙醇、 四 氢呋喃、 水溶液形式使用。通常溶液形式的甲胺使用后的再生问题难以实现, 例如 40% 甲胺 水溶液使用后夹杂了许多沸点介于水和甲胺之间的杂质, 并且浓缩方法回收的甲胺水溶液 中二甲胺、 三甲胺杂质含量升高, 即使甲胺浓度达到 40%, 杂质的存在也会影响甲胺水溶液 的纯度, 使得回收甲胺水溶液无法继续使用。 0003 虽然大量专利如 “甲胺分离方法” (公开号 CN1328992A) 中甲胺的生产工艺涉及 甲胺的分离提纯工艺, 但甲胺生产工艺中的甲胺精制方法一般为四塔流程, 即脱氨塔, 萃。

10、取 塔, 脱水塔, 分离塔, 脱氨塔去除氨气和三甲胺, 萃取塔去除三甲胺, 脱水塔后的甲胺、 二甲 胺纯溶液经分离塔分离。 该工艺一方面采用循环回合成反应器的方式减少甲胺中杂质夹带 量, 提纯再生条件比较苛刻, 需要合成反应器并且不适用于二甲胺、 三甲胺之外的杂质的去 除, 另一方面甲胺以纯液体的形式生产, 不符合再生甲胺水溶液或醇溶液等的要求。 发明内容 0004 本发明工艺通过对回收的甲胺溶液进行加压精馏, 脱除甲胺中夹带的二甲胺、 三 甲胺等沸点介于甲胺与溶剂之间的杂质, 得到高纯的甲胺气体, 并以水、 醇或四氢呋喃等溶 剂为吸收剂吸收气态甲胺, 生产出一定浓度的甲胺溶液。本分离吸收工艺。

11、克服了回收甲胺 溶液中间沸点杂质的去除问题, 以及甲胺溶液利用形式的问题, 达到再生回收甲胺溶液的 目的, 对于回收甲胺再利用及其工业化具有重要意义。 0005 本发明提供的回收甲胺溶液再生的工艺及装置, 包括一个分离塔 19、 一个吸收塔 20、 一个分离塔顶气液分离罐 24、 一个分离塔底再沸器 25 及一系列配套的换热设备。其特 征是 : 分离塔底废料 - 原料换热器 21 出口通过管线分别与分离塔 19 中下部及分离塔底废 料换热器 22 相连。分离塔顶气体换热器 23 及分离塔顶气液分离罐 24 通过管线与分离塔 19 塔顶相连, 组成塔顶冷凝器。分离塔底再沸器 25 通过管线与分离。

12、塔 19 塔底相连。分离 塔顶气液分离罐 24 罐顶出气口与吸收塔 20 塔底入口连接, 吸收塔 20 塔底连接吸收塔底循 环 换热器 26 入口, 吸收塔底循环换热器 26 出口分别连接吸收塔 20 塔顶及吸收塔产品换 热器 27。 0006 操作方法如下 : 回收甲胺溶液的分离提纯在分离塔 19 中完成, 得到的纯甲胺气体 在吸收塔 20 中被吸收剂吸收, 得到去除杂质的甲胺溶液经换热后储存或使用。原料回收甲 胺溶液 1 在分离塔底废料 - 原料换热器 21 中与来自分离塔塔釜高温废料换热, 换热后回收 说 明 书 CN 102942488 A 3 2/5 页 4 甲胺溶液 2 从分离塔中。

13、下部进入分离塔 19。分离塔中液体加压分离, 塔釜的高温废料 3 一 部分作为分离塔底再沸器入料5, 经分离塔底再沸器25加热后, 分离塔底再沸器出料6返回 分离塔塔釜, 另一部分经作为废料一级换热入料7, 经分离塔底废料-原料换热器21给原料 预热, 废料一级换热出料 8 通过分离塔底废料换热器 22 将温度降至 40 45 C, 废料二级 换热出料 9 去废料处理单元。塔顶的纯甲胺气体 4 出来经过分离塔顶气体换热器 23 的部 分换热, 得到的纯甲胺气体及液体 10 混合物进入分离塔顶气液分离罐 24。分离后, 纯甲胺 液体 11 回流至分离塔塔顶, 高压纯甲胺气体 12 进入吸收塔 2。

14、0 底部。吸收剂 13 由吸收塔 塔顶进入, 对塔中甲胺气体进行吸收, 极少的甲胺气体废料 18 从塔顶排出。由于甲胺被吸 收时放热量大, 塔底液体即吸收塔底换热器入料14经吸收塔底循环换热器26换热后, 部分 液体作为循环换热返回料 15 返回吸收塔塔顶继续吸收, 部分液体作为产品换热器入料 16 进入吸收塔产品换热器 27, 换热后得到除杂的甲胺溶液产品 17 采出。 0007 所述的分离塔和吸收塔采用填料塔或板式塔, 理论板数在 5 60 块范围内, 以达 到分离吸收效果。 0008 所述的分离塔和吸收塔的塔顶部采用液体分布器对回流液体进行分布, 如采用填 料塔, 则各段填料之间采用气液。

15、再分布器进行气体和液体再分布。 0009 本发明的回收甲胺溶液再生装置的操作范围是 : 原料甲胺溶液中的甲胺质量与吸 收塔吸收剂的质量比例为 0.01 9, 吸收塔循环换热返回料 15 与产品换热器入料 16 质量 比为 (10 30) :1, 分离塔塔顶压力为 0.2 1Mpa, 温度为 10 70 C, 吸收塔塔顶压力为 0.1 0.7Mpa, 温度为 40 80 C 范围内。 0010 下面结合附图对本发明工艺实施的具体操作步骤作进一步的详细描述 : 0011 如图1所示, 回收的某浓度甲胺溶液含一定量的杂质, 原料甲胺溶液1在分离塔底 废料 - 原料换热器 21 中与来自分离塔塔釜高温。

16、废料换热后, 回收甲胺溶液 2 从分离塔中 下部进入分离塔 19。分离塔操作压力为 0.2 1Mpa, 塔顶温度为 10 70 C, 理论板为 20 60 块, 进料板为第 10 50 块板, 回流比为 0.2 2。塔釜高温废料 3 一部分作为废 料一级换热入料 7, 输入分离塔底废料 - 原料换热器 21 给原料预热后, 废料一级换热出料 8 通过分 离塔底废料换热器 22 将温度降至 40 45 C, 出料至废料处理单元。塔顶浓度 为 97 99% 的纯甲胺气体 4 出来经过分离塔顶气体换热器 23 的部分换热, 得到的纯甲胺 气体及液体 10 混合物进入分离塔顶气液分离罐 24。分离后,。

17、 纯甲胺液体 11 回流至分离塔 塔顶, 高压纯甲胺气体 12 进入吸收塔 20 底部。吸收塔操作压力为 0.1 0.7Mpa, 塔顶温度 为 40 80 C, 理论板为 5 30 块, 吸收剂 13 由吸收塔塔顶进入, 对塔中甲胺气体进行吸 收。塔底液体即吸收塔底换热器入料 14 经吸收塔底循环换热器 26 换热后, 部分液体作为 循环换热返回料 15 返回吸收塔塔顶继续吸收, 部分液体作为产品换热器入料 16 进入吸收 塔产品换热器27, 换热后得到除杂的甲胺溶液产品17采出, 吸收塔循环换热返回料15与产 品换热器入料 16 质量比为 (10 30) : 1, 原料甲胺溶液中的甲胺质量与。

18、吸收塔吸收剂的质 量比例为 0.01 9。 0012 再生工艺方法效果 :(1) 分离塔 : 塔顶甲胺气体甲胺 97, 二甲胺 1, 三甲 胺 2。 (2) 吸收塔 : 塔顶甲胺气体 0.1% 进料量 , 塔釜甲胺溶液甲胺浓度可控 (均为 质量分数) 。 0013 本发明的优点是 : 说 明 书 CN 102942488 A 4 3/5 页 5 0014 (1) 甲胺气体极易从溶液中释放并有恶臭, 对环境污染较大, 回收甲胺溶液的再生 工艺方法有效地解决了参杂甲胺溶液的再利用问题, 既减少了甲胺对大气的污染也提高了 企业的经济效益。 0015 (2) 该工艺采用水、 乙醇等吸收剂吸收甲胺气体的。

19、方式得到甲胺溶液, 产品甲胺浓 度范围操作弹性大, 可调配 1% 90% 中任意比例的甲胺溶液。 0016 (3) 两塔采用不同形式的塔内件, 分离塔采用的塔内件具有分离效率高的优点, 能 减少杂质、 降低塔高, 吸收塔采用的塔内件具有大通量的优点, 防止循环回流量过大引起的 液泛。 附图说明 0017 图 1 : 回收甲胺水溶液的再生工艺方法及装置流程示意图 0018 附图说明 : 19. 分离塔、 20. 吸收塔, 21. 分离塔底废料 - 原料换热器, 22. 分离塔 底废料换热器, 23. 分离塔顶气体换热器, 24. 分离塔顶气液分离罐, 25. 分离塔底再沸器, 26. 吸收塔底循。

20、环换热器, 27. 吸收塔产品换热器, 1. 回收甲胺溶液, 2. 换热后回收甲胺溶 液, 3. 分离塔底废料, 4. 甲胺气体, 5. 分离塔底再沸器入料, 6. 分离塔底再沸器出料, 7. 废 料一级换热入料, 8. 废料一级换热出料, 9. 废料二级换热出料, 10. 纯甲胺气体及液体, 11. 纯甲胺液体, 12. 纯甲胺气体, 13. 吸收剂, 14. 吸收塔底换热器入料, 15. 循环换热返回 料, 16. 产品换热器入料, 17. 甲胺溶液产品, 18. 甲胺气体废料 具体实施方式 0019 本发明提供了一种回收甲胺溶液的再生工艺方法与成套装置。 本发明用以下实施 例说明, 但并。

21、不局限于以下实施例。 0020 实施例 1 : 0021 如图1所示, 回收的10%甲胺水溶液含丙酮、 丁醇、 四氢呋喃等杂质, 原料甲胺溶液 1 在分离塔底废料 - 原料换热器 21 中与来自分离塔塔釜高温废料换热后, 回收甲胺溶液 2 从分离塔中下部进入分离塔 19。分离塔采用规整填料塔, 操作压力为 0.2Mpa, 塔顶温度为 10 C, 理论板为 20 块, 进料板为第 10 块板, 回流比为 0.2。塔釜高温废料 3 一部分作为废 料一级换热入料 7, 输入分离塔底废料 - 原料换热器 21 给原料预热后, 废料一级换热出料 8 通过分离塔底废料换热器 22 将温度降至 45 C, 。

22、出料至废料处理单元。塔顶浓度为 99% 的 纯甲胺气体 4 出来经过分离塔顶气体换热器 23 的部分换热, 得到的纯甲胺气体及液体 10 混合物进入分离塔顶气液分离罐 24。分离后, 纯甲胺液体 11 回流至分离塔塔顶, 高压纯甲 胺气体 12 进入吸收塔 20 底部。吸收塔为筛板塔, 操作压力为 0.7Mpa, 塔顶温度为 80 C, 理论板为 30 块, 水由吸收塔塔顶进入, 对塔中甲胺气体进行吸收。原料甲胺溶液中的甲胺 质量与吸收塔水的质量比为9。 塔底液体即吸收塔底换热器入料14经吸收塔底循环换热器 26 换热后, 部分液体作为循环换热返回料 15 返回吸收塔塔顶继续吸收, 部分液体作。

23、为产品 换热器入料 16 进入吸收塔产品换热器 27, 换热后得到除杂的 90% 甲胺水溶液产品采出, 吸 收塔循环换热返回料 15 与产品换热器入料 16 质量比为 30 : 1。 0022 实施例 2 : 0023 如图 1 所示, 回收的 35% 甲胺水溶液含二甲胺、 三甲胺等杂质, 原料甲胺溶液 1 在 说 明 书 CN 102942488 A 5 4/5 页 6 分离塔底废料 - 原料换热器 21 中与来自分离塔塔釜高温废料换热后, 回收甲胺溶液 2 从 分离塔中下部进入分离塔 19。分离塔采用规整填料塔, 操作压力为 0.5Mpa, 塔顶温度为 40 C, 理论板为 50 块, 进。

24、料板为第 35 块板, 回流比为 1.5。塔釜高温废料 3 一部分作为废 料一级换热入料 7, 输入分离塔底废料 - 原料换热器 21 给原料预热后, 废料一级换热出料 8 通过分离塔底废料换热器 22 将温度降至 45 C, 出料至废料处理单元。塔顶浓度为 97% 的纯甲胺气体 4 出来经过分离塔顶气体换热器 23 的部分换热, 得到的纯甲胺气体及液体 10 混合物进入分离塔顶气液分离罐 24。分离后, 纯甲胺液体 11 回流至分离塔塔顶, 高压纯 甲胺气体 12 进入吸收塔 20 底部。吸收塔为规整填料塔, 操作压力为 0.2Mpa, 塔顶温度为 42 C, 理论板为 20 块, 水由吸收。

25、塔塔顶进入, 对塔中甲胺气体进行吸收。原料甲胺溶液中 的甲胺质量与吸收塔水的质量比为 0.67。塔底液体即吸收塔底换热器入料 14 经吸收塔底 循环换热器 26 换热后, 部分液体作为循环换热返回料 15 返回吸收塔塔顶继续吸收, 部 分 液体作为产品换热器入料16进入吸收塔产品换热器27, 换热后得到除杂的40%甲胺水溶液 产品采出, 吸收塔循环换热返回料 15 与产品换热器入料 16 质量比为 20 : 1。 0024 实施例 3 : 0025 如图 1 所示, 回收的 90% 甲胺水溶液含二甲胺、 三甲胺、 四氢呋喃, 丙酮, 甲醇等杂 质, 原料甲胺溶液 1 在分离塔底废料 - 原料换。

26、热器 21 中与来自分离塔塔釜高温废料换热 后, 回收甲胺溶液 2 从分离塔中下部进入分离塔 19。分离塔采用浮阀塔, 操作压力为 1Mpa, 塔顶温度为 70 C, 理论板为 60 块, 进料板为第 50 块板, 回流比为 2。塔釜高温废料 3 一 部分作为废料一级换热入料 7, 输入分离塔底废料 - 原料换热器 21 给原料预热后, 废料一 级换热出料 8 通过分离塔底废料换热器 22 将温度降至 45 C, 出料至废料处理单元。塔顶 浓度为 97% 的纯甲胺气体 4 出来经过分离塔顶气体换热器 23 的部分换热, 得到的纯甲胺气 体及液体 10 混合物进入分离塔顶气液分离罐 24。分离后。

27、, 纯甲胺液体 11 回流至分离塔塔 顶, 高压纯甲胺气体 12 进入吸收塔 20 底部。吸收塔为筛板塔, 操作压力为 0.1Mpa, 塔顶温 度为 40 C, 理论板为 5 块, 水由吸收塔塔顶进入, 对塔中甲胺气体进行吸收。原料甲胺溶 液中的甲胺质量与吸收塔水的质量比为 0.01。塔底液体即吸收塔底换热器入料 14 经吸收 塔底循环换热器26换热后, 部分液体作为循环换热返回料15返回吸收塔塔顶继续吸收, 部 分液体作为产品换热器入料 16 进入吸收塔产品换热器 27, 换热后得到除杂的 1% 甲胺水溶 液产品采出, 吸收塔循环换热返回料 15 与产品换热器入料 16 质量比为 10 : 。

28、1。 0026 实施例 4 : 0027 如图 1 所示, 回收的 20% 甲胺乙醇溶液含水, 四氢呋喃, 丙酮, 甲醇等杂质, 原料甲 胺溶液 1 在分离塔底废料 - 原料换热器 21 中与来自分离塔塔釜高温废料换热后, 回收甲胺 溶液 2 从分离塔中下部进入分离塔 19。分离塔采用规整填料塔, 操作压力为 0.6Mpa, 塔顶 温度为 48 C, 理论板为 40 块, 进料板为第 24 块板, 回流比为 0.5。塔釜高温废料 3 一部分 作为废料一级换热入料7, 输入分离塔底废料-原料换热器21给原料预热后, 废料一级换热 出料 8 通过分离塔底废料换热器 22 将温度降至 40 C, 出。

29、料至废料处理单元。塔顶浓度为 97% 的纯甲胺气体 4 出来经过分离塔顶气体换热器 23 的部分换热, 得到的纯甲胺气体及液 体 10 混合物进入分离塔顶气液分离罐 24。分离后, 纯甲胺液体 11 回流至分离塔塔顶, 高 压纯甲胺气体 12 进入吸收塔 20 底部。吸收塔为散堆填料塔, 操作压力为 0.1Mpa, 塔顶温 度为 40 C, 理论板为 10 块, 乙醇由吸收塔塔顶进入, 对塔中甲胺气体进行吸收。原料甲胺 说 明 书 CN 102942488 A 6 5/5 页 7 溶液中的甲胺质量与吸收塔乙醇的质量比为 0.49。塔底液体即吸收塔底换热器入料 14 经 吸收塔底循环换热器26换。

30、热后, 部分液体作为循环换热返回料15返回吸收塔塔 顶继续吸 收, 部分液体作为产品换热器入料 16 进入吸收塔产品换热器 27, 换热后得到除杂的 33% 甲 胺乙醇溶液产品采出, 吸收塔循环换热返回料 15 与产品换热器入料 16 质量比为 20 : 1。 0028 实施例 5 : 0029 如图1所示, 回收的5%甲胺四氢呋喃溶液含水, 丙酮, 甲醇, 乙醇等杂质, 原料甲胺 溶液 1 在分离塔底废料 - 原料换热器 21 中与来自分离塔塔釜高温废料换热后, 回收甲胺溶 液 2 从分离塔中下部进入分离塔 19。分离塔采用规整填料塔, 操作压力为 0.6Mpa, 塔顶温 度为 48 C, 。

31、理论板为 40 块, 进料板为第 24 块板, 回流比为 0.5。塔釜高温废料 3 一部分作 为废料一级换热入料 7, 输入分离塔底废料 - 原料换热器 21 给原料预热后, 废料一级换热 出料 8 通过分离塔底废料换热器 22 将温度降至 40 C, 出料至废料处理单元。塔顶浓度为 97% 的纯甲胺气体 4 出来经过分离塔顶气体换热器 23 的部分换热, 得到的纯甲胺气体及液 体 10 混合物进入分离塔顶气液分离罐 24。分离后, 纯甲胺液体 11 回流至分离塔塔顶, 高 压纯甲胺气体 12 进入吸收塔 20 底部。吸收塔为散堆填料塔, 操作压力为 0.15Mpa, 塔顶温 度为 40 C,。

32、 理论板为 20 块, 四氢呋喃由吸收塔塔顶进入, 对塔中甲胺气体进行吸收。原料 甲胺溶液中的甲胺质量与吸收塔四氢呋喃的质量比为 0.15。塔底液体即吸收塔底换热器 入料 14 经吸收塔底循环换热器 26 换热后, 部分液体作为循环换热返回料 15 返回吸收塔塔 顶继续吸收, 部分液体作为产品换热器入料 16 进入吸收塔产品换热器 27, 换热后得到除杂 的 13% 甲胺四氢呋喃溶液产品采出, 吸收塔循环换热返回料 15 与产品换热器入料 16 质量 比为 10 : 1。 0030 本发明专利提出的回收甲胺水溶液再生工艺方法及装置, 已经通过较佳的实施例 子进行了描述, 相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、 精神和范围内对本文所述的结 构和设备进行改动或适当变更与组合, 来实现本发明技术。 特别需要指出的是, 所有相类似 的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的, 他们都被视为包括在本发明精神、 范 围和内容中。 说 明 书 CN 102942488 A 7 1/1 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102942488 A 8 。

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