丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)，包括氧化反應(yīng)器(1)和至少一個熔鹽循環(huán)泵(3)，熔鹽循環(huán)泵(3)與氧化反應(yīng)器(1)通過連通管道連通以構(gòu)成熔鹽循環(huán)回路，在每個連通管道上均設(shè)置有溫度變送器，所有溫度變送器均分別與溫差演算器(5)和溫度平均值演算器(6)電連接，溫差演算器(5)和溫度平均值演算器(6)分別與DCS控制系統(tǒng)電連接。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)Ρ┧岱磻?yīng)的徑向溫度進(jìn)行控制的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)。
【專利說明】丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油化工領(lǐng)域，更具體地，涉及一種丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]丙烯酸是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于各種化學(xué)品和樹脂的生產(chǎn)。丙烯酸可通過丙烯兩步氧化制得，第一步是丙烯與空氣中的氧氣在氧化催化劑的作用下生成丙烯醛，第二步是丙烯醛進(jìn)一步氧化成丙烯酸。
[0003]丙烯氧化反應(yīng)在列管式固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，管內(nèi)裝填氧化催化劑，管外(殼程)為熱熔鹽。反應(yīng)開始時需要運(yùn)行熔鹽循環(huán)系統(tǒng)，通過電加熱器預(yù)熱催化劑床層達(dá)到規(guī)定的溫度；由于該反應(yīng)過程為放熱的氧化反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行又會產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，此時需要通過調(diào)節(jié)熔鹽循環(huán)系統(tǒng)移除熱量，以控制反應(yīng)器床層溫度。殼程熔鹽帶走的反應(yīng)熱，通過在換熱器中與水換熱，產(chǎn)生蒸汽。
[0004]丙烯酸生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備是氧化反應(yīng)器，而反應(yīng)溫度，尤其是徑向溫度的控制是整個反應(yīng)過程控制的關(guān)鍵，更能體現(xiàn)一套裝置自動控制的先進(jìn)性與準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)Ρ┧岱磻?yīng)的徑向溫度進(jìn)行控制的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)，包括氧化反應(yīng)器和至少一個熔鹽循環(huán)泵，熔鹽循環(huán)泵與氧化反應(yīng)器通過連通管道連通以構(gòu)成熔鹽循環(huán)回路，在每個連通管道上均設(shè)置有溫度變送器，所有溫度變送器均分別與溫差演算器和溫度平均值演算器電連接，溫差演算器和溫度平均值演算器分別與DCS控制系統(tǒng)電連接。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，連通管道包括第一徑向管道和第二徑向管道，其中，熔鹽循環(huán)泵的入口和出口分別通過第一徑向管道和第二徑向管道與氧化反應(yīng)器連通，其中，溫度變送器設(shè)置在第二徑向管道上。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)具有兩個熔鹽循環(huán)泵，其中，這兩個熔鹽循環(huán)泵相對于氧化反應(yīng)器以彼此對稱的形式設(shè)置在氧化反應(yīng)器的外部。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，這兩個熔鹽循環(huán)泵中的任一個熔鹽循環(huán)泵與氧化反應(yīng)器連通的第二徑向管道上設(shè)置有第一溫度變送器，另一個熔鹽循環(huán)泵與氧化反應(yīng)器連通的第二徑向管道上設(shè)置有第二溫度變送器。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，該反應(yīng)系統(tǒng)還包括電加熱器和冷卻器，其中，電加熱器的出口和冷卻器的入口分別與熔鹽循環(huán)泵連通。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，溫差演算器和溫度平均值演算器分別與DCS控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖報警器電連接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，聯(lián)鎖報警器為具有聲光報警裝置的聯(lián)鎖報警器。
[0013]本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于:
[0014]在本發(fā)明的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)中，將熔鹽循環(huán)泵和氧化反應(yīng)器相連通的連通管道中設(shè)置有溫度變送器，此外本系統(tǒng)還具有與DCS控制系統(tǒng)連接的溫差演算器和溫度平均值演算器。通過將溫度變送器分別與溫差演算器和溫度平均值演算器電連接，利用溫差演算器將其演算結(jié)果送入DCS中的聯(lián)鎖報警系統(tǒng)；根據(jù)不同的工藝技術(shù)和催化劑參數(shù)，在DCS中設(shè)定控制溫度設(shè)定值，溫度平均值演算器演算結(jié)果與DCS中輸入的控制溫度設(shè)定值再次進(jìn)行溫差演算，其溫差演算結(jié)果同樣送入DCS中的聯(lián)鎖報警系統(tǒng)。無論是溫差超過了允許的范圍還是溫度平均值與DCS中輸入的控制溫度設(shè)定值的溫差超過了允許的范圍，都要進(jìn)行聲光報警并緊急停車。因此，本發(fā)明的反應(yīng)系統(tǒng)能夠保證氧化反應(yīng)器徑向溫度的精準(zhǔn)控制，保證反應(yīng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)參照圖1，對本發(fā)明的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行描述。
[0017]在本發(fā)明的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)中，其包括氧化反應(yīng)器1、加熱器2、至少一個熔鹽循環(huán)泵3以及冷卻器4。其中，熔鹽循環(huán)泵3與氧化反應(yīng)器1之間通過連通管道連通，以構(gòu)成熔鹽循環(huán)回路，加熱器2的出口和冷卻器4的入口分別與熔鹽循環(huán)泵3連通。
[0018]具體來說，對于丙烯酸反應(yīng)而言，丙烯在氧化反應(yīng)開始時需要一定的熱量，所以首先在加熱器2中對熔鹽進(jìn)行加熱，利用加熱后的熔鹽為丙烯酸的氧化反應(yīng)提供熱量。熔鹽通過加熱器2加熱后，送入熔鹽循環(huán)泵3同時使熔鹽在系統(tǒng)中循環(huán)，并且使得氧化反應(yīng)器1中的催化劑床層達(dá)到規(guī)定的溫度。然后，在氧化反應(yīng)進(jìn)行時會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量經(jīng)換熱傳遞并加熱管外殼程中的熔鹽，被加熱的熔鹽再次經(jīng)過熔鹽循環(huán)泵3并被送入冷卻器4。在冷卻器4中，將熔鹽與脫鹽水換熱，從而產(chǎn)生蒸汽以將熱量移除。
[0019]以上所述為丙烯酸反應(yīng)的基本流程及步驟，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過上述步驟能夠想到對上述各步驟所需的溫度、壓力進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。并且，在不超出本發(fā)明保護(hù)范圍的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到其他適當(dāng)附加的步驟和對上述步驟的順序進(jìn)行適當(dāng)替換。因此，以上所述并不能對本發(fā)明構(gòu)成限定，上述設(shè)定和選擇可根據(jù)具體使用情況而定，本發(fā)明不局限于此。
[0020]進(jìn)一步，繼續(xù)參照圖1，在優(yōu)選的實(shí)施例中，在將熔鹽循環(huán)泵3與氧化反應(yīng)器1連接的連通管道上可以設(shè)置有溫度變送器，并且所有溫度變送器均分別與溫度演算器5和溫度平均值演算器6電連接。更具體地，溫度演算器5和溫度平均值演算器6分別電連接至DCS (分布式控制系統(tǒng))控制系統(tǒng)。
[0021]具體來說，通過將溫度變送器分別與溫差演算器5和溫度平均值演算器6電連接，即，溫差演算器5和溫度平均值演算器6分別與DCS控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖報警器電連接。在優(yōu)選的實(shí)施例中，聯(lián)鎖報警器為具有聲光報警裝置的聯(lián)鎖報警器，即，聯(lián)鎖報警器能夠以聲光報警的形式發(fā)出報警。
[0022]利用溫差演算器5將其演算結(jié)果送入DCS中的聯(lián)鎖報警系統(tǒng)；此外，根據(jù)不同的工藝技術(shù)和催化劑參數(shù)，在DCS中設(shè)定控制溫度設(shè)定值，溫度平均值演算器6演算結(jié)果與DCS中輸入的上述控制溫度設(shè)定值再次進(jìn)行溫差演算，其溫差演算結(jié)果同樣送入DCS中的聯(lián)鎖報警系統(tǒng)。無論是溫差超過了允許的范圍還是溫度平均值與DCS中輸入的控制溫度設(shè)定值的溫差超過了允許的范圍，都要進(jìn)行聲光報警并緊急停車。因此，本發(fā)明的反應(yīng)系統(tǒng)能夠保證氧化反應(yīng)器1徑向溫度的精準(zhǔn)控制，保證反應(yīng)的平穩(wěn)運(yùn)行。以上所述過程的具體操作將在以下進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]繼續(xù)參照圖1，在優(yōu)選的實(shí)施例中，上述的連通管道包括第一徑向管道I和第二徑向管道II。其中，熔鹽循環(huán)泵3的入口和出口分別通過第一徑向管道I和第二徑向管道II與氧化反應(yīng)器1連通，并且溫度變送器設(shè)置在第二徑向管道II上。如圖中箭頭所示，熔鹽在氧化反應(yīng)器1中吸熱后經(jīng)第一徑向管道I流出并送至熔鹽循環(huán)泵3，待降溫冷卻后再由第二徑向通道II送回至氧化反應(yīng)器1中。在優(yōu)選的實(shí)施例中，上述的第一徑向通道I和第二徑向通道II為相互平行并且均垂直于氧化反應(yīng)器1側(cè)壁的水平延伸的通道。由于丙烯酸反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度，尤其是徑向溫度的控制是整個反應(yīng)過程控制的關(guān)鍵，因此本發(fā)明將溫度變送器設(shè)置在第二徑向管道II上，即是對第二徑向管道II處的徑向溫度進(jìn)行監(jiān)測控制，從而能夠進(jìn)一步對氧化反應(yīng)器1的徑向溫度進(jìn)行精準(zhǔn)控制，以保證反應(yīng)的平穩(wěn)運(yùn)行。
[0024]具體地，如圖1所示，在一個可選的實(shí)施例中，丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)可以具有兩個熔鹽循環(huán)泵3，并且這兩個熔鹽循環(huán)泵3相對于氧化反應(yīng)器1以彼此對稱的形式設(shè)置在氧化反應(yīng)器1的外部，即，以氧化反應(yīng)器1為中心，這兩個熔鹽循環(huán)泵3彼此呈鏡像對稱布置。進(jìn)一步，這兩個熔鹽循環(huán)泵3中的任一個熔鹽循環(huán)泵與氧化反應(yīng)器1連通的第二徑向管道II中設(shè)置第一溫度變送器，該第一溫度變送器在圖1中以T1-1A示出；而在這兩個熔鹽循環(huán)泵3中的另一個熔鹽循環(huán)泵與氧化反應(yīng)器1連通的第二徑向管道II上設(shè)置有第二溫度變送器，該第二溫度變送器在圖1中以T1-1B示出。
[0025]結(jié)合圖1所示實(shí)施例，描述本發(fā)明系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的操作過程。在氧化反應(yīng)器1進(jìn)行氧化反應(yīng)初期或者當(dāng)氧化反應(yīng)器1停止進(jìn)料保持溫度期間，首先通過與氧化反應(yīng)器1相連通以構(gòu)成熔鹽循環(huán)回路的熔鹽循環(huán)泵3的運(yùn)行，對氧化反應(yīng)器1中催化劑床層的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到氧化反應(yīng)所需溫度。在該過程中，利用加熱器2對熔鹽進(jìn)行加熱以控制熔鹽溫度。例如，在可選的實(shí)施例中，加熱器2可以將熔鹽加熱至335°C，并維持該反應(yīng)溫度。
[0026]在丙烯與氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生大量反應(yīng)熱量期間，需要調(diào)節(jié)熔鹽系統(tǒng)以將反應(yīng)熱量移除從而保持氧化反應(yīng)器1內(nèi)的溫度。此時，通過熔鹽循環(huán)泵3將氧化反應(yīng)器1中反應(yīng)放出的熱量經(jīng)由熔鹽熱載體移出，并送入冷卻器4與脫鹽水進(jìn)行換熱，從而產(chǎn)生1.8MpaG的飽和蒸汽并回收熱能。
[0027]在所示實(shí)施例中為熱電偶的、用于測量反應(yīng)器熔鹽進(jìn)行溫度的兩支溫度變送器T1-1A和T1-1B分別安裝在氧化反應(yīng)器1兩側(cè)的徑向熔鹽管道上，即，兩根第二徑向管道II上。利用這兩支熱電偶進(jìn)行溫差指示，即，通過溫度演算器5實(shí)現(xiàn)，同時設(shè)定當(dāng)這兩支熱電偶溫差達(dá)到±2°C時進(jìn)行報警、當(dāng)溫差達(dá)到±3°C時聯(lián)鎖。
[0028]此外，這兩支熱電偶除了進(jìn)行溫差指示還進(jìn)行平均值指示，即，通過溫度平均值演算器6實(shí)現(xiàn)。具體來說，用戶可根據(jù)不同工藝技術(shù)和催化劑參數(shù)在DCS系統(tǒng)中設(shè)定控制溫度設(shè)定值，由監(jiān)測到的平均值指示結(jié)果與DCS系統(tǒng)中輸入的上述控制溫度設(shè)定值再次進(jìn)行溫差計(jì)算，設(shè)定平均值和控制溫度設(shè)定值的溫差達(dá)到±2°C時報警，溫差達(dá)到±3°C時聯(lián)鎖。
[0029]由此，本發(fā)明通過以上兩次溫差指示(S卩，由溫度演算器5實(shí)現(xiàn)的第一次溫差指示和由溫度平均值演算器6實(shí)現(xiàn)的第二溫差指示)以及相應(yīng)的報警聯(lián)鎖措施(即，DCS系統(tǒng)的聯(lián)鎖報警裝置)，從而保證了氧化反應(yīng)器徑向溫度的精準(zhǔn)溫度控制，并能夠保證反應(yīng)器的平穩(wěn)運(yùn)行。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)，包括氧化反應(yīng)器(I)和至少一個熔鹽循環(huán)泵(3)，所述熔鹽循環(huán)泵(3)與所述氧化反應(yīng)器(I)通過連通管道連通以構(gòu)成熔鹽循環(huán)回路，其特征在于， 在每個所述連通管道上均設(shè)置有溫度變送器，所有所述溫度變送器均分別與溫差演算器(5)和溫度平均值演算器(6)電連接，所述溫差演算器(5)和所述溫度平均值演算器(6)分別與DCS控制系統(tǒng)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述連通管道包括第一徑向管道(I)和第二徑向管道(II)， 其中，所述熔鹽循環(huán)泵(3)的入口和出口分別通過所述第一徑向管道(I)和所述第二徑向管道(II)與所述氧化反應(yīng)器(I)連通， 其中，所述溫度變送器設(shè)置在所述第二徑向管道(II)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)具有兩個所述熔鹽循環(huán)泵(3)， 其中，所述的兩個熔鹽循環(huán)泵(3)相對于所述氧化反應(yīng)器(I)以彼此對稱的形式設(shè)置在所述氧化反應(yīng)器(I)的外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所示的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述的兩個熔鹽循環(huán)泵(3)中的任一個熔鹽循環(huán)泵與所述氧化反應(yīng)器(I)連通的第二徑向管道(II)上設(shè)置有第一溫度變送器，另一個熔鹽循環(huán)泵與所述氧化反應(yīng)器(I)連通的第二徑向管道(II)上設(shè)置有第二溫度變送器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括電加熱器(2)和冷卻器⑷， 其中，所述電加熱器(2)的出口和所述冷卻器(4)的入口分別與所述熔鹽循環(huán)泵(3)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述溫差演算器(5)和所述溫度平均值演算器(6)分別與所述DCS控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖報警器電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的丙烯酸反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述聯(lián)鎖報警器為具有聲光報警裝置的聯(lián)鎖報警器。
【文檔編號】C07C51/25GK104437270SQ201410649124
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】梁宏斌, 劉利, 劉學(xué)線, 李欣平, 王寶杰, 楊莉, 魏斯釗, 張鳳濤, 王德生, 梁策, 聞雷, 郭曉宇, 石文彪 申請人:中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院