利用超重力反應(yīng)器生產(chǎn)糠醇的裝置及生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于糠醇生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用超重力反應(yīng)器生產(chǎn)糠醇的裝置及生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的行業(yè)上糠醛加氫生產(chǎn)糠醇的裝置，反應(yīng)器內(nèi)氣液固三相接觸不夠充分，反應(yīng)熱不均衡，反應(yīng)溫度控制難度較大，反應(yīng)器內(nèi)容易結(jié)焦，檢修頻繁，且設(shè)備較大，檢修不方便，人員操作難度及勞動(dòng)強(qiáng)度較大；同時(shí)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，效率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷而提供一種提供體積小、效率高、重量輕、能耗低、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、維修方便、安全、可靠、靈活的糠醇生產(chǎn)用的超重力反應(yīng)器。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括機(jī)械部分和控制部分，a、機(jī)械部分包括液相物料儲(chǔ)罐、氫氣儲(chǔ)罐、氫氣回收器和粗醇過濾單元，液相物料儲(chǔ)罐分別通過管道與第一超重力反應(yīng)器液相進(jìn)口、第二超重力反應(yīng)器液相進(jìn)口和第三超重力反應(yīng)器液相進(jìn)口相連，所述第一超重力反應(yīng)器液相出口通過第一冷卻器的管程與粗醇過濾單元相連，所述第二超重力反應(yīng)器液相出口通過第二冷卻器的管程與粗醇過濾單元相連，所述第三超重力反應(yīng)器液相出口通過第三冷卻器的管程與粗醇過濾單元相連，氫氣儲(chǔ)罐通過管道與第三超重力反應(yīng)器的氣相進(jìn)口相連，第三超重力反應(yīng)器的氣相出口通過管道與第二超重力反應(yīng)器的氣相進(jìn)口相連，第二超重力反應(yīng)器的氣相出口通過管道與第一超重力反應(yīng)器的氣相進(jìn)口相連，第一超重力反應(yīng)器的氣相出口通過管道與氫氣回收器相連；所述液相物料儲(chǔ)罐與第一超重力反應(yīng)器液相進(jìn)口之間的管道上依次設(shè)有第一液相自調(diào)閥和第一液相質(zhì)量流量計(jì)，所述液相物料儲(chǔ)罐與第二超重力反應(yīng)器液相進(jìn)口之間的管道上依次設(shè)有第二液相自調(diào)閥和第二質(zhì)量流量計(jì)，所述液相物料儲(chǔ)罐與第三超重力反應(yīng)器液相進(jìn)口之間的管道上依次設(shè)有第三液相自調(diào)閥和第三質(zhì)量流量計(jì)，第一冷卻器的管程與粗醇過濾單元之間依次設(shè)有第一在線自動(dòng)分析儀和第一自調(diào)閥，第二冷卻器的管程與粗醇過濾單元之間依次設(shè)有第二在線自動(dòng)分析儀和第三自調(diào)閥，第三冷卻器的管程與粗醇過濾單元之間安裝有第五自調(diào)閥；所述氫氣儲(chǔ)罐與第三超重力反應(yīng)器的氣相進(jìn)口之間的管道上依次設(shè)有第三自氫氣調(diào)閥和第三體積流量計(jì)，第三超重力反應(yīng)器的氣相出口和第二超重力反應(yīng)器的氣相進(jìn)口之間設(shè)有第二體積流量計(jì)，第二超重力反應(yīng)器的氣相出口和第一超重力反應(yīng)器的氣相進(jìn)口之間的管道上安裝有第一體積流量計(jì)，所述第一超重力反應(yīng)器、第二超重力反應(yīng)器和第三超重力反應(yīng)器上分別設(shè)有第一開停信號(hào)器、第二開停信號(hào)器和第三開停信號(hào)器；第三體積流量計(jì)和第三超重力反應(yīng)器的氣相進(jìn)口之間設(shè)有第一三通，第三超重力反應(yīng)器的氣相出口和第二體積流量計(jì)之間設(shè)有第二三通，第二超重力反應(yīng)器的氣相出口和第一體積流量計(jì)之間設(shè)有第三三通，所述第一三通的第三端通過管道分別與第二三通的第三端和第三三通的第三端相連，所述第一三通的第三端與第二三通的第三端之間設(shè)有第二氫氣自調(diào)閥，所述第一三通的第三端與第三三通的第三端之間設(shè)有第一氫氣自調(diào)閥；所述第一在線自動(dòng)分析儀和第一自調(diào)閥之間設(shè)有第四三通，所述第二質(zhì)量流量計(jì)和第二超重力反應(yīng)器液相進(jìn)口之間設(shè)有第五三通，所述第四三通的第三端通過第二自調(diào)閥與第五三通的第三端相連，所述第二在線自動(dòng)分析儀和第三自調(diào)閥之間設(shè)有第六三通，第三質(zhì)量流量計(jì)和第三超重力反應(yīng)器液相進(jìn)口之間設(shè)有第七三通，所述第六三通第三端通過第四自調(diào)閥與第七三通的第三端相連；所述第一冷卻器的殼程進(jìn)口、第二冷卻器的殼程進(jìn)口和第三冷卻器的殼程進(jìn)口分別與循環(huán)水上水管相連，第一冷卻器的殼程出口、第二冷卻器的殼程出口和第三冷卻器的殼程出口分別與循環(huán)水回水管相連；
[0005]b、控制部分包括控制器，所述控制器的輸入端分別與第一開停信號(hào)器、第二開停信號(hào)器、第三開停信號(hào)器、第一在線自動(dòng)分析儀、第二在線自動(dòng)分析儀、第一質(zhì)量流量計(jì)、第二質(zhì)量流量計(jì)、第三質(zhì)量流量計(jì)、第一體積流量計(jì)、第二體積流量計(jì)、第三體積流量計(jì)相連，所述控制器的輸出端分別與第一液相進(jìn)料自調(diào)閥、第二液相進(jìn)料自調(diào)閥、第三液相進(jìn)料自調(diào)閥、第一氫氣進(jìn)料自調(diào)閥、第二氫氣進(jìn)料自調(diào)閥、第三氫氣進(jìn)料自調(diào)閥、第一自調(diào)閥、第二自調(diào)閥、第三自調(diào)閥、第四自調(diào)閥、第五自調(diào)閥相連。
[0006]所述第一超重力反應(yīng)器、第二超重力反應(yīng)器和第三超重力反應(yīng)器為一組反應(yīng)裝置，所述的反應(yīng)裝置為若干組，所述若干組之間采用并聯(lián)的方式連接。
[0007]所述第三超重力反應(yīng)器的容積不小于第二超重力反應(yīng)器的容積，第二超重力反應(yīng)器的容積不小于第一超重力反應(yīng)器的容積。
[0008]一種利用超重力反應(yīng)器生產(chǎn)糠醇的裝置的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0009]—、啟動(dòng)第三超重力反應(yīng)器，第三開停信號(hào)器將信號(hào)反饋至控制器，控制器控制第三液相進(jìn)料自調(diào)閥、第三氫氣進(jìn)料自調(diào)閥和第五自調(diào)閥開啟；液相物料儲(chǔ)罐內(nèi)的液相物料和氫氣儲(chǔ)罐內(nèi)的氫氣分別通過第三液相進(jìn)料自調(diào)閥和第三氫氣進(jìn)料自調(diào)閥進(jìn)入第三超重力反應(yīng)器內(nèi)，在超重力作用下，上述物料開始快速加氫反應(yīng)生成粗糠醇；所述液相物料儲(chǔ)罐內(nèi)的液相物料為糠醛、加氫催化劑、氧化鈣的均勻混合液，所述的糠醛和加氫催化劑的質(zhì)量比為1: 0.012?0.04;所述加氫催化劑和氧化鈣的質(zhì)量比為1: 0.15?0.4 ;所述液相物料的壓力為1.0?10.0MPa，溫度為:160?190°C;所述氫氣的壓力為1.0?10.0MPad^度為:160?190°C ;所述進(jìn)入第三超重力反應(yīng)器內(nèi)的液相物料質(zhì)量與進(jìn)入第三超重力反應(yīng)器內(nèi)的氫氣體積比為: 270?600Nm3;
[0010]二、所述步驟一中第三超重力反應(yīng)器內(nèi)的粗糠醇通過第三冷卻器的管程進(jìn)行換熱降溫后進(jìn)入粗醇過濾單元進(jìn)行后續(xù)處理；所述粗糠醇換熱降溫前的溫度為:180?220°C，粗糠醇換熱降溫后的溫度小于60°C ;
[0011]三、當(dāng)步驟一中所述第三超重力反應(yīng)器內(nèi)有多余的氫氣通過第二體積流量計(jì)時(shí)，開啟第二超重力反應(yīng)器，第二開停信號(hào)器將信號(hào)反饋至控制器，控制器控制第二液相進(jìn)料自調(diào)閥開啟；液相物料儲(chǔ)罐內(nèi)的液相物料和第三超重力反應(yīng)器內(nèi)有多余的氫氣分別通過第二液相進(jìn)料自調(diào)閥和第二體積流量計(jì)進(jìn)入第二超重力反應(yīng)器內(nèi)，在超重力作用下，上述物料開始快速加氫反應(yīng)生成粗糠醇；所述進(jìn)入第二超重力反應(yīng)器內(nèi)的液相物料質(zhì)量與進(jìn)入第二超重力反應(yīng)器內(nèi)總的氫氣體積比為:It: 270?600Nm3;
[0012]四、步驟三中所述第二超重力反應(yīng)器內(nèi)的粗糠醇經(jīng)過第二冷卻器的管程進(jìn)行換熱降溫后通過第二在線自動(dòng)分析儀進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)?shù)诙诰€自動(dòng)分析儀分析數(shù)據(jù)中醇含量^ 97.5%、醛含量< 1.0%時(shí)為粗糠醇合格，第二在線自動(dòng)分析儀將信號(hào)反饋至控制器，控制器控制第三自調(diào)閥開啟，換熱降溫后的粗糠醇進(jìn)入粗醇過濾單元進(jìn)行后續(xù)處理；當(dāng)?shù)诙诰€自動(dòng)分析儀分析出現(xiàn)醇含量<97.5%或醛含量多1.0%為粗糠醇不合格，第二在線自動(dòng)分析儀將信號(hào)反饋至控制器，控制器控制第四自調(diào)閥開啟，第三自調(diào)閥關(guān)閉，換熱降溫后的粗糠醇通過第六三通第三端、第四自調(diào)閥和第七三通的第三端進(jìn)入第三超重力反應(yīng)器內(nèi)，在超重力作用下，對(duì)物料重新進(jìn)行二次快速加氫反應(yīng)生成粗糠醇；所述二次快速加氫反應(yīng)生成粗糠醇按照上述步驟二的方法進(jìn)入粗醇過濾單元后進(jìn)行后續(xù)處理；所述粗糠醇換熱降溫前的溫度為:180?220°C，粗糠醇換熱降溫后的溫度小于60°C ;
[0013]五、當(dāng)步驟三中所述第二超重力反應(yīng)器內(nèi)有多余的氫氣通過第一體積流量計(jì)時(shí)，開啟第一超重力反應(yīng)器，第一開停信號(hào)器將信號(hào)反饋至控制器，控制器控制第一液相進(jìn)料自調(diào)閥開啟；液相物料儲(chǔ)罐內(nèi)的液相物料和第二超重力反應(yīng)器內(nèi)有多余的氫氣分別通過第一液相進(jìn)料自調(diào)閥和第一體積流量計(jì)進(jìn)入第一超重力反應(yīng)器內(nèi)，在超重力作用下，上述物料開始快速加氫反應(yīng)生成粗糠醇；所述進(jìn)入第一超重力反應(yīng)器內(nèi)的液相物料質(zhì)量與進(jìn)入第一超重力反應(yīng)器內(nèi)總的氫氣體積比為:It: 270?600Nm3;當(dāng)?shù)诙亓Ψ磻?yīng)器內(nèi)有多余的氫氣量不足時(shí)，第一體積流量計(jì)將信號(hào)反饋至控制器，控制器控制第一氫氣進(jìn)料自調(diào)閥開度；氫氣儲(chǔ)罐內(nèi)的氫氣通過第三氫氣進(jìn)料自調(diào)閥和第一氫氣進(jìn)料自調(diào)閥進(jìn)入第一超重力反應(yīng)器內(nèi)；
[0014]六、步驟五中所述第一超重力反應(yīng)器內(nèi)的粗糠醇經(jīng)過第一冷卻器的管程進(jìn)行換熱降溫后通過第一在線自動(dòng)分析儀進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)?shù)谝辉诰€自動(dòng)分析儀分析數(shù)據(jù)中醇含量^ 97.5%、醛含量< 1.0%時(shí)為粗糠醇合格，第一在線自動(dòng)分析儀將信號(hào)反饋至控制器，控制器控制第一自調(diào)閥開啟，換熱降溫后的粗糠醇進(jìn)入粗醇過濾單元進(jìn)行后續(xù)處理；當(dāng)?shù)谝辉诰€自動(dòng)分析儀分析出現(xiàn)醇含量<97.5%或醛含量多1.0%為粗糠醇不合格，第一在線自動(dòng)分析儀將信號(hào)反饋至控制器，控制器控制第二自調(diào)閥開啟，第一自調(diào)閥關(guān)閉，換熱降溫后的粗糠醇通過第四三通的第三端、第二自調(diào)閥和第五三通的第三端進(jìn)入第二超重力反應(yīng)器內(nèi)，在超重力作用下，對(duì)物料重新進(jìn)行再次快速加氫反應(yīng)生成粗糠醇；所述再次快速加氫反應(yīng)生成粗糠醇按照上述步驟四的方法進(jìn)入粗醇過濾單元后進(jìn)行后續(xù)處理；所述粗糠醇換熱降溫前的溫度為:180?220°C，粗糠醇換熱降溫后的溫度小于60°C ;
[0015]七、使步驟五中所述的第一超重力反應(yīng)器內(nèi)有多余的氫氣通過管道進(jìn)入氫氣回收裝置內(nèi)，回收后循環(huán)使用。
[0016]本發(fā)明通過使用超重力反應(yīng)器，能夠使旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心加速度達(dá)到20?500倍的重力加速度，生產(chǎn)強(qiáng)度及生產(chǎn)效率可提高I?3個(gè)數(shù)量級(jí)，同等生產(chǎn)條件下，傳統(tǒng)反應(yīng)器(以內(nèi)徑325mm的反應(yīng)器為例)，加氫反應(yīng)時(shí)間需要15-25分鐘，設(shè)備規(guī)格為Φ 325mmX9.6m，而超重力反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間在1_10秒，設(shè)備體積小于0.1m3;由于設(shè)備體積大大降低，從停運(yùn)、置換、檢修、置換、到重新投運(yùn)的時(shí)間由傳統(tǒng)反應(yīng)器的24?48小時(shí)縮減至I?4小時(shí)以內(nèi)；具有體積小、效率高、重量輕、能耗低、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、維修方便、安全、可靠、靈活的糠醇生產(chǎn)用的超重力反應(yīng)器，大大降低設(shè)備體積、提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)和檢修成本、減輕人員操作難度和勞動(dòng)強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明控制原理方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，在各圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件。為使圖面簡(jiǎn)潔，各圖中只示意性地表示出了與發(fā)明相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。
[0020]如圖1、2所示，本發(fā)明包括機(jī)械部分和控制部分，a、機(jī)械部分包括液相物料儲(chǔ)罐9、氫氣儲(chǔ)罐12、氫氣回收器7和粗醇過濾單元8，液相物料儲(chǔ)罐9分別通過管道與第一超重力反應(yīng)器I液相進(jìn)口、第二超重力反應(yīng)器2液相進(jìn)口和第三超重力反應(yīng)器3液相進(jìn)口相連，所述第一超重力反應(yīng)器I液相出口通過第一冷卻器4的管程與粗醇過濾單元8相連，所述第二超重力反應(yīng)器2液相出口通過第二冷卻器5的管程與粗醇過濾單元8相連，所述第三超重力反應(yīng)器3液相出口通過第三冷卻器6的管程與粗醇過濾單元8相連，氫氣儲(chǔ)罐12通過管道與第三超重力反應(yīng)器3的氣相進(jìn)口相連，第三超重力反應(yīng)器3的氣相出口通過管道與第二超重力反應(yīng)器2的氣相進(jìn)口相連，第二超重力反應(yīng)器2的氣相出口通過管道與第一超重力反應(yīng)器I的氣相進(jìn)口相連，第一超重力反應(yīng)器I的氣相出口通過管道與氫氣回收器7相連；所述液相物料儲(chǔ)罐9與第一超重力反應(yīng)器I液相進(jìn)口之間的管道上依次設(shè)有第一液相自調(diào)閥10和第一液相質(zhì)量流量計(jì)11，所述液相物料儲(chǔ)罐9與第二超重力反應(yīng)器2液相進(jìn)口之間的管道上依次設(shè)有第