一種快速降低失控反應(yīng)體系溫度和壓力的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及研究反應(yīng)失控條件下快速降低反應(yīng)體系溫度和壓力的主動(dòng)防控措施技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快速降低失控反應(yīng)體系溫度和壓力的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]反應(yīng)失控危險(xiǎn)性廣泛存在于石油、化工、制藥等領(lǐng)域的一些危險(xiǎn)工藝(例如氧化、過(guò)氧化、聚合、硝化、磺化、氯化等)的生產(chǎn)過(guò)程中，反應(yīng)體系一旦因意外發(fā)生反應(yīng)失控，反應(yīng)速率會(huì)溫度呈指數(shù)增長(zhǎng)，反應(yīng)速率增大的同時(shí)，壓力亦隨之升高，而反應(yīng)放熱會(huì)使溫度繼續(xù)升高，進(jìn)一步加快反應(yīng)速率，如此惡性循環(huán)，如果不采取有效的措施降低失控反應(yīng)體系的溫度和壓力，并將引發(fā)嚴(yán)重的后果。
[0003]根據(jù)文獻(xiàn)檢索結(jié)果，防止反應(yīng)失控造成超壓破壞的最有效的安全措施就是在承壓設(shè)備上安裝安全泄放裝置，當(dāng)承壓設(shè)備內(nèi)的壓力超過(guò)安全泄放裝置的設(shè)定壓力時(shí)，安全泄放裝置就會(huì)及時(shí)將設(shè)備內(nèi)的壓力泄放至安全范圍內(nèi)，防止承壓設(shè)備發(fā)生超壓破壞。目前石油化工領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的安全泄放裝置主要有安全閥和爆破片，這兩種安全泄放裝置都屬于壓力敏感型泄放裝置，安全閥可重復(fù)使用，能夠保證連續(xù)生產(chǎn)；而爆破片為一次性泄放裝置，不能重復(fù)使用。
[0004]雖然安全泄放裝置能夠有效保護(hù)承壓設(shè)備，但不管是安全閥，還是爆破片啟動(dòng)，都是失控反應(yīng)過(guò)程中的被動(dòng)防護(hù)裝置，承壓設(shè)備一旦因事故聯(lián)鎖系統(tǒng)開(kāi)啟了安全泄放裝置，設(shè)備內(nèi)的物料就會(huì)從安全泄放裝置中釋放出來(lái)，造成正常生產(chǎn)過(guò)程的中斷。生產(chǎn)中斷后，需要立刻采取泄放措施降低設(shè)備內(nèi)的溫度和壓力，如果泄放措施條件控制得當(dāng)，反應(yīng)體系可隨溫度和壓力的降低回歸至正常反應(yīng)階段，不造成物料損失；但如果泄放措施條件控制不當(dāng)，則會(huì)引發(fā)劇烈的泄放過(guò)程，造成物料損失。因此，如何在安全泄放裝置啟動(dòng)之前采取一定的主動(dòng)防護(hù)措施降低反應(yīng)體系的溫度和壓力，防止物料的損失，對(duì)石油化工等領(lǐng)域的生產(chǎn)企業(yè)和社會(huì)安定都具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可快速降低失控反應(yīng)體系溫度和壓力的裝置，該裝置不需借助外力的作用，即可快速對(duì)失控體系內(nèi)的溫度和壓力進(jìn)行控制，并且不會(huì)造成物料的損失，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
[0006]其技術(shù)解決方案包括:
[0007]—種快速降低失控反應(yīng)體系溫度和壓力的裝置，其包括反應(yīng)罐、儲(chǔ)罐一和儲(chǔ)罐二，所述反應(yīng)罐用于盛放反應(yīng)物料，所述反應(yīng)罐的上方設(shè)置有電機(jī)，所述電機(jī)下方連接有攪拌軸，所述攪拌軸伸入反應(yīng)釜內(nèi)物料液面以下，在所述攪拌軸的末端連接有攪拌漿，所述儲(chǔ)罐一內(nèi)盛放有冷卻溶劑，所述儲(chǔ)罐一的頂部和底部分別設(shè)置有進(jìn)口一和出口一，所述反應(yīng)罐的頂部設(shè)置有進(jìn)口二和出口二，所述出口二與進(jìn)口一通過(guò)第一管道連接，所述第一管道上設(shè)置有安全閥門，所述第一管道用于將反應(yīng)罐內(nèi)產(chǎn)生的高溫高壓氣體輸送至儲(chǔ)罐一內(nèi)，所述出口二處連接有第二管道，所述第二管道包括前部段、中部段和尾部段，所述出口一與進(jìn)口二通過(guò)前部段連接并伸入至反應(yīng)罐內(nèi)，所述前部段上設(shè)置有出口閥門，所述中部段靠近攪拌槳處，在攪拌槳上方呈盤(pán)管狀，所述尾部段從反應(yīng)罐內(nèi)伸出連接至儲(chǔ)罐二的入口端。
[0008]作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，所述反應(yīng)罐的外壁包覆有夾套，所述夾套上設(shè)置有供水流通過(guò)的進(jìn)水管，用于對(duì)反應(yīng)罐降溫。
[0009]本發(fā)明帶來(lái)的有益技術(shù)效果是:
[0010]本發(fā)明提出了一種快速降低失控反應(yīng)體系溫度和壓力的裝置，該裝置的反應(yīng)罐與帶有冷卻溶劑的儲(chǔ)罐一連接，當(dāng)反應(yīng)罐內(nèi)的反應(yīng)物料失控，即應(yīng)體系溫度和壓力升高達(dá)到第一管道上的安全閥門打開(kāi)，此時(shí)，儲(chǔ)罐一內(nèi)的冷卻或低溫溶劑對(duì)反應(yīng)罐內(nèi)的物料進(jìn)行降溫，壓力可隨之降低，在第二管道的中部設(shè)置為盤(pán)管狀，可加大冷卻溶劑與物料的接觸面積，起到快速冷卻的作用；當(dāng)反應(yīng)體系壓力降低至安全閥門啟動(dòng)壓力以下時(shí)，安全閥門關(guān)閉，待反應(yīng)體系溫度和壓力恢復(fù)至正常工藝條件時(shí)，關(guān)閉出口閥門；進(jìn)入儲(chǔ)罐二的原料溶劑和泄放出的原料物料混合物經(jīng)分離處理后，原料物料重新進(jìn)入原料系統(tǒng)，原料溶劑加入儲(chǔ)罐一中重復(fù)利用。
[0011]本發(fā)明裝置是反應(yīng)失控條件下快速降低反應(yīng)體系溫度和壓力的必要主動(dòng)安全泄放防控裝置，從事石油、化工、制藥等領(lǐng)域危險(xiǎn)工藝的生產(chǎn)企業(yè)對(duì)本裝置具有較高的需求，本發(fā)明裝置在從事石油、化工、制藥等領(lǐng)域的生產(chǎn)企業(yè)中有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用推廣價(jià)值。
[0012]本發(fā)明先后進(jìn)行了過(guò)氧化氫分解和醋酸乙烯本體聚合失控反應(yīng)的快速降溫和降壓測(cè)試，均能有效降低失控反應(yīng)體系的溫度和壓力，使用情況穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做清楚、詳細(xì)的說(shuō)明:
[0014]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中，1、儲(chǔ)罐一，2、出口閥門，3、反應(yīng)罐，4、夾套，5、進(jìn)水口，6、中部段，7、攪拌槳，
8、電機(jī)，9、安全閥門，10、出水口，11、儲(chǔ)罐二。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明公開(kāi)了一種快速降低失控反應(yīng)體系溫度和壓力的裝置，為了使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)、技術(shù)方案更加清楚、明確，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明裝置，包括反應(yīng)罐3、儲(chǔ)罐一 I和儲(chǔ)罐二 11，反應(yīng)罐3內(nèi)用于放置反應(yīng)物料，反應(yīng)物料在反應(yīng)罐3內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，儲(chǔ)罐一 I內(nèi)放置低溫原料溶劑或冷卻溶劑，用于對(duì)反應(yīng)罐3內(nèi)產(chǎn)生的高溫高壓情況進(jìn)行處理，其是通過(guò)冷卻的方式來(lái)對(duì)反應(yīng)罐降溫的，反應(yīng)罐3、儲(chǔ)罐一 I和儲(chǔ)罐二 11的具體結(jié)構(gòu)未做改進(jìn)，與現(xiàn)有技術(shù)相同。
[0018]為了保證反應(yīng)罐3物料的均勻反應(yīng)，反應(yīng)罐3配設(shè)有攪拌裝置，該攪拌裝置包括電機(jī)8、攪拌軸和攪拌槳，電機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)攪拌軸末端的攪拌槳7旋轉(zhuǎn)，對(duì)反應(yīng)罐3內(nèi)的物料起到均勻攪拌的作用，電機(jī)位于反應(yīng)罐3的上部，其下方的攪拌軸從反應(yīng)罐3頂部的入口伸入至反應(yīng)罐內(nèi)部，一般攪拌軸要伸入物料的液面以下，以起到充分?jǐn)嚢璧淖饔谩?br>[0019]儲(chǔ)罐一 I的頂部和底部分別設(shè)置有進(jìn)口一和出口一，反應(yīng)罐3頂部的兩側(cè)分別設(shè)置有進(jìn)口二和出口二，反應(yīng)罐3和儲(chǔ)罐一 I之間通過(guò)在出口二和進(jìn)口一之間連接的第一管道來(lái)連通，在該第一管道上設(shè)置有安全閥門9，當(dāng)反應(yīng)體系溫度和壓力升高達(dá)到安全閥門9打開(kāi)時(shí)，此時(shí)，儲(chǔ)罐一I內(nèi)的冷卻或低溫溶劑對(duì)反應(yīng)罐內(nèi)的物料進(jìn)行降溫；
[0020]在出口二處連接有第二管道，第二管道將儲(chǔ)罐一、反應(yīng)罐和儲(chǔ)罐二連通，第二管道分為三部分，分別為前部段、中部段6和尾部段，出口一與進(jìn)口二通過(guò)前部段連接并伸入至反應(yīng)罐內(nèi)，前部段上設(shè)置有出口閥門2，中部段6靠近攪拌槳7處，在攪拌槳上方近似為盤(pán)管狀排列，尾部段從反應(yīng)罐內(nèi)伸出連接至儲(chǔ)罐二的入口端。
[0021]為了方便對(duì)反應(yīng)物體系快速降溫，在反應(yīng)罐3的外圍壁上包覆有夾套4，夾套4 一側(cè)的底部有進(jìn)水口 5，另一側(cè)的頂部有出水口 10，水流從進(jìn)水口 5進(jìn)入，從出水口 10排出，協(xié)助儲(chǔ)罐一起到降溫的作用。
[0022]下面結(jié)合具體使用方法對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]本發(fā)明，一種快速降低失控反應(yīng)體系溫度和壓力的操作方法，包括以下步驟:
[0024]首先，向反應(yīng)罐3內(nèi)加入待反應(yīng)物料，安裝好攪拌裝置，將儲(chǔ)罐一 I和儲(chǔ)罐二 11安裝到位，反應(yīng)前期確保安全閥門9和出口閥門2為關(guān)閉狀態(tài)；
[0025]其次，打開(kāi)攪拌裝置，開(kāi)啟反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)體系內(nèi)的溫度和壓力升高，當(dāng)其升高達(dá)到安全閥門的最大值時(shí)，安全閥門9打開(kāi)，此時(shí)，高溫氣體通過(guò)第一管道進(jìn)入儲(chǔ)罐一內(nèi)，由于儲(chǔ)罐一內(nèi)充滿高溫氣體，因此，裝在儲(chǔ)罐一內(nèi)的冷卻液體從其出口一排出，經(jīng)過(guò)第二管道的前部段進(jìn)入反應(yīng)罐內(nèi)；
[0026]然后，冷卻液體從前部段接著進(jìn)入中部段，中部段由于呈盤(pán)管狀，可延長(zhǎng)冷卻液體在中部段的停留時(shí)間，達(dá)到快速降溫的目的，冷卻液從中部段接著進(jìn)入尾部段，尾部段從反應(yīng)罐的出口處伸出進(jìn)入儲(chǔ)罐二內(nèi)；
[0027]最后，進(jìn)入儲(chǔ)罐二內(nèi)的原料溶劑和泄放出的原料物料混合物經(jīng)分離處理后，原料物料重新進(jìn)入原料系統(tǒng)，原料溶劑加入儲(chǔ)罐一中重復(fù)使用。
[0028]需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，對(duì)儲(chǔ)罐一與反應(yīng)罐的連接方式或降溫方式做出的簡(jiǎn)單或等同替換，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種快速降低失控反應(yīng)體系溫度和壓力的裝置，其包括反應(yīng)罐、儲(chǔ)罐一和儲(chǔ)罐二，所述反應(yīng)罐用于盛放反應(yīng)物料，所述反應(yīng)罐的上方設(shè)置有電機(jī)，所述電機(jī)下方連接有攪拌軸，所述攪拌軸伸入反應(yīng)釜內(nèi)物料液面以下，在所述攪拌軸的末端連接有攪拌漿，其特征在于:所述儲(chǔ)罐一內(nèi)盛放有冷卻溶劑，所述儲(chǔ)罐一的頂部和底部分別設(shè)置有進(jìn)口一和出口一，所述反應(yīng)罐的頂部設(shè)置有進(jìn)口二和出口二，所述出口二與進(jìn)口 一通過(guò)第一管道連接，所述第一管道上設(shè)置有安全閥門，所述第一管道用于將反應(yīng)罐內(nèi)產(chǎn)生的高溫高壓氣體輸送至儲(chǔ)罐一內(nèi)，所述出口二處連接有第二管道，所述第二管道包括前部段、中部段和尾部段，所述出口一與進(jìn)口 二通過(guò)前部段連接并伸入至反應(yīng)罐內(nèi)，所述前部段上設(shè)置有出口閥門，所述中部段靠近攪拌槳處，在攪拌槳上方呈盤(pán)管狀，所述尾部段從反應(yīng)罐內(nèi)伸出并連接至儲(chǔ)罐二的入口端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降低失控反應(yīng)體系溫度和壓力的裝置，其特征在于:所述反應(yīng)罐的外壁包覆有夾套，所述夾套上設(shè)置有供水流通過(guò)的進(jìn)水管，用于對(duì)反應(yīng)罐降溫。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種快速降低失控反應(yīng)體系溫度和壓力的裝置，其包括反應(yīng)罐、儲(chǔ)罐一和儲(chǔ)罐二，儲(chǔ)罐一內(nèi)盛放有冷卻溶劑，儲(chǔ)罐一的頂部和底部分別設(shè)置有進(jìn)口一和出口一，反應(yīng)罐的頂部設(shè)置有進(jìn)口二和出口二，出口二通過(guò)第一管道與進(jìn)口一連接，第一管道上設(shè)置有安全閥門，第一管道用于將反應(yīng)罐內(nèi)產(chǎn)生的高溫高壓氣體輸送至儲(chǔ)罐一內(nèi)，出口二處連接有第二管道，第二管道包括前部段、中部段和尾部段，出口二與進(jìn)口二通過(guò)前部段連接并伸入至反應(yīng)罐內(nèi)，中部段靠近攪拌槳處，尾部段從反應(yīng)罐內(nèi)伸出并經(jīng)出口二連接至儲(chǔ)罐二的入口端。本發(fā)明裝置不需借助外力的作用，即可快速對(duì)失控體系內(nèi)的溫度和壓力進(jìn)行控制，并且不會(huì)造成物料的損失，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
【IPC分類】B01J3/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105126701
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510579098
【發(fā)明人】金滿平, 孫峰, 張晨, 徐偉, 石寧
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日