CN102489233A - 新型的过氧丙酸生产设备、安全防护方法及应用 - Google Patents

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谢传欣
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姜杰
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Abstract

本发明提供了一种过氧丙酸生产设备，其包括：反应釜、精馏塔、塔顶冷凝器、蒸汽缓冲罐、蒸汽喷射泵和安全防护泄压装置。本发明的过氧丙酸生产设备以及采用双氧水生产过氧丙酸过程中的安全防护方法，通过安装一支管，在过氧丙酸飞温时可以及时有效地泄除反应釜中的压力，从而保证反应系统的安全。

Description

新型的过氧丙酸生产设备、安全防护方法及应用
技术领域
本发明涉及化工安全技术领域，尤其涉及一种具有安全防护泄压装置的过氧丙酸生产设备。
背景技术
过氧羧酸(过氧乙酸、过氧丙酸、过氧化苯甲酸等)是一类重要的有机过氧化物，具有氧化性强，与有机物相溶性好等优点，常用作有机合成中的氧化剂，制备精细化工产品。过氧羧酸中以过氧乙酸的应用较多，但是过氧乙酸极不稳定，易分解而爆炸。过氧丙酸相比过氧乙酸碳链增加，热稳定性增加，应更适用于工业生产。
过氧丙酸的制备多见于实验室的报导。中国专利“过丙酸的制备方法”(专利号：91109115)介绍了在催化剂存在下将丙酸与过氧化氢作用，以丙酸烷基酯作反应溶剂，采用共沸蒸馏的方式制备过氧丙酸的方法。美国专利“Process for the preparation of perpropionic acid solutions”(US Patent4088679)也介绍了利用丙酸与过氧化氢反应制备过氧丙酸溶液的方法。这两种方法均只涉及过氧丙酸的合成路线及条件，缺少工业化时对设备及安全的要求。
过氧丙酸的工业化生产装置较少，目前，国内仅中国石化巴陵分公司有过氧丙酸的中试装置，采用双氧水氧化丙酸制过氧丙酸的工艺路线。该反应存在较大的热危害，特别是反应后期过氧丙酸浓度较高时，热危害往往不易控制，从而产生飞温现象，如果没有对过氧丙酸生产设备中的过氧丙酸反应釜有效的安全防护措施，很可能产生过氧丙酸反应釜的爆炸危害。过氧丙酸的安全性研究方面，国内文献“过氧丙酸的制备及热危害研究”对过氧丙酸的分解动力学及安全存储温度进行了研究，但文献没有对过氧丙酸生产时的安全控制问题进行分析。目前，尚没有针对过氧丙酸反应装置安全防护措施的研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在于需要提供一种新型的过氧丙酸生产设备，双氧水氧化丙酸制过氧丙酸的反应过程也是真空精馏除水的过程，且反应过程存在较大的热危害，过氧丙酸反应釜在反应后期过氧丙酸浓度较高时，热危害往往不易控制，从而产生飞温现象，如果飞温现象进一步发展，在密闭空间内及有可能产生严重超压，从而导致设备损坏及人员伤亡，造成恶劣影响，本发明的过氧丙酸生产设备以及采用该设备进行双氧水生产过氧丙酸的过程中实施安全防护方法，在过氧丙酸飞温时可以及时有效地泄除反应釜中的压力，从而保证反应系统的安全。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种过氧丙酸生产设备，其包括：反应釜、精馏塔、塔顶冷凝器、蒸汽缓冲罐、蒸汽喷射泵和安全防护泄压装置。
其中，所述安全防护泄压装置包括至少一个用于泄除反应釜压力的支管，所述支管末端采用水封或油封。
其中，所述支管面积优选为0.001m2～0.05m2。
其中，所述安全防护泄压装置还包括水封罐或油封罐，所述支管末端采用水封罐进行水封或采用油封罐进行油封，支管起始端与水或油封面垂直距离为1～40m。
其中，所述反应釜通过第一管道和所述精馏塔相连接，所述精馏塔通过第二管道和所述塔顶冷凝器相连接，所述塔顶冷凝器通过第三管道和所述蒸汽缓冲罐相连接，所述蒸汽缓冲罐通过第四管道和所述蒸汽喷射泵相连接。
其中，所述安全防护泄压装置可以设置在所述反应釜的顶部，所述精馏塔的顶部，所述任一个塔顶冷凝器的出口以及所述第一管道、所述第二管道上。
其中，所述塔顶冷凝器可以为一个或多个。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种过氧丙酸生产设备，其包括：反应釜、精馏塔、塔顶冷凝器、蒸汽缓冲罐、蒸汽喷射泵、至少一个用于泄除反应釜压力的支管、水封罐或油封罐中的一种；
所述支管末端采用水封罐进行水封或采用油封罐进行油封，支管起始端与水或油封面垂直距离为1～40m，所述支管面积为0.001m2～0.05m2；
所述反应釜通过第一管道和所述精馏塔相连接，所述精馏塔通过第二管道和所述塔顶冷凝器相连接，所述塔顶冷凝器通过第三管道和所述蒸汽缓冲罐相连接，所述蒸汽缓冲罐通过第四管道和所述蒸汽喷射泵相连接；
所述支管可以设置在所述反应釜的顶部，所述精馏塔的顶部，所述任一个塔顶冷凝器的出口以及所述第一管道、所述第二管道上。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种过氧丙酸生产过程中的安全防护方法，其包括：
当过氧丙酸反应釜中发生飞温时，上述的过氧丙酸反应设备中的安全防护泄压装置对所述过氧丙酸反应釜进行自动泄压，从而保证及时有效地泄除反应釜中的压力。
为解决上述技术问题，本发明还提供了上述的过氧丙酸生产设备在化工安全生产过程中的应用。
本发明的有益效果：
本发明的过氧丙酸生产设备以及采用双氧水生产过氧丙酸过程中的安全防护方法，通过安装一支管，在过氧丙酸飞温时可以及时有效地泄除反应釜中的压力，从而保证反应系统的安全。
附图说明
图1为本发明过氧丙酸生产设备的结构示意图；
图中：1-过氧丙酸反应釜；2-精馏塔；3-塔顶冷凝器；4-蒸汽缓冲罐；5-泄除反应釜压力的支管；6-水封罐或油封罐。
具体实施方式
本发明提供了一种过氧丙酸生产设备，其包括：反应釜、精馏塔、塔顶冷凝器、蒸汽缓冲罐、蒸汽喷射泵和安全防护泄压装置。
所述反应釜通过第一管道和所述精馏塔相连接，所述精馏塔通过第二管道和所述塔顶冷凝器相连接，所述塔顶冷凝器通过第三管道和所述蒸汽缓冲罐相连接，所述蒸汽缓冲罐通过第四管道和所述蒸汽喷射泵相连接，所述安全防护泄压装置可以设置在所述反应釜的顶部，所述精馏塔的顶部，所述任一个塔顶冷凝器的出口以及所述第一管道、所述第二管道上。
所述安全防护泄压装置包括至少一个用于泄除反应釜压力的支管，所述支管末端采用水封或油封。
所述支管面积优选为0.001m2～0.05m2。通过过氧丙酸安全泄放模拟试验表明，如果所述支管面积小于0.001m2，则不能起到安全泄放的效果，在过氧丙酸热失控时可能导致超压爆炸，如果泄放面积所述支管面积大于0.05m2，则不利于设备的制造及体系的密封性。
所述安全防护泄压装置还包括水封罐或油封罐，所述支管末端采用水封罐进行水封或采用油封罐进行油封，支管起始端与水或油封面垂直距离为1～40m。
所述支管在抽真空时不与外界联通。
所述塔顶冷凝器可以为一个或多个。
进一步优选所述过氧丙酸生产设备仅由上述部件构成。
本发明还提供了一种过氧丙酸生产设备，其包括：反应釜、精馏塔、塔顶冷凝器、蒸汽缓冲罐、蒸汽喷射泵、至少一个用于泄除反应釜压力的支管、水封罐或油封罐中的一种；
所述支管末端采用水封罐进行水封或采用油封罐进行油封，支管起始端与水或油封面垂直距离为1～40m，所述支管面积为0.001m2～0.05m2；
所述反应釜通过第一管道和所述精馏塔相连接，所述精馏塔通过第二管道和所述塔顶冷凝器相连接，所述塔顶冷凝器通过第三管道和所述蒸汽缓冲罐相连接，所述蒸汽缓冲罐通过第四管道和所述蒸汽喷射泵相连接；
所述支管可以设置在所述反应釜的顶部，所述精馏塔的顶部，所述任一个塔顶冷凝器的出口以及所述第一管道、所述第二管道上。
所述塔顶冷凝器可以为一个或多个。
一种过氧丙酸生产过程中的安全防护方法，其包括：
当过氧丙酸反应釜中发生飞温时，上述的过氧丙酸反应设备中的安全防护泄压装置对所述过氧丙酸反应釜进行自动泄压，从而保证及时有效地泄除反应釜中的压力。
以下采用实施例和附图详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
实施例1：
如图1所示，本发明的过氧丙酸生产设备包括：反应釜1、精馏塔2、塔顶冷凝器3、蒸汽缓冲罐4、蒸汽喷射泵(未示出)、一个用于泄除反应釜压力的支管5、水封罐6中的一种；所述支管5末端采用水封罐6进行水封；所述反应釜1通过第一管道和所述精馏塔2相连接，所述精馏塔2通过第二管道和所述塔顶冷凝器3相连接，所述塔顶冷凝器3通过第三管道和所述蒸汽缓冲罐4相连接，所述蒸汽缓冲罐4通过第四管道和所述蒸汽喷射泵相连接；所述支管5可以设置在所述反应釜的顶部，所述精馏塔的顶部，所述任一个塔顶冷凝器的出口以及所述第一管道、所述第二管道上。
实施例2：
反应釜1体积为1m3，在塔顶冷凝器3管程出口连接一支管5，支管5面积为0.005m2，支管5末端用水封罐6进行水封，支管5出口与水封面距离10m。
实施例2：
反应釜1体积为2m3，在出精馏塔2管线上连接一支管5，支管5面积为0.012m2，支管5末端用油封罐中的导热油封进行油封，支管5出口与油封面距离6m。
实施例3：
反应釜1体积为5m3，在反应釜1顶端连接一支管5，支管5面积为0.04m2，支管5末端用油封罐中的导热油封进行油封，支管出口与油封面距离15m。
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种过氧丙酸生产设备，其特征在于，包括：反应釜、精馏塔、塔顶冷凝器、蒸汽缓冲罐、蒸汽喷射泵和安全防护泄压装置。
2.如权利要求1所述的过氧丙酸生产设备，其特征在于：所述安全防护泄压装置包括至少一个用于泄除反应釜压力的支管，所述支管末端采用水封或油封。
3.如权利要求1或2所述的过氧丙酸生产设备，其特征在于：所述支管面积优选为0.001m2～0.05m2。
4.如权利要求1至3所述的过氧丙酸生产设备，其特征在于：所述安全防护泄压装置还包括水封罐或油封罐，所述支管末端采用水封罐进行水封或采用油封罐进行油封，支管起始端与水或油封面垂直距离为1～40m。
5.如权利要求1至4所述的过氧丙酸生产设备，其特征在于：所述反应釜通过第一管道和所述精馏塔相连接，所述精馏塔通过第二管道和所述塔顶冷凝器相连接，所述塔顶冷凝器通过第三管道和所述蒸汽缓冲罐相连接，所述蒸汽缓冲罐通过第四管道和所述蒸汽喷射泵相连接。
6.如权利要求1至5所述的过氧丙酸生产设备，其特征在于：所述安全防护泄压装置可以设置在所述反应釜的顶部，所述精馏塔的顶部，所述任一个塔顶冷凝器的出口以及所述第一管道、所述第二管道上。
7.如权利要求1至6所述的过氧丙酸生产设备，其特征在于：所述塔顶冷凝器可以为一个或多个。
8.一种过氧丙酸生产设备，其特征在于，包括：反应釜、精馏塔、塔顶冷凝器、蒸汽缓冲罐、蒸汽喷射泵、至少一个用于泄除反应釜压力的支管、水封罐或油封罐中的一种；
所述支管末端采用水封罐进行水封或采用油封罐进行油封，支管起始端与水或油封面垂直距离为1～40m，所述支管面积为0.001m2～0.05m2；
所述反应釜通过第一管道和所述精馏塔相连接，所述精馏塔通过第二管道和所述塔顶冷凝器相连接，所述塔顶冷凝器通过第三管道和所述蒸汽缓冲罐相连接，所述蒸汽缓冲罐通过第四管道和所述蒸汽喷射泵相连接；
所述支管可以设置在所述反应釜的顶部，所述精馏塔的顶部，所述任一个塔顶冷凝器的出口以及所述第一管道、所述第二管道上。
9.一种过氧丙酸生产过程中的安全防护方法，其特征在于，包括：
当过氧丙酸反应釜中发生飞温时，权利要求1至8任一项所述的过氧丙酸反应设备中的安全防护泄压装置对所述过氧丙酸反应釜进行自动泄压，从而保证及时有效地泄除反应釜中的压力。
10.权利要求1至8任一项所述的过氧丙酸生产设备在化工安全生产过程中的应用。
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