CN109999723B - 丙烯腈原料进料系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种丙烯腈原料进料系统。该丙烯腈原料进料系统包括计量罐(1)、储存罐(2)和冷凝容器(3)，计量罐(1)和/或储存罐(2)的上部通过溢流管连接至冷凝容器(3)。根据本申请的丙烯腈原料进料系统，能够有效避免丙烯腈自聚物回流至储存罐或者计量罐中，影响最终形成的碳纤维的性能。

Description

丙烯腈原料进料系统

技术领域

本申请属于化学原料存储和输送技术领域，具体涉及一种丙烯腈原料进料系统。

背景技术

丙烯腈是非常重要的有机的化工产品，其分子当中含有氰基和C-C双键，所以它的化学性质是非常活泼的，能够发生加成、聚合等反应，可以制出各种的合成橡胶、合成纤维、塑料、涂料等。同时属于剧毒化学品，属于国家安全监督总局重点监管的易燃、易爆、易挥发的危险化学品，且在有氧、高温的场合下，极易发生聚合反应，因此对它的存储、使用、运输、检测、监控等提出更高的要求。

高性能的聚丙烯腈碳纤维需要高纯度的丙烯腈单体，经精馏纯化脱除丙烯腈原料中的阻聚剂的高纯度丙烯腈在一般的存储条件下极易自聚。在当前的丙烯腈原料进料系统中，一般包括有储存罐和计量罐，在储存罐和计量罐上均连接有输送管路，在进行丙烯腈的输送过程中，输送管路上会集聚丙烯腈气体，特别是在丙烯腈的长期储存过程中，会有大量丙烯腈气体蒸发进入到输送管路中，使得高浓度的丙烯腈气体在温度等的影响下，发生自聚反应，这部分自聚反应所形成的聚合物会在后续的过程中，从输送管路中流回到储存罐或者是计量罐中，从而对储存罐或者是计量罐中的丙烯腈单体造成污染，影响最终形成的碳纤维的性能。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种丙烯腈原料进料系统，能够有效避免丙烯腈自聚物回流至储存罐或者计量罐中，影响最终形成的碳纤维的性能。

为了解决上述问题，本申请提供一种丙烯腈原料进料系统，包括计量罐、储存罐和冷凝容器，计量罐和/或储存罐的上部通过溢流管连接至冷凝容器。

优选地，溢流管包括第一溢流管和第二溢流管，计量罐通过第一溢流管连通至冷凝容器的顶部，储存罐通过第二溢流管连通至冷凝容器的顶部，第一溢流管和第二溢流管在冷凝容器的顶部连通。

优选地，第一溢流管沿着从计量罐到冷凝容器的方向高度递减，第二溢流管沿着从储存罐到冷凝容器的方向高度递减。

优选地，计量罐的上部设置有保护气输送管，保护气输送管上设置有控制计量罐内气体压力的压力调节阀。

优选地，计量罐的上部设置有呼吸管路，呼吸管路上设置有呼吸阀。

优选地，储存罐外套设有冷冻水夹套。

优选地，储存罐底部设置有第一丙烯腈输送管，第一丙烯腈输送管的另一端连接至计量罐底部，计量罐底部还连接有第二丙烯腈输送管，第一丙烯腈输送管上还设置有输送泵。

优选地，输送泵用于将储存罐内的丙烯腈输送至计量罐，输送泵的出口端连接有回流管，回流管的另一端连接至储存罐的上部。

优选地，压力调节阀为自力式压力调节阀。

优选地，计量罐外包覆有隔热防腐涂层。

本申请提供的丙烯腈原料进料系统，包括计量罐、储存罐和冷凝容器，计量罐和/或储存罐的上部通过溢流管连接至冷凝容器。该丙烯腈原料进料系统设置了专门的溢流管和冷凝容器来收集计量罐和储存罐内产生的丙烯腈气体，避免了丙烯腈气体在其他管路中集聚并发生自聚的可能，使得这部分溢出计量罐或者储存罐的丙烯腈气体能够主要汇聚在溢流管和冷凝容器内，不会留存在其它的管路中，当这部分丙烯腈气体发生自聚后，会沿着溢流管流动到冷凝容器内，并在冷凝容器内汇聚，便于后续进行处理，从而有效避免了管路中的丙烯腈气体自聚后回流至计量罐或者储存罐内，对计量罐或者储存罐内的丙烯腈造成污染的问题，有效保证最终形成的碳纤维的性能。

附图说明

图1为本申请实施例的丙烯腈原料进料系统的结构示意图。

附图标记表示为：

1、计量罐；2、储存罐；3、冷凝容器；4、第一溢流管；5、第二溢流管；6、自力式压力调节阀；7、呼吸阀；8、冷冻水夹套；9、第一丙烯腈输送管；10、第二丙烯腈输送管；11、输送泵；12、回流管。

具体实施方式

结合参见图1所示，根据本申请的实施例，丙烯腈原料进料系统包括计量罐1、储存罐2和冷凝容器3，计量罐1和/或储存罐2的上部通过溢流管连接至冷凝容器3。

该丙烯腈原料进料系统设置了专门的溢流管和冷凝容器3来收集计量罐1和储存罐2内产生的丙烯腈气体，避免了丙烯腈气体在其他管路中集聚并发生自聚的可能，使得这部分溢出计量罐1或者储存罐2的丙烯腈气体能够主要汇聚在溢流管和冷凝容器3内，不会留存在其它的管路中，当这部分丙烯腈气体发生自聚后，会沿着溢流管流动到冷凝容器3内，并在冷凝容器3内汇聚，便于后续进行处理，从而有效避免了管路中的丙烯腈气体自聚后回流至计量罐1或者储存罐2内，对计量罐1或者储存罐2内的丙烯腈造成污染的问题，有效保证最终形成的碳纤维的性能。

溢流管包括第一溢流管4和第二溢流管5，计量罐1通过第一溢流管4连通至冷凝容器3的顶部，储存罐2通过第二溢流管5连通至冷凝容器3的顶部，第一溢流管4和第二溢流管5在冷凝容器3的顶部连通。

在本实施例中，计量罐1和储存罐2分别通过一个溢流管连接至冷凝容器，因此在气体压力的作用下，计量罐1和储存罐2中的丙烯腈气体均主要经过溢流管进入冷凝容器3中，不会在其他的输送管路内留存大量的丙烯腈气体，丙烯腈也不容易在输送管路中发生自聚反应，当大量流经溢流管的丙烯腈气体在溢流管内形成自聚时，也可以由溢流管流动至冷凝容器3内，不会由溢流管回流至计量罐1或者储存罐2中，有效避免了丙烯腈的自聚物进入到计量罐1或者储存罐2内而对丙烯腈单体造成污染。

上述的溢流管主要用于实现丙烯腈气体的溢流导流，冷凝容器用于对进入其内的丙烯腈气体进行冷凝，同时收集在溢流管内自聚的丙烯腈自聚物，避免丙烯腈在其他管路中发生自聚，或者降低丙烯腈在其他管路中发生自聚的可能，降低或者消除计量罐1和储存罐2中的丙烯腈自聚物，提高丙烯腈单体的纯度。

优选地，第一溢流管4沿着从计量罐1到冷凝容器3的方向高度递减，第二溢流管5沿着从储存罐2到冷凝容器3的方向高度递减。当第一溢流管4或者第二溢流管5中产生丙烯腈自聚物时，在重力的作用下，均会流动至冷凝容器3内进行收集，不会回流至计量罐1或者是储存罐2中，因此能够更加有效地防止计量罐1或者是储存罐2内的丙烯腈单体被污染。通过上述的结构，能够有效地避免碳纤维生产过程中丙烯腈单体的自聚，可以生产出高质量的聚丙烯腈原液。

优选地，计量罐1的上部设置有保护气输送管，保护气输送管上设置有控制计量罐1内气体压力的压力调节阀。由于计量罐1和储存罐2之间通过第一溢流管4、第二溢流管5和冷凝容器3相连通，因此当保护气输送管向计量罐1内通入保护气时，保护气可以在计量罐1的上部经第一溢流管4、冷凝容器3和第二溢流管5流动至储存罐2的上部，从而使得计量罐1和储存罐2内的气体压力保持一致，保证计量罐1和储存罐2内的气体压力，使得计量罐1和储存罐2同时得到保护气的密封保护，对罐体形成有效保护，且保护气的用量更少，避免了丙烯腈单体的大量挥发，降低了碳纤维的生产成本。

该压力调节阀能够控制计量罐1内的气体压力，从而使得计量罐1和储存罐2内的气体压力保持在合适的范围内，能够在丙烯腈输送减少过程中补充气体压力，保持计量罐1和储存罐2内气体压力的恒定性，避免计量罐1或者储存罐2的罐体由于内部压力不足而出现压瘪现象。

压力调节阀优选地为自力式压力调节阀6。自力式压力调节阀6取压点在阀后，用于调节阀后压力恒定。该自力式压力调节阀6无需外加能源，能在无电无气的场合工作，既方便又节约能源，压力分段范围细且互相交叉，调节精度高。通过设置自力式压力调节阀6，能够实现对计量罐1内的压力自动调节，当计量罐1内的压力降低时，自力式压力调节阀6会自动向计量罐1内补入氮气，使得计量罐1内的压力回复至设定压力范围，从而避免罐体被抽瘪，或者避免空气进入到罐体内对丙烯腈造成污染。

此外，自力式压力调节阀6可自动向计量罐1内充保护气，经计量罐1的溢流口、冷凝容器3和储存罐2的溢流口导入储存罐2，保持整个系统的微正压，保证计量罐1和储存罐2的罐体工作性能。

上述的保护气例如为氮气，也可以为稀有气体等化学性能比较稳定，不会与丙烯腈发生反应的气体。

在本实施例中，计量罐1的上部设置有呼吸管路，呼吸管路上设置有呼吸阀7。呼吸阀7在系统压力超过设定值自动打开，从而能够避免计量罐1或者储存罐2内的气体压力过大而发生超压现象，降低计量罐1或者储存罐2内的丙烯腈气体的挥发量，减少丙烯腈气体的浪费。

储存罐2外套设有冷冻水夹套8。冷冻水夹套8内填充有冷冻水，冷冻水夹套8上还可以连接冷冻水进口管和冷冻水出口管，使得冷冻水保持流动性，从而能够通过冷冻水对位于储存罐2内的丙烯腈进行有效降温，达到防止丙烯腈聚合的效果。储存罐2外的冷冻水夹套8的冷冻水温度约为0-10℃，冷冻水流量为1-10m³/h。

储存罐2底部设置有第一丙烯腈输送管9，第一丙烯腈输送管9的另一端连接至计量罐1底部，计量罐1底部还连接有第二丙烯腈输送管10，第一丙烯腈输送管9上还设置有输送泵11。输送泵11可以将丙烯腈由储存罐2输送至计量罐1，计量罐1可以对其内的丙烯腈进行称量，从而获得经由计量罐1和第二丙烯腈输送管10输送的丙烯腈量，从而保证丙烯腈输送量的准确性。

输送泵11用于将储存罐2内的丙烯腈输送至计量罐1，输送泵11的出口端连接有回流管12，回流管12的另一端连接至储存罐2的上部。

高纯度的丙烯腈单体经输送管道泵输送至储存罐2内，聚合配料时，经输送泵11通过第一丙烯腈输送管9输送至计量罐1内，一部分丙烯腈经回流管12回流到储存罐2内，这样可以更加方便进行丙烯腈流量的调控，计量好的丙烯腈通过第二丙烯腈输送管10进入聚合釜参与下一步的聚合反应。

优选地，计量罐1外包覆有隔热防腐涂层，可以提高丙烯腈储存罐的耐酸碱性能，对设备具有良好的防腐功能，使用过程中对环境无污染，隔热涂料热反射率高，使罐内温度夏季低于30℃，达到防止丙烯腈聚合的效果，无需使用喷淋作业，节能降耗，有效降低成本。

优选地，隔热防腐涂层采用陶瓷隔热防腐材料。隔热防腐涂层也可以采用其他隔热防腐材料。

本申请使用中空陶瓷微粒和惰性乳胶构为材料的特种隔热涂料，该材料具有防腐、耐酸碱及优良的热反射性能，夏季向光处设备表面温度降低超过10℃，罐内温度低于30℃，达到有效防止丙烯腈聚合的目的。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种丙烯腈原料进料系统，其特征在于，包括计量罐(1)、储存罐(2)和冷凝容器(3)，所述计量罐(1)和所述储存罐(2)的上部通过溢流管连接至所述冷凝容器(3)，以通过所述冷凝容器(3)收集丙烯腈，避免丙烯腈气体回流至所述计量罐(1)和所述储存罐(2)；所述溢流管包括第一溢流管(4)和第二溢流管(5)，所述计量罐(1)通过所述第一溢流管(4)连通至所述冷凝容器(3)的顶部，所述储存罐(2)通过所述第二溢流管(5)连通至所述冷凝容器(3)的顶部，所述第一溢流管(4)和所述第二溢流管(5)在所述冷凝容器(3)的顶部连通；所述第一溢流管(4)沿着从所述计量罐(1)到所述冷凝容器(3)的方向高度递减，所述第二溢流管(5)沿着从所述储存罐(2)到所述冷凝容器(3)的方向高度递减。

2.根据权利要求1所述的丙烯腈原料进料系统，其特征在于，所述计量罐(1)的上部设置有保护气输送管，所述保护气输送管上设置有控制计量罐(1)内气体压力的压力调节阀。

3.根据权利要求1所述的丙烯腈原料进料系统，其特征在于，所述计量罐(1)的上部设置有呼吸管路，所述呼吸管路上设置有呼吸阀(7)。

4.根据权利要求1所述的丙烯腈原料进料系统，其特征在于，所述储存罐(2)外套设有冷冻水夹套(8)。

5.根据权利要求1所述的丙烯腈原料进料系统，其特征在于，所述储存罐(2)底部设置有第一丙烯腈输送管(9)，所述第一丙烯腈输送管(9)的另一端连接至所述计量罐(1)底部，所述计量罐(1)底部还连接有第二丙烯腈输送管(10)，所述第一丙烯腈输送管(9)上还设置有输送泵(11)。

6.根据权利要求5所述的丙烯腈原料进料系统，其特征在于，所述输送泵(11)用于将所述储存罐(2)内的丙烯腈输送至所述计量罐(1)，所述输送泵(11)的出口端连接有回流管(12)，所述回流管(12)的另一端连接至所述储存罐(2)的上部。

7.根据权利要求2所述的丙烯腈原料进料系统，其特征在于，所述压力调节阀为自力式压力调节阀(6)。

8.根据权利要求1所述的丙烯腈原料进料系统，其特征在于，所述计量罐(1)外包覆有隔热防腐涂层。

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