CN110252163A - 一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统及方法，其中所述系统包括混合器、乙炔进气管、乙炔切断阀、氯化氢进气管、氯化氢切断阀、混合器出气管、第一氮气进气管、第一氮气切断阀、温度速率传感器、压力变送器、温度传感器、控制装置；所述控制装置配置为，根据所述温度速率传感器测量的温度变化速率、或混合器内的压力、或混合器内的温度、或其组合，判断可能发生爆炸时，控制关闭所述乙炔切断阀和所述氯化氢切断阀，并打开所述第一氮气切断阀，以向所述混合器内送入氮气。根据本发明的技术方案，可以在混合器发生爆炸前进行预判并采取阀门联动控制从而预防爆炸的发生，因此具有一定的事故预判能力，并能有效地防止事故的发生。

Description

一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统及方法

技术领域

本发明总体涉及氯乙烯及其聚合物生产的工艺技术领域，更具体地，涉及一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统技术。

背景技术

电石乙炔法氯乙烯生产中，利用经分别干燥处理的乙炔和氯化氢原料气，按设定比例进入混合器混合后，通过一段、二段转化器反应生成氯乙烯。

原料气进混合器混合之前，对原料气的指标有相当严格的要求，乙炔纯度必须≥98.5％，且不含硫化氢、磷化氢等杂质，氯化氢纯度必须≥93.5％，且不含游离氯。乙炔中的硫化氢、磷化氢主要是对转化器触媒造成不可逆的还原反应，致使氯化汞触媒失活而影响合成转化率，进而导致生产成本的增加。而氯化氢中游离氯的存在则会对生产系统造成致命伤害，它与乙炔气在混合器中进行混合即产生剧烈反应生成氯乙炔，并放出大量热量，促使混合气体瞬间膨胀，从而在原料气干燥处理系统的混合器、石墨干燥预热器等薄弱环节处爆炸。目前的保护系统仅仅在混合器发生爆炸的时候联锁关闭乙炔和氯化氢管道阀门，存在缺陷，无法及时预防及处理爆炸和爆炸后的有效处置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于克服现有技术中无法实现预防爆炸和爆炸过程中的有效处置的缺陷，提供一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统及方法。

根据本发明的第一方面，提供一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统，包括混合器、乙炔进气管、乙炔切断阀、氯化氢进气管、氯化氢切断阀、混合器出气管、第一氮气进气管、第一氮气切断阀、以及温度速率传感器、压力变送器、温度传感器中的至少一个或多个、控制装置；所述乙炔进气管和所述氯化氢进气管分别连接于所述混合器的下部，用于向所述混合器内送入乙炔气体和氯化氢气体；所述乙炔切断阀设置在所述乙炔进气管上，用于控制乙炔进气或切断进气；所述氯化氢切断阀设置在所述氯化氢进气管上，用于控制氯化氢进气或切断进气；所述第一氮气进气管连接于所述乙炔进气管上靠近所述混合器的一端，用于向所述乙炔进气管和所述混合器内送入氮气；所述第一氮气切断阀设置于所述第一氮气进气管上，用于控制氮气进气或切断进气；所述压力变送器设置于所述混合器上，用于测量所述混合器内的压力；所述温度传感器设置于所述混合器上，用于测量所述混合器内的温度；所述混合器出气管连接于所述混合器的顶部，所述混合器出气管包括混合器出气管前段、混合器出气管中段、混合器出气管后段；所述混合器出气管中段位于所述混合气出气管前段和所述混合器出气管后段之间，所述混合器出气管前段连接所述混合器，所述混合器出气管后段通向氯乙烯合成区；所述温度速率传感器设置于所述混合器出气管后段上；所述控制装置与所述温度速率传感器、所述压力变送器、所述温度传感器、所述乙炔切断阀、所述氯化氢切断阀、所述第一氮气切断阀分别相连；所述控制装置配置为，根据所述温度速率传感器测量的温度变化速率、或所述压力变送器测量的所述混合器内的压力、或所述温度传感器测量的所述混合器内的温度、或其组合，判断可能发生爆炸时，控制关闭所述乙炔切断阀和所述氯化氢切断阀，并打开所述第一氮气切断阀，以向所述混合器内送入氮气。

可选地，例如，所述控制装置配置为，当温度上升速率≥8℃/min、或所述混合器内的压力≥125Kpa、或所述混合器内的温度≥45℃、或其组合发生时，判断为可能发生爆炸。

可选地，还包括压力传感器、第一爆破片、第二爆破片，所述第一爆破片设置于所述混合器的顶部；所述第二爆破片设置于所述第一爆破片的上方；所述压力传感器连接于所述第一爆破片和所述第二爆破片之间；所述控制装置与所述压力传感器相连，并进一步配置为，根据所述温度变化速率或所述混合器内的压力或所述混合器内的温度或其组合，且所述压力传感器感测的压力，判断爆炸已经发生，控制关闭所述乙炔切断阀、所述氯化氢切断阀、以及用于控制混合气体通往所述氯乙烯合成区的阀门，并打开所述第一氮气切断阀，以向所述混合器内送入氮气。

可选地，还包括第二氮气进气管、第二氮气切断阀，所述第二氮气进气管连接于所述混合器出气管前段上；所述第二氮气切断阀设置于所述第二氮气进气管上，用于控制氮气进气或切断进气；所述控制器与所述第二氮气切断阀相连，并配置为，当判断可能发生爆炸时或者判断爆炸已经发生时，打开所述第二氮气切断阀，以向所述混合器出气管内以及后续设备内送入氮气。

根据本发明的第二方面，提供一种用于氯乙烯生产的混合器保护方法，所述混合器用于将乙炔气体和氯化氢气体进行混合，混合后的混合气体经混合器出气管输送至氯乙烯合成区，用于氯乙烯的合成；所述方法包括：监测所述混合气体的温度变化速率、或所述混合器内的压力、或所述混合器内的温度、或其组合(S1)；根据所述温度变化速率、或所述混合器内的压力、或所述混合器内的温度、或其组合，判断可能发生爆炸时，向所述混合器内通入氮气(S2)。

可选地，根据所述温度变化速率、或所述混合器内的压力、或所述混合器内的温度、或其组合，判断可能发生爆炸时，向所述混合器内通入氮气(S2)包括，当触发以下条件中的至少一个时，判断可能发生爆炸，切断所述乙炔气体和所述氯化氢气体的进气，并向所述混合器、所述混合器出气管以及包括所述氯乙烯合成区在内的后续设备中通入氮气；所述条件包括：检测到温度上升速率≥8℃/min；检测到所述混合器内的温度≥45℃；检测到所述混合器内的压力≥125Kpa。

可选地，还包括，在所述混合器的顶部设置第一爆破片；在所述第一爆破片的上方设置第二爆破片；在所述第一爆破片和所述第二爆破片之间设置压力传感器；当所述压力传感器感测到压力时，判断已经发生爆炸，切断所述乙炔气体和所述氯化氢气体的进气，切断所述混合气体向所述氯乙烯合成区的进气，并向所述混合器和所述混合器出气管内通入氮气。

本发明的优点在于：

1)根据本发明的技术方案，可以在混合器发生爆炸前进行预判并采取阀门联动控制从而预防爆炸的发生，因此具有一定的事故预判能力，并能有效地防止事故的发生；

2)根据本发明的技术方案，一旦混合器发生爆炸，还可以在混合器发生爆炸时迅速处置并保护关联装置不受次生事故影响，将危险和损失降到最低。

附图说明

图1示出了根据本发明的一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统的示意图。

图2示出了根据本发明的一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统的一种实施方式示意图。

图3示出了爆炸发生前后温度、压力、温度变化速率的趋势图。

图4示出了根据本发明的一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统的设置爆破片的一种实施方式示意图。

图5示出了根据本发明的一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统的另一种实施方式示意图。

图6示出了根据本发明的一种用于氯乙烯生产的混合器保护方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图1示出了根据本发明的一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统的示意图。

如图1所示，提供了一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统，可以包括混合器110、乙炔进气管120、乙炔切断阀121、氯化氢进气管130、氯化氢切断阀131、混合器出气管140、第一氮气进气管150、第一氮气切断阀151、温度速率传感器210，控制装置510；所述乙炔进气管120和所述氯化氢进气管130分别连接于所述混合器110的下部，用于向所述混合器110内送入乙炔气体和氯化氢气体；所述乙炔切断阀121设置在所述乙炔进气管120上，用于控制乙炔进气或切断进气；所述氯化氢切断阀131设置在所述氯化氢进气管130上，用于控制氯化氢进气或切断进气；所述第一氮气进气管150连接于所述乙炔进气管120上靠近所述混合器110的一端，用于向所述乙炔进气管120和所述混合器110内送入氮气；所述第一氮气切断阀151设置于所述第一氮气进气管150上，用于控制氮气进气或切断进气；所述混合器出气管140连接于所述混合器110的顶部，所述混合器出气管140包括混合器出气管前段、混合器出气管中段、混合器出气管后段；所述混合器出气管中段位于所述混合气出气管前段和所述混合器出气管后段之间，所述混合器出气管前段连接所述混合器，所述混合器出气管后段通向氯乙烯合成区；所述温度速率传感器210设置于所述混合器出气管后段上；所述控制装置510与所述温度速率传感器210、所述乙炔切断阀121、所述氯化氢切断阀131、所述第一氮气切断阀151分别相连；所述控制装置510配置为，根据所述温度速率传感器210测量的温度变化速率，判断可能发生爆炸时，控制关闭所述乙炔切断阀121和所述氯化氢切断阀131，并打开所述第一氮气切断阀151，以向所述混合器110内送入氮气。

所述混合器110是用于将生产氯乙烯的原料气乙炔和氯化氢进行混合的容器。混合后的气体通过所述混合气出气管140输送到后续氯乙烯转化工序，即所述氯乙烯合成区。

所述乙炔进气管120输送的乙炔气可以为干乙炔气体，也可以在所述乙炔进气管120中的输送过程中被干燥，且乙炔气的纯度要求≥98.5％，不含硫化氢、磷化氢等杂质，从而尽量避免对后续工序中的转化器触媒造成不可逆的反应，影响合成转化率以及生产成本。所述氯化氢进气管130输送的氯化氢气体可以为干氯化氢气体，也可以在所述氯化氢进气管130中的输送过程中被干燥，且氯化氢气体的纯度要求≥93.5％。

所述第一氮气进气管150连接于所述乙炔进气管120上，不仅可以向所述混合器110中冲入保护气氮气，还可以向所述乙炔进气管120中充入氮气，因此既可以有助于阻断所述混合器110中着火，也可以有助于阻断所述乙炔进气管120中着火。目前混合器发生爆炸的原因通常认为是由于氯化氢中存在游离氯，游离氯与乙炔混合可发生剧烈反应。因此，游离氯也可能与所述乙炔进气管中的乙炔气体发生反应，从而引起所述乙炔进气管120的爆炸。因此将所述第一氮气进气管150连接于所述乙炔进气管120上，更优于将所述第一氮气进气管150直接连接于所述混合器110上或者连接于所述氯化氢进气管130上。所述第一氮气切断阀151在系统启动连锁保护动作前始终处于关闭状态。

所述切断阀可以是自动化系统中执行机构的一种，由多弹簧气动薄膜执行机构或浮动式活塞执行机构与调节阀组成，接收调节仪表的信号，控制工艺管道内流体的切断、接通或切换。具有结构简单，反应灵敏，动作可靠等特点。所述切断阀关闭时，则阻断其所在工艺管道内流体的流动；所述切断阀打开时，则接通其所在工艺管道，使其中的流体能够流动。

所述混合器出气管140上靠近混合气体入口端的部分，即靠近所述混合器110的部分，定义为所述混合器出气管前段141；所述混合器出气管140的混合气体出口端的部分，即靠近所述氯乙烯合成区的部分，定义为所述混合器出气管后段143。所述混合器出气管前段141、所述混合器出气管中段142、所述混合器出气管后段143共同组成所述混合器出气管140，各段之间可以没有严格界限，可以是为了区别所述混合器出气管上的相对位置而人为分割。所述相对位置可以理解为所述混合器出气管前段141相比于所述混合器出气管中段142和所述混合器出气管后段143，更靠近所述混合器110；而所述混合器出气管后段143相比于所述混合器出气管前段141和所述混合器出气管中段142，更靠近所述氯乙烯合成区。

所述温度速率传感器210可以感测所述混合器出气管140中的温度变化速率，以预测爆炸的发生。我们发现，设置在所述混合器出气管后段143上的所述温度速率传感器210可以在所述混合器110发生爆炸前，出现明显的温度上升速率，从而有助于迅速判断出爆炸趋势，以采取措施。而如果将所述温度速率传感器210设置在所述混合器110上，只能在爆炸发生的瞬间出现明显的温度上升速率变化，无法实现预判的功能。如果将所述温度速率传感器210设置于所述混合器出气管前段141或者所述混合器出气管中段142上时，由于相较于现在的位置而言，更靠近所述混合器110，因此也无法在混合器110发生爆炸前出现明显的温度速率变化。可能的原因是因为，当所述混合器中的气体流量特别大时，例如HCL流量在12000NM³/h，乙炔的流量在11000NM³/h，如果存在游离氯，在所述混合器110里面乙炔气体刚接触到游离氯时还没开始反应，或者在所述混合器110里面游离氯可能因为含量较少还未接触到乙炔气体时，混合气体就输送到所述混合器出气管140中了，因此经过一段时间的混合或接触才发生反应，混合气体的温度才发生变化，因此在所述混合器出气管后段143处更易检测到温度的变化速率。

所述控制装置510根据所述温度速率传感器210检测的温度变化速率，可以更加准确、有效的预判事故的发生，并因此产生连锁保护措施，从而防止事故的发生，例如，所述温度变化速率为温度上升速率且≥8℃/min时，判断为所述混合器110具有发生爆炸的趋势。当所述控制装置510判断出将要发生爆炸的可能时，连锁控制所述乙炔切断阀121、所述氯化氢切断阀131、所述第一氮气切断阀151等，以达到预防爆炸发生的目的。

根据本发明的一种实施方式，所述控制装置510可以包括信息输入模块、判断模块、控制模块，所述信息输入模块与所述温度速率传感器相连，用于接收包括所述温度速率传感器的数据等；所述判断模块与所述信息输入模块相连，用于接收所述信息输入模块输出的数据并进行处理，以判断所述混合器的状态，当判断所述混合器可能发生爆炸时，输出警报信息；所述控制模块与所述判断模块相连，用于接收所述警报信息，并根据所述警报信息，控制关闭所述乙炔切断阀121和所述氯化氢切断阀131，并打开所述第一氮气切断阀151，以实现向所述混合器110内送入氮气。

图2示出了根据本发明的一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统的一种实施方式示意图。

如图2所示，还可以包括压力变送器170和温度传感器160，所述温度传感器160和所述压力变送器170分别设置于所述混合器110上，用于测量所述混合器110内的温度和压力。可以通过对所述混合器110内的温度、所述混合器110内的压力、和温度变化速率的监测，实现发生爆炸前的预判和处置。所述温度速率传感器210的应用具有预判爆炸发生的效果，而结合对混合器110内的温度和压力的监测，可以更加准确和迅速的判断出发生爆炸的可能。所述控制器510与所述压力变送器170和所述温度传感器160分别相连，并配置为根据温度变化速率、混合器内的温度、混合器内的压力，判断爆炸发生趋势，并连锁控制相关阀门的开关，以采取有效地保护措施，防止事故的发生。

例如，当所述温度传感器160检测到所述混合器110内的温度升高，例如≥45℃，所述压力变送器检测到所述混合器110内的压力增大，例如≥125KPa，所述温度速率传感器210检测到系统温度具有一定的上升速率，例如≥8℃/min时，所述控制器510判断可能发生爆炸，立刻控制关闭所述乙炔切断阀121和所述氯化氢切断阀131，并打开所述第一氮气切断阀151，向所述混合器110内甚至整个系统内送入氮气，可以有效及时的避免爆炸的发生，同时也可以继续保持所述混合器出气管140内的混合气体通入后续氯乙烯合成区，以保护后续设备或关联设备的安全。

根据本发明的该实施方式，所述温度速率传感器210、所述温度传感器160、所述压力变送器170也可以单独或者部分同时存在，因此还具有多种变形例。例如一个变形例，可以包括所述温度速率传感器210和压力变送器170，所述控制器510配置为，根据所述温度速率传感器210测量的温度变化速率和所述压力变送器170测量的压力，所述控制器510判断可能发生爆炸时，控制关闭所述乙炔切断阀121和所述氯化氢切断阀131，并打开所述第一氮气切断阀151，以向所述混合器110内送入氮气。例如，所述压力变送器检测到所述混合器110中的压力增大，例如≥125KPa，所述温度速率传感器210检测到系统温度具有一定的上升速率，例如≥8℃/min时，判断发生爆炸的可能。

根据本发明的一个变形例，可以包括所述温度速率传感器210和温度传感器160，所述控制器510配置为，根据所述温度速率传感器160测量的温度变化速率和所述温度传感器测量的温度，所述控制器510判断可能发生爆炸时，控制关闭所述乙炔切断阀121和所述氯化氢切断阀131，并打开所述第一氮气切断阀151，以向所述混合器110内送入氮气。例如，所述温度传感器160检测到所述混合器110的温度升高，例如≥45℃，所述温度速率传感器210检测到系统温度具有一定的上升速率，例如≥8℃/min时，判断发生爆炸的可能。

根据本发明的一个变形例，可以包括所述压力变送器170和温度传感器160，所述控制器510配置为，根据所述压力变送器170测量的压力和所述温度传感器测量的温度，所述控制器510判断可能发生爆炸时，控制关闭所述乙炔切断阀121和所述氯化氢切断阀131，并打开所述第一氮气切断阀151，以向所述混合器110内送入氮气。例如，所述温度传感器160检测到所述混合器110的温度升高，例如≥45℃，所述压力变送器检测到所述混合器110中的压力增大，例如≥125KPa时，判断发生爆炸的可能。

根据本发明的一个变形例，还可以仅监测所述压力变送器170，所述控制器510配置为，根据所述压力变送器170测量的压力，所述控制器510判断可能发生爆炸时，控制关闭所述乙炔切断阀121和所述氯化氢切断阀131，并打开所述第一氮气切断阀151，以向所述混合器110内送入氮气。例如，所述压力变送器检测到所述混合器110中的压力增大，例如≥125KPa时，判断发生爆炸的可能。

根据本发明的一个变形例，还可以仅监测所述温度传感器160，所述控制器510配置为，根据所述温度传感器测量的温度，判断可能发生爆炸时，控制关闭所述乙炔切断阀121和所述氯化氢切断阀131，并打开所述第一氮气切断阀151，以向所述混合器110内送入氮气。例如，所述温度传感器160检测到所述混合器110的温度升高，例如≥45℃时，判断发生爆炸的可能。

图3示出了爆炸发生前后温度、压力、温度变化速率的趋势图。

图3示出了根据本发明的技术方案，在发生爆炸前后的各指标变化趋势图。具体地，如图3中所示，可以清楚的看到所述温度传感器160检测的温度曲线T、所述压力变送器170检测的压力曲线P、所述温度速率传感器210检测的温度变化速率曲线C在爆炸点t1附近的变化趋势。可以看出，压力曲线P在发生爆炸前会出现明显的波动，温度变化速率曲线C在发生爆炸前也出现了明显的上升且时间更早于压力曲线P，而温度曲线T几乎是在发生爆炸的同时出现了急剧的上升，由此可知，所述温度速率传感器210检测的温度变化速率曲线C具有非常显著的事故预判效果。

而由于所述混合器110中的温度曲线T的变化是在发生爆炸的瞬间，此处的温度变化速率仅在爆炸发生瞬间产生变化，因此，如果将所述温度速率传感器210设置在所述混合器110上或者其附近，难以实现如本发明的技术方案这样好的预判效果。

图4示出了根据本发明的一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统的设置爆破片的一种实施方式示意图。

如图4所示，还可以包括压力传感器330、第一爆破片310、第二爆破片320，所述第一爆破片310设置于所述混合器110的顶部；所述第二爆破片320设置于所述第一爆破片310的上方；所述压力传感器330连接于所述第一爆破片310和所述第二爆破片320之间；所述控制装置510与所述压力传感器330相连，并进一步配置为，根据所述温度变化速率或所述混合器内的压力或所述混合器内的温度或其组合，且所述压力传感器330感测到压力时，判断爆炸已经发生，控制关闭所述乙炔切断阀121、所述氯化氢切断阀131、以及用于控制混合气体通往所述氯乙烯合成区的阀门144，并打开所述第一氮气切断阀151，以向所述混合器110内送入氮气。

所述压力传感器330用于感测所述混合器110的出口的压力。当所述压力传感器330感测到压力时，说明所述混合器110已经或者正在发生爆炸。当所述混合器110发生爆炸时，所述第一爆破片310和所述第二爆破片320将发生破裂或脱落，以泄放压力和混合气体，保证系统安全。爆破片可以是一种非重闭时压力泄放装置。在设定的爆破压力差下，爆破片两侧压力差达到预设定值时，爆破片即刻动作(破裂或脱落)，并泄放流体介质。所述压力传感器330连接于所述第一爆破片310和所述第二爆破片320之间可以更加准确、有效的检测到爆炸发生的状态。

所述控制装置510通过对仪表和阀门的连锁控制，实现整个系统的自动化监控和控制，节约了人力，提高了控制效率和准确度，更好的实现了及时预判事故和防止事故发生，以及事故发生时的及时和有效的处置。

例如，当所述温度传感器160检测到所述混合器110的温度升高，例如≥45℃，所述压力变送器检测到所述混合器110中的压力增大，例如≥125KPa，所述温度速率传感器210检测到系统温度具有一定的上升速率，例如≥8℃/min时，只要上述三个条件中触发至少一个条件且所述压力传感器330感应到压力时，判断为爆炸已经发生，所述控制装置510立刻关闭所述乙炔切断阀121和所述氯化氢切断阀131，打开所述第一氮气切断阀151以向所述混合器110以及关联设备中通入氮气，并且关闭所述混合器进气管140上控制通往所述氯乙烯合成区的阀门144，以避免火焰窜入后续所述氯乙烯合成区中而引起更大的危险和事故。由于这种情况下所述混合器110已经发生爆炸，因此通过连锁控制及时关闭所述混合器110周围的阀门，并且通入氮气，将火焰及时熄灭，并且从所述混合器110的顶部第一爆破片310和第二爆破片320处排出气体，经过这一系列的措施，能够迅速有效的处置爆炸事故，并且保护后续关联装置及系统的安全，把危险和损失降到最低。

根据本发明的一种实施方式，还可以包括第二氮气进气管220、第二氮气切断阀221，所述第二氮气进气管220连接于所述混合器出气管前段141上；所述第二氮气切断阀221设置于所述第二氮气进气管220上，用于控制氮气进气或切断进气；所述控制器510与所述第二氮气切断阀221相连，并配置为，当判断可能发生爆炸时或者判断爆炸已经发生时，打开所述第二氮气切断阀，以向所述混合器出气管140内以及后续设备内送入氮气。

所述第二氮气进气管220向所述混合器出气管140内以及后续设备中通入氮气，以避免所述混合器出气管140内或者后续设备中可能存在的游离氯与乙炔发生反应引起爆炸，或者熄灭可能已经存在的火苗等，以保证整个系统的安全。所述后续设备可以包括所述氯乙烯合成区的设备、所述混合器出气管140上的关联设备等。

图5示出了根据本发明的一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统的另一种实施方式示意图。

如图5所示，还可以包括预热器410，所述预热器410设置于所述混合器出气管中段142上；所述预热器410可以包括一个或者多个；如果所述预热器410为多个时，所述多个预热器410可以并联连接；所述预热器410用于对所述混合器出气管140内的混合气体进行预热。

乙炔气体和氯化氢气体合成氯乙烯的一个反应条件可以是温度达到90℃以上，因此可以在混合气体进入合成区进行转化之前先将其温度加热到预定温度，以简化工艺以及促进转化效率，因此可以在运输混合气体的过程中通过预热器410对混合气体进行加热。当一个预热器410需要预热的混合气体量很大时，预热效果不好。根据本发明的技术方案，多个预热器410并联，使混合气体分为多条管路中分别进行预热，这样可以减少每个预热器410的处理量，从而达到了更好的预热效果。

所述预热器410可以不启用，可以仅在后续转化工序中触媒效率低时启用。例如在后续转化工序中设置取样点，以判断触媒活性。取样点可以包括氯化氢、乙炔、氯乙烯的含量检测，例如当检测到乙炔含量较高时，提示转化率降低，说明触媒活性降低，当达到设定临界值时，可以启用所述预热器410对混合气体进行预热，以促进反应的进行。

根据本发明的一种实施方式，还可以包括多个合成区进气管420、多个切断阀421，所述多个合成区进气管420并联连接于所述混合器出气管后段143和所述氯乙烯合成区之间，用于将所述混合器出气管140内的混合气体送入到不同的所述氯乙烯合成区；所述切断阀421设置在所述合成区进气管420上。

将混合气体通过多个合成区进气管420进行分流，并且进入不同的所述氯乙烯合成区进行转化反应，可以增加反应接触面积，增大气体处理量，有利于提高反应速率和反应转化率。

每一个所述合成区进气管420上至少设置一个所述切断阀421，以阻断或者接通该条管道内的混合气体流入到相应合成区中。例如，当预判到爆炸可能发生时，根据阀门联锁控制，需要保持所有所述切断阀421的打开状态；当爆炸发生时，根据阀门联锁控制，需要及时关闭所有所述切断阀421，以阻断可能的火焰进入到后续合成区中。

根据本发明的一种实施方式，还可以包括氯化氢干燥装置132，所述氯化氢干燥装置132设置在所述氯化氢进气管130上，用于干燥氯化氢气体以及调节氯化氢进气流量。所述乙炔进气管120上还可以设置乙炔调节阀122，用于控制进气流量。

所述氯化氢干燥装置132不仅具有干燥装置的一般干燥功能，还具有调节氯化氢气体流量的功能，可以准确的控制氯化氢进气流量。因此，所述氯化氢干燥装置132具有多功能、节省空间、以及由于所述氯化氢进气管130上可以少设置一个调节阀门而使管道结构布置更简单等优点。

如果利用一种原料气过量从而促使另一种原料气完全反应的原理，例如生产过程中控制乙炔与氯化氢的摩尔比为1:1.02～1.05，过量的氯化氢则可以保证乙炔的完全反应。而所述乙炔调节阀122和所述氯化氢干燥装置132中调节功能的设定可以通过控制乙炔气体和氯化氢气体的流量以保证以更加准确的摩尔比进料，从而保证了反应效果。

图6示出了根据本发明的一种用于氯乙烯生产的混合器保护方法流程图。

如图6所示，提供一种用于氯乙烯生产的混合器保护方法，所述混合器用于将乙炔气体和氯化氢气体进行混合，混合后的混合气体经混合器出气管输送至氯乙烯合成区，用于氯乙烯的合成；所述方法包括：监测所述混合气体的温度变化速率、或所述混合器内的压力、或所述混合器内的温度、或其组合(S1)；根据所述温度变化速率、或所述混合器内的压力、或所述混合器内的温度、或其组合，判断可能发生爆炸时，向所述混合器内通入氮气(S2)。

根据本发明的一种实施方式，根据所述温度变化速率、或所述混合器内的压力、或所述混合器内的温度、或其组合，判断可能发生爆炸时，向所述混合器内通入氮气(S2)包括，当触发以下条件中的至少一个时，判断可能发生爆炸，切断所述乙炔气体和所述氯化氢气体的进气，并向所述混合器、所述混合器出气管以及包括所述氯乙烯合成区在内的后续设备中通入氮气；所述条件包括：检测到温度上升速率≥8℃/min；检测到所述混合器内的温度≥45℃；检测到所述混合器内的压力≥125Kpa。

根据本发明的一种实施方式，还包括，在所述混合器的顶部设置第一爆破片；在所述第一爆破片的上方设置第二爆破片；在所述第一爆破片和所述第二爆破片之间设置压力传感器；当所述压力传感器感测到压力时，判断已经发生爆炸，切断所述乙炔气体和所述氯化氢气体的进气，切断所述混合气体向所述氯乙烯合成区的进气，并向所述混合器和所述混合器出气管内通入氮气。

本发明的方法在上文中已经结合系统进行了详细的描述和解释，这里将不再赘述。

本发明的优点在于：

1)根据本发明的技术方案，可以在混合器发生爆炸前进行预判并采取阀门联动控制从而预防爆炸的发生，因此具有一定的事故预判能力，并能有效地防止事故的发生；

2)根据本发明的技术方案，一旦混合器发生爆炸，还可以在混合器发生爆炸时迅速处置并保护关联装置不受次生事故影响，将危险和损失降到最低。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (7)

1.一种用于氯乙烯生产的混合器保护系统，包括混合器、乙炔进气管、乙炔切断阀、氯化氢进气管、氯化氢切断阀、混合器出气管、第一氮气进气管、第一氮气切断阀、以及温度速率传感器、压力变送器、温度传感器中的至少一个或多个、控制装置；

所述乙炔进气管和所述氯化氢进气管分别连接于所述混合器的下部，用于向所述混合器内送入乙炔气体和氯化氢气体；

所述乙炔切断阀设置在所述乙炔进气管上，用于控制乙炔进气或切断进气；

所述氯化氢切断阀设置在所述氯化氢进气管上，用于控制氯化氢进气或切断进气；

所述第一氮气进气管连接于所述乙炔进气管上靠近所述混合器的一端，用于向所述乙炔进气管和所述混合器内送入氮气；

所述第一氮气切断阀设置于所述第一氮气进气管上，用于控制氮气进气或切断进气；

所述压力变送器设置于所述混合器上，用于测量所述混合器内的压力；

所述温度传感器设置于所述混合器上，用于测量所述混合器内的温度；

所述混合器出气管连接于所述混合器的顶部，所述混合器出气管包括混合器出气管前段、混合器出气管中段、混合器出气管后段；

所述混合器出气管中段位于所述混合气出气管前段和所述混合器出气管后段之间，所述混合器出气管前段连接所述混合器，所述混合器出气管后段通向氯乙烯合成区；

所述温度速率传感器设置于所述混合器出气管后段上；

所述控制装置与所述温度速率传感器、所述压力变送器、所述温度传感器、所述乙炔切断阀、所述氯化氢切断阀、所述第一氮气切断阀分别相连；

所述控制装置配置为，根据所述温度速率传感器测量的温度变化速率、或所述压力变送器测量的所述混合器内的压力、或所述温度传感器测量的所述混合器内的温度、或其组合，判断可能发生爆炸时，控制关闭所述乙炔切断阀和所述氯化氢切断阀，并打开所述第一氮气切断阀，以向所述混合器内送入氮气。

2.根据权利要求1所述用于氯乙烯生产的混合器保护系统，其中，所述控制装置配置为，

当温度上升速率≥8℃/min、或所述混合器内的压力≥125Kpa、或所述混合器内的温度≥45℃、或其组合发生时，判断为可能发生爆炸。

3.根据权利要求1所述用于氯乙烯生产的混合器保护系统，还包括压力传感器、第一爆破片、第二爆破片，

所述第一爆破片设置于所述混合器的顶部；

所述第二爆破片设置于所述第一爆破片的上方；

所述压力传感器连接于所述第一爆破片和所述第二爆破片之间；

所述控制装置与所述压力传感器相连，并进一步配置为，

根据所述温度变化速率或所述混合器内的压力或所述混合器内的温度或其组合，且所述压力传感器感测的压力，判断爆炸已经发生，控制关闭所述乙炔切断阀、所述氯化氢切断阀、以及用于控制混合气体通往所述氯乙烯合成区的阀门，并打开所述第一氮气切断阀，以向所述混合器内送入氮气。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于氯乙烯生产的混合器保护系统，还包括第二氮气进气管、第二氮气切断阀，

所述第二氮气进气管连接于所述混合器出气管前段上；

所述第二氮气切断阀设置于所述第二氮气进气管上，用于控制氮气进气或切断进气；

所述控制器与所述第二氮气切断阀相连，并配置为，

当判断可能发生爆炸时或者判断爆炸已经发生时，打开所述第二氮气切断阀，以向所述混合器出气管内以及后续设备内送入氮气。

5.一种用于氯乙烯生产的混合器保护方法，其中，

所述混合器用于将乙炔气体和氯化氢气体进行混合，混合后的混合气体经混合器出气管输送至氯乙烯合成区，用于氯乙烯的合成；

所述方法包括：

监测所述混合气体的温度变化速率、或所述混合器内的压力、或所述混合器内的温度、或其组合(S1)；

根据所述温度变化速率、或所述混合器内的压力、或所述混合器内的温度、或其组合，判断可能发生爆炸时，向所述混合器内通入氮气(S2)。

6.根据权利要求5所述的用于氯乙烯生产的混合器保护方法，其中，

根据所述温度变化速率、或所述混合器内的压力、或所述混合器内的温度、或其组合，判断可能发生爆炸时，向所述混合器内通入氮气(S2)包括，

当触发以下条件中的至少一个时，判断可能发生爆炸，切断所述乙炔气体和所述氯化氢气体的进气，并向所述混合器、所述混合器出气管以及包括所述氯乙烯合成区在内的后续设备中通入氮气；

所述条件包括：

检测到温度上升速率≥8℃/min；

检测到所述混合器内的温度≥45℃；

检测到所述混合器内的压力≥125Kpa。

7.根据权利要求5或6所述的用于氯乙烯生产的混合器保护方法，还包括，

在所述混合器的顶部设置第一爆破片；

在所述第一爆破片的上方设置第二爆破片；

在所述第一爆破片和所述第二爆破片之间设置压力传感器；

当所述压力传感器感测到压力时，判断已经发生爆炸，切断所述乙炔气体和所述氯化氢气体的进气，切断所述混合气体向所述氯乙烯合成区的进气，并向所述混合器和所述混合器出气管内通入氮气。