CN111185129A - 硝化甘油生产装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及硝化甘油生产技术领域，尤其是涉及一种硝化甘油生产装置及系统。硝化甘油生产装置包括反应井及设置于反应井内部的反应设备和分离设备；反应井上设置有原料进料接口和产物出料接口，反应设备的进料口能够通过原料进料接口与外界的原料供应设备相连通，反应设备的出料口与分离设备的进料口相连通，分离设备的出料口通过产物出料接口与外界的产物回收设备相连通；从而通过设置一个密闭的反应井，将硝化甘油生产过程中的主体设备即反应设备和分离设备及连接管道整体包裹在内部，从而保证硝化甘油在反应和分离的过程中，周围环境的安全稳定，与外界的不安全因素隔绝，在一定程度上避免硝化甘油发生爆炸。

Description

硝化甘油生产装置及系统

技术领域

本发明涉及硝化甘油生产技术领域，尤其是涉及一种硝化甘油生产装置及系统。

背景技术

硝化是硝化甘油生产的主要工艺过程，由于硝化甘油极不稳定，在生产过程中极易发生爆炸，从而对周边环境和操作人员造成极大的危害。

因此需要为硝化甘油的生产提供一个稳定地、本质安全的生产环境，以在一定程度上规避硝化甘油生产过程中可能发生的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硝化甘油生产装置及系统，以为硝化甘油的生产提供稳定的生产环境。

本发明提供了一种硝化甘油生产装置，包括反应井、反应设备和分离设备；所述反应井形成密闭腔室，所述反应设备和所述分离设备均位于所述反应井内的密闭腔室内，且所述反应设备的出料口与所述分离设备的进料口相连通；所述反应井上设置有原料进料接口和产物出料接口；所述反应设备的进料口能够通过所述原料进料接口与原料供应设备相连通；所述分离设备的出料口能够通过所述产物出料接口与产物回收设备相连通。

进一步地，所述反应设备为微通道反应器；所述反应井设置有换热接口，所述反应设备通过所述换热接口与外界的换热设备相连通。

进一步地，所述分离设备包括离心萃取机；所述离心萃取机包括萃取进料口、有机相出口和水相出口；所述萃取进料口与所述反应设备的出料口相连通，所述离心萃取机用于将所述反应设备的生成物分离成水相和有机相；所述反应井设置有能够与所述水相出口相连通的排液口，所述排液口用于与外界废液回收设备相连通。

进一步地，所述分离设备还包括淬灭洗涤反应器，所述淬灭洗涤反应器为微通道反应器；所述淬灭洗涤反应器包括洗涤入口和洗涤出口；所述反应井设置有洗涤液接口，所述洗涤液接口用于与外界洗涤液供应设备相连通；所述洗涤液接口和所述有机相出口均与所述洗涤入口相连通，所述洗涤出口与所述产物出料接口相连通。

进一步地，所述反应井内设置有消防喷淋头和中和液喷淋头；所述反应井上设置有与所述消防喷淋头相连通消防接口，所述消防接口用于与外界消防设备相连通；所述反应井上设置有与所述中和液喷淋头相连通的中和液接口，所述中和液接口用于与外界中和液供应设备相连通；所述消防喷淋头和所述中和液喷淋头的数量均为多个，多个所述消防喷淋头和中和液喷淋头间隔分布于所述反应井的内部。

进一步地，所述反应井设置有通风接口和氮气接口；所述通风接口用于与外界新风供应系统或尾气回收系统相连通；所述氮气接口用于与外界氮气供应设备相连通，以向所述反应井内输送氮气。

进一步地，所述反应井包括快开封头，以使操作人员通过所述快开封头进入到所述反应井内；所述反应井上设置有视窗，以使操作人员通过所述视窗观察所述反应井的内部。

进一步地，所述反应井设置有排污口，用于排出所述反应井内的积液；所述反应井安装有安全阀和爆破片。

进一步地，还包括控制设备；所述控制设备能够与所述反应井、反应设备和分离设备的仪器仪表通讯连接。

本发明还提供了一种硝化甘油生产系统，包括上述任一项所述的硝化甘油生产装置以及原料供应设备和产物回收设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的硝化甘油生产装置包括反应井、反应设备和分离设备，反应井形成密闭腔室，反应设备和分离设备均设置于反应井的密闭腔室内；用于生成硝化甘油的反应过程在反应设备内进行，反应井的筒体上设置有原料进料接口，原料供应管道的一端与原料供应设备相连通，原料供应管道的另一端通过原料进料接口伸入到反应井内，并与反应设备的进料口相连通，从而将用于进行硝化反应的原料(甘油、硝酸和硫酸)以一定的比例输送至反应设备内；反应原料被不断地输送至反应设备内，并在反应设备内生成硝化甘油和废酸；反应设备的出料口通过管道与分离设备的进料口相连通，以将生成的硝化甘油和废酸连续第输送至分离设备内进行分离，以得到最终产品，即符合质量要求的硝化甘油；反应井的筒体上设置有产物出料接口，产物输送管道的一端与分离设备的出料口相连通，产物输送管道的另一端通过所述产物出料接口穿出所述反应井，并与位于反应井外部的产物回收设备相连通，从而将经过分离的符合质量要求的硝化甘油输送至产物回收设备进行收集存储；因此，通过设置一个密封的反应井，将硝化甘油生产过程中的主体设备，反应设备和分离设备及连接管道整体包裹在一个密闭的空间内，从而保证硝化甘油在反应和分离的过程中，周围环境的安全稳定，与外界的不安全因素隔绝，在一定程度上避免由于暴冷暴热、撞击、摩擦、遇明火、高热等情况而导致硝化甘油发生爆炸；并且在一旦发生爆炸，产生的爆炸能力也将被反应井所吸收，不会发生大范围的连锁爆炸，火灾等，从而实现硝化甘油的安全生产。

本发明还提供了一种硝化甘油生产系统，包括所述的硝化甘油生产装置以及原料供应设备和产物回收设备，因而所述硝化甘油生产系统也具有硝化甘油生产装置的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的硝化甘油生产装置第一视角下的内部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的硝化甘油生产装置第二视角下的结构示意图。

附图标记：

1-反应井，11-排污口，12-通风接口，13-氮气接口，14-中和液接口，15-换热接口，16-原料进料接口，17-产物出料接口，18-消防接口，2-反应设备，3-离心萃取机，4-淬灭洗涤反应器，5-快开封头，6-爆破片，7-安全阀，8-视窗。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1和图2描述根据本申请一些实施例所述的硝化甘油生产装置及系统。

本申请提供了一种硝化甘油生产装置，如图1所示，包括反应井1、反应设备2和分离设备；反应井1包括筒体和设置于筒体两侧的封头，筒体和两个封头共同围设成一密闭腔室，反应设备2和分离设备均设置于反应井1的密闭腔室内。

用于生成硝化甘油的反应过程在反应设备2内进行，反应设备2能够通过原料供应管道与位于反应井1外部的原料供应设备相连通；优选地，反应井1的筒体上设置有原料进料接口16，原料供应管道的一端与原料供应设备相连通，原料供应管道的另一端通过原料进料接口16伸入到反应井1内，并与反应设备2的进料口相连通，从而将用于进行硝化反应的原料(甘油、硝酸和硫酸)以一定的比例输送至反应设备2内；反应原料被不断地输送至反应设备2内，并在反应设备2内生成硝化甘油和废酸；反应设备2的出料口通过管道与分离设备的进料口相连通，以将生成的硝化甘油和废酸连续地输送至分离设备内进行分离，以得到最终产品，即符合质量要求的硝化甘油；分离设备能够通过产物输送管道与外界的产物回收设备相连通，优选地，反应井1的筒体上设置有产物出料接口17，产物输送管道的一端与分离设备的出料口相连通，产物输送管道的另一端通过所述产物出料接口17穿出所述反应井1，并与位于反应井1外部的产物回收设备相连通，从而将经过分离的符合质量要求的硝化甘油输送至产物回收设备进行收集存储。

因此，通过设置一个密封的反应井1，将硝化甘油生产过程中的主体设备，即反应设备2和分离设备及连接管道整体包裹在一个密闭的空间内，从而保证硝化甘油在反应和分离的过程中，周围环境的安全稳定，与外界的不安全因素隔绝，在一定程度上避免由于暴冷暴热、撞击、摩擦、遇明火、高热等情况而导致硝化甘油发生爆炸；并且一旦发生爆炸，爆炸产生的能量也将被反应井1所吸收，不会发生大范围的连锁爆炸、火灾等，从而实现硝化甘油的安全生产。

在该实施例中，优选地，如图1所示，反应设备2为微通道反应器，微通道反应器包括反应通道和换热通道；反应原料被以一定的比例输送至反应通道内进行反应并放出热量，换热通道能够与外界的换热设备相连通，以对反应通道进行换热，吸收反应过程放出的热量；由于采用微通道反应器，其具有较大的比表面积，传质和传热的能力较高，能够实现物料的瞬间混合均匀和高效地传热，从而满足硝化甘油在硝化过程中放出的大量的热量的传热需求，及时将热量转移出去，避免物料因为热量积聚而发生爆炸。

优选地，如图2所示，反应井1设置有换热接口15，换热接口15内设置有换热通道，换热通道能够通过换热接口15穿过反应井1，且换热通道位于反应井1内的一端与反应设备2的换热通道相连通，换热通道位于反应井1外的一端与换热设备相连通。具体地，换热设备为冷热一体机，通过冷热一体机不仅能够为反应设备2提供适宜的反应温度，也能够快速地将反应放出的热量转移出去。

在该实施例中，优选地，如图1和图2所示，分离设备包括离心萃取机3；离心萃取机3包括萃取进料口、有机相出口和水相出口；萃取进料口通过管道与反应设备2的出料口相连通，从而将硝化反应生成的产物输送至离心萃取机3内进行离心分离。

原料在反应设备2内反应后生成的产物为处于乳化状态的硝化甘油和废酸，反应产物通过管道进入到离心萃取机3的转鼓中，在离心力的作用下将反应产物分离成硝化甘油和废酸，并将分离后的硝化甘油和废酸分别储存在离心萃取机3的两个收集腔内。

其中离心萃取机3的水相出口与用于存放废酸的收集腔相连通，废酸能够经由水相出口排出离心萃取机3；反应井1设置有排液口，排液口内设置有排液管道，排液管道的一端与水相出口相连通，排液管道的另一端通过排液口伸出反应井1，并与位于反应井1外侧的废液回收设备相连通；从而将反应离心分离后的废酸不断地排出离心萃取机3，并输送到反应井1外侧的废液回收设备进行收集存放。

离心萃取机3的有机相出口与用于存放硝化甘油的收集腔相连通，通过有机相出口能够连续地将离心分离后得到的硝化甘油输出离心萃取机3。

在该实施例中，优选地，如图1和图2所示，分离设备还包括淬灭洗涤反应器4；经过离心分离后的硝化甘油为粗品硝化甘油，其中仍含有一定量的废酸，需要对粗品硝化甘油进行进一步提纯以得到合格的硝化甘油；因此，经过离心萃取机3分离后得到的粗品硝化甘油要进入到淬灭洗涤反应器4中进行进一步提纯。

淬灭洗涤反应器4包括洗涤入口和洗涤出口；洗涤入口包括第一接口和第二接口，第一接口通过管道与离心萃取机3的有机相出口相连通，以将粗品硝化甘油输送至淬灭洗涤反应器4内；反应井1的筒体上设置有洗涤液接口，洗涤液接口内设置有洗涤液供应管道，洗涤液供应管道的一端与第二接口相连通，洗涤液供应管道的另一端通过洗涤液接口伸出反应井1并与位于反应井1外部的洗涤液供应设备相连通，从而将洗涤液输送至淬灭洗涤反应器4内。需要说明的是，洗涤液为碱液，洗涤液与粗品硝化甘油中含有的废酸进行酸碱中和反应，并使硝化甘油呈微碱性，从而达到安定的目的。

淬灭洗涤反应器4为与反应设备2结构相同的微通道反应器，由于淬灭洗涤反应器4进行的是酸碱中和反应，也为放热反应，因此通过使用微通道反应器，能够提高洗涤液与粗品硝化甘油中的废酸的传质和传热的能力，能够快速地完成对粗品硝化甘油的提纯，也能够快速地将反应过程中产生的热量转移出去，提高反应的安全性。

淬灭洗涤反应器4的洗涤出口能够通过反应井1上的产物出料接口17与外界的产物回收设备相连通，从而对得到的符合产品质量要求的硝化甘油进行回收储存。

在该实施例中，优选地，如图1和图2所示，反应井1内设置有消防喷淋头，消防喷淋头设置于反应井1的顶部；反应井1上设置有消防接口18，消防接口18内设置有消防管道，消防管道的一端与反应井1外部的消防设备相连通，消防管道的另一端通过消防接口18伸入反应井1内，并与位于反应井1内部的消防喷淋头相连接，从而通过外界的消防设备向消防管道和消防喷淋头内供应消防水；消防喷淋头的数量为多个，多个消防喷淋头间隔设置于反应井1内，从而当反应井1内部发生火灾时，一旦发生明火，消防水能够通过消防喷淋头均匀地洒出，以对反应井1内部的火势起到控制的作用；并且一旦硝化甘油发生泄露时，能够通过消防喷淋头向反应井内1注水，使反应井1内部充满水，从而将反应井1内的硝化甘油的浓度快速地降低至安全范围，以防止硝化甘油发生爆炸。

在该实施例中，优选地，如图1和图2所示，反应井1内部设置有中和液喷淋头，中和液喷淋头的数量为多个，多个中和液喷淋头间隔设置在反应井1的顶部；反应井1的筒体上设置有中和液接口14，中和液接口14内设置有中和液供应管道，中和液供应管道的一端与外界的中和液供应设备相连通，中和液供应管道的另一端通过中和液接口14伸入到反应井1内，并与位于反应井1内部的多个中和液喷淋头相连通；由于反应设备2内在进行硝化反应时原料中包括硝酸和硫酸，而在淬灭洗涤过程中需要使用到碱液，而一旦酸液或碱液泄露，会挥发成酸或碱蒸汽，导致反应井1内部压力迅速变化而引发危险；因此在反应井1内部设置中和液喷淋头，当反应井1内出现酸液或碱液的泄露时，能够向反应井1内喷洒碱液或酸液以与泄露液进行中和反应。

在该实施例中，优选地，如图1和图2所示，反应井1的筒体上设置有通风接口12，通风接口12内设置有通风管道，通风管道的一端能够与外界的新风供应系统或尾气回收系统相连通，通风管道的另一端能够通过通风接口12伸入到反应井1内部；在反应井1内的设备运行过程中，会有挥发性有机物的产生，传统设备直接与大气接触，挥发性有机物直接排放到空气中，无法收集，但本申请通过设置反应井1，挥发性有机物进入到反应井1内，此时通风管道与尾气回收系统相连通，从而能够将反应井1内的挥发性有机物统一回收到尾气回收储罐内以进行后续处理，从而减少对环境的污染，降低企业的治理压力。

当设备停车维修时，将通风管道与新风供应系统相连通，从而能够向反应井1内输送新鲜风，将干净的空气通入到反应井1的内部，使反应井1内部的环境安全，工作人员能够安全地进入到反应井1内对反应井1内部的设备进行维修维护。

在该实施例中，优选地，如图1和图2所示，反应井1内设置有氮气接口13，氮气接口13内设置有氮气管道，氮气管道的一端与反应井1外部的氮气供应设备相连通，氮气管道的另一端通过氮气接口13伸入到反应井1内部，从而向反应井1内部供应氮气；在反应井1内部的设备开工之前，反应井1内部可能存在污染产品的粉尘或影响产品质量的空气等，因此通过氮气接口13向反应井1内通入氮气，对反应井1进行氮气吹扫，以对反应井1内部的空气整体置换，保证内部的气体纯净；同时，向反应井1内部充入氮气，以对反应井1及内部的设备进行氮气保护，当反应井1内的反应设备2进行低温试验时，反应井1内部整体充氮，可以保证没有水蒸气存在，不会发生冷凝和结霜的现象，从而保证反应设备2的正常运行。

在该实施例中，优选地，如图1和图2所示，反应井1的筒体的一侧的封头为快开封头5，从而在需要进行检修或停车维护时，能够快速地打开反应井1，方便工作人员进入到反应井1内对设备进行检修和维护。

反应井1的筒体上还设置有视窗8，以方便工作人员通过视窗8直接观察反应井1内部的所有情况。

在该实施例中，优选地，如图2所示，反应井1的筒体的底部设置有排污口11，当反应井1内部的设备及管道发生泄漏时，或由于其他原因导致反应井1内存在积液时，开启排污口11，将反应井1内的积液及时排出。

反应井1的筒体的上方还安装有安全阀7和爆破片6，当反应井1内部的设备一旦发生泄露或其它突发情况导致反应井1内部的压力超过反应井1的设计压力时，安全阀7和爆破片6就会弹起或爆破，从而向系统外排放介质以防止反应井1超压。

在该实施例中，优选地，硝化甘油生产装置还包括控制设备，控制设备能够与反应井1、反应设备2和分离设备的仪器仪表通讯连接，从而实现对整个装置运行的控制及监控。

本申请还提供了一种硝化甘油生产系统，包括上述任一实施例的硝化甘油生产装置以及原料供应设备和产物回收设备。

在该实施例中，硝化甘油生产系统包括硝化甘油生产装置以及原料供应设备和产物回收设备，因此硝化甘油生产系统具有硝化甘油生产装置的全部有益效果，在此不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种硝化甘油生产装置，其特征在于，包括反应井、反应设备和分离设备；

所述反应井内形成密闭腔室，所述反应设备和所述分离设备均位于所述密闭腔室内，且所述反应设备的出料口与所述分离设备的进料口相连通；

所述反应井上设置有原料进料接口和产物出料接口；

所述反应设备的进料口能够通过所述原料进料接口与原料供应设备相连通；所述分离设备的出料口能够通过所述产物出料接口与产物回收设备相连通。

2.根据权利要求1所述的硝化甘油生产装置，其特征在于，所述反应设备为微通道反应器；

所述反应井设置有换热接口，所述反应设备通过所述换热接口与外界的换热设备相连通。

3.根据权利要求1所述的硝化甘油生产装置，其特征在于，所述分离设备包括离心萃取机；

所述离心萃取机包括萃取进料口、有机相出口和水相出口；

所述萃取进料口与所述反应设备的出料口相连通，所述离心萃取机用于将所述反应设备的生成物分离成水相和有机相；

所述反应井设置有能够与所述水相出口相连通的排液口，所述排液口用于与外界废液回收设备相连通。

4.根据权利要求3所述的硝化甘油生产装置，其特征在于，所述分离设备还包括淬灭洗涤反应器，所述淬灭洗涤反应器为微通道反应器；

所述淬灭洗涤反应器包括洗涤入口和洗涤出口；

所述反应井设置有洗涤液接口，所述洗涤液接口用于与外界洗涤液供应设备相连通；

所述洗涤液接口和所述有机相出口均与所述洗涤入口相连通，所述洗涤出口与所述产物出料接口相连通。

5.根据权利要求1所述的硝化甘油生产装置，其特征在于，所述反应井内设置有消防喷淋头和中和液喷淋头；

所述反应井上设置有与所述消防喷淋头相连通消防接口，所述消防接口用于与外界消防设备相连通；

所述反应井上设置有与所述中和液喷淋头相连通的中和液接口，所述中和液接口用于与外界中和液供应设备相连通；

所述消防喷淋头和所述中和液喷淋头的数量均为多个，多个所述消防喷淋头和中和液喷淋头间隔分布于所述反应井的内部。

6.根据权利要求1所述的硝化甘油生产装置，其特征在于，所述反应井设置有通风接口和氮气接口；

所述通风接口用于与外界新风供应系统或尾气回收系统相连通；

所述氮气接口用于与外界氮气供应设备相连通，以向所述反应井内输送氮气。

7.根据权利要求1所述的硝化甘油生产装置，其特征在于，所述反应井包括快开封头，以使操作人员通过所述快开封头进入到所述反应井内；

所述反应井上设置有视窗，以使操作人员通过所述视窗观察所述反应井的内部。

8.根据权利要求1所述的硝化甘油生产装置，其特征在于，所述反应井设置有排污口，用于排出所述反应井内的积液；

所述反应井安装有安全阀和爆破片。

9.根据权利要求1所述的硝化甘油生产装置，其特征在于，还包括控制设备；

所述控制设备能够与所述反应井、所述反应设备和所述分离设备的仪器仪表通讯连接。

10.一种硝化甘油生产系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的硝化甘油生产装置以及原料供应设备和产物回收设备。

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