CN111644126A - 氮气回收催化反应系统和氮气回收催化反应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了氮气回收催化反应系统和氮气回收催化反应方法。氮气回收催化反应系统包括反应液混合罐，反应液混合罐的一端连通有反应液进料管线、氮气进气管线和催化剂进料管线。反应液混合罐的另一端的上方通过氮气出气管线连通氮气收集机构，下方通过反应液循环管线连通反应液循环泵，反应循环泵通过反应液回流管线连通反应液进料管线，同时反应液循环管线还连通有反应液出料管线。反应液回流管线上设置有第一阀门，反应液循环管线上设置有第二阀门，反应液出料管线上设置有第三阀门，反应液进料管线上设置有第四阀门，氮气进气管线上设置有第五阀门。本发明对氮气进行充分收集且保证了氮气的纯度。

Description

氮气回收催化反应系统和氮气回收催化反应方法
技术领域
本发明涉及氮气回收领域，尤其涉及一种氮气回收催化反应系统和氮气回收催化反应方法。
背景技术
在相关的现有技术中，氮气回收结构复杂，回收的氮气中含有杂质较多，导致后续继续利用难度较大。
发明内容
本发明实施方式提供的氮气回收催化反应系统，包括反应液混合罐，反应液混合罐的一端连通有反应液进料管线、氮气进气管线和催化剂进料管线，
反应液混合罐的另一端的上方通过氮气出气管线连通氮气收集机构，下方通过反应液循环管线连通反应液循环泵，反应循环泵通过反应液回流管线连通反应液进料管线，同时反应液循环管线还连通有反应液出料管线，
反应液回流管线上设置有第一阀门，反应液循环管线上设置有第二阀门，反应液出料管线上设置有第三阀门，反应液进料管线上设置有第四阀门，氮气进气管线上设置有第五阀门。
本发明对氮气进行充分收集且保证了氮气的纯度。
进一步地，反应液进料管线上设置有流量计和单向阀，氮气进气管线上设置有调压阀和单向阀。
进一步地，反应液混合罐内设置有多个竖直的挡板，靠近反应液进料管线的挡板设置在反应液混合罐的顶部，与底部间隔；靠近反应液循环管线接口的挡板设置在反应液混合罐的底部，与顶部间隔。
进一步地，反应液混合罐上设置有搅拌结构，搅拌结构位于反应液混合罐的进料端，靠近反应液进料管线、氮气进气管线和催化剂进料管线。
进一步地，氮气出气管线上设置有氮气冷却器，氮气冷却器连通有冷冻水输入线和冷冻水输出线。
进一步地，氮气收集机构按氮气流向依次包括氮气缓冲罐和氮气压缩机，氮气缓冲罐上设置有压力表和排污口，氮气压缩机连通厂区氮气管网。
进一步地，反应液循环管线上设置有反应液冷却器，反应液冷却器连通有循环水输入线和循环水输出线。
氮气回收催化反应方法，基于如上任一实施方式所述的氮气回收催化反应系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：关闭第一阀门、第二阀门和第三阀门，打开第四阀门、第五阀门和反应液进料管线上的流量计，开启氮气压缩机，将反应液输入反应液混合罐；
步骤二：流量计计量达到阈值，停止输入反应液，关闭第四阀门，打开第一阀门、第二阀门和反应液循环泵，打开氮气冷却器的冷冻水输入线、冷冻水输出线和反应液冷却器的循环水输入线和循环水输出线；
步骤三：打开搅拌结构，打开催化剂进料管线，将催化剂输入到反应液混合罐中；
步骤四：催化剂的加入量到达阈值时，关闭催化剂进料管线；
步骤五：搅拌混合一段时间，在反应液混合罐的取样口取样，检验催化剂和反应液是否混合完全，若未混合完全，继续搅拌混合后取样检测，直到达到混合要求，停止反应液循环泵运行；
步骤六：达到混合标准后，关闭第一阀门，打开第二阀门，启动反应液循环泵，当反应液混合罐内的液位计达到设定的液位时，停止反应液循环泵和搅拌结构运行，关闭第三阀门。
进一步地，加入催化剂后搅拌半小时，取样检测混合程度。
进一步地，取样检测未达到混合标准则继续搅拌，15分钟后再次取样检测。
本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施方式的氮气回收催化反应系统的平面结构示意图；
图2是图1在I处的放大示意图。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1和图2，本发明实施方式提供的氮气回收催化反应系统，包括反应液混合罐1，反应液混合罐1内设置有多个竖直的挡板18，靠近反应液进料管线2的挡板18设置在反应液混合罐1的顶部，与底部间隔；靠近反应液循环管线6接口的挡板18设置在反应液混合罐1的底部，与顶部间隔。如此，反应液和催化剂进入反应液混合罐1后，在挡板18的作用下，在每个挡板18之间充分停留，从而进行完全混合。
反应液混合罐1内设置有搅拌结构19，搅拌结构19位于反应液混合罐1的进料端，靠近反应液进料管线2、氮气进气管线3和催化剂进料管线4。搅拌结构19包括搅拌电机和搅拌棒，搅拌电机设置在反应液混合罐1的外壁上，搅拌棒伸入反应液混合罐1中旋转搅拌反应液和催化剂。
反应液混合罐1的一端连通有反应液进料管线2、氮气进气管线3和催化剂进料管线4。反应液进料管线2上设置有第四阀门13，氮气进气管线3上设置有第五阀门14。此外，反应液进料管线2上还设置有流量计15和单向阀16，氮气进气管线3上设置有调压阀17和单向阀16。
反应液混合罐1的另一端的上方通过氮气出气管线5连通氮气收集机构，氮气出气管线5上设置有氮气冷却器20，氮气冷却器20连通有冷冻水输入线21和冷冻水输出线22。氮气收集机构按氮气流向依次包括氮气缓冲罐23和氮气压缩机24，氮气缓冲罐23上设置有压力表25和排污口26，氮气压缩机24连通厂区氮气管网。氮气冷却器20主要作用是冷冻氮气中的有机物，并使有机物回流到反应液混合罐1中，保证进入氮气缓冲罐23中的氮气中的有机物含量小于安全值，不影响氮气压缩机24的正常运转。
反应液混合罐1的另一端的下方通过反应液循环管线6连通反应液循环泵7，反应循环泵通过反应液回流管线8连通反应液进料管线2，同时反应液循环管线6还连通有反应液出料管线9。
反应液回流管线8上设置有第一阀门10，反应液循环管线6上设置有第二阀门11，反应液出料管线9上设置有第三阀门12。反应液循环管线6上设置有反应液冷却器27，反应液冷却器27连通有循环水输入线28和循环水输出线29。反应液中加入催化剂后会释放热量，反应液温度升高，反应液冷却器27的作用是降温，保证加入催化剂的反应液的温度维持在设定的安全温度范围内，以便反应液进入下一道流程。
本发明对氮气进行充分收集且保证了氮气的纯度。
氮气回收催化反应方法，基于如上任一实施方式的氮气回收催化反应系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：关闭第一阀门10、第二阀门11和第三阀门12，打开第四阀门13、第五阀门14和反应液进料管线2上的流量计15，开启氮气压缩机24，将反应液输入反应液混合罐1；
步骤二：流量计15计量达到阈值，停止输入反应液，关闭第四阀门13，打开第一阀门10、第二阀门11和反应液循环泵7，打开氮气冷却器20的冷冻水输入线21、冷冻水输出线22和反应液冷却器27的循环水输入线28和循环水输出线29；
步骤三：打开搅拌结构19，打开催化剂进料管线4，将催化剂输入到反应液混合罐1中；
步骤四：催化剂的加入量到达阈值时，关闭催化剂进料管线4；
步骤五：搅拌混合30分钟后，在反应液混合罐1的取样口30取样，检验催化剂和反应液是否混合完全，若未混合完全，继续搅拌混合15分钟后取样检测，直到达到混合要求，停止反应液循环泵7运行；
步骤六：达到混合标准后，关闭第一阀门10，打开第二阀门11，启动反应液循环泵7，当反应液混合罐1内的液位计31达到设定的液位时，停止反应液循环泵7和搅拌结构19运行，关闭第三阀门12。
本发明中的氮气回收催化反应方法，流程简单，高效便捷，同时氮气的回收质量高，后续利用安全、稳定，同时避免有机物进入氮气压缩机24，保护了机器设备，延长了设备的使用寿命。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.氮气回收催化反应系统，其特征在于，包括反应液混合罐(1)，反应液混合罐的一端连通有反应液进料管线(2)、氮气进气管线(3)和催化剂进料管线(4)，
反应液混合罐的另一端的上方通过氮气出气管线(5)连通氮气收集机构，下方通过反应液循环管线(6)连通反应液循环泵(7)，反应循环泵通过反应液回流管线(8)连通反应液进料管线，同时反应液循环管线还连通有反应液出料管线(9)，
反应液回流管线上设置有第一阀门(10)，反应液循环管线上设置有第二阀门(11)，反应液出料管线上设置有第三阀门(12)，反应液进料管线上设置有第四阀门(13)，氮气进气管线上设置有第五阀门(14)。
2.根据权利要求1所述的氮气回收催化反应系统，其特征在于，反应液进料管线上设置有流量计(15)和单向阀(16)，氮气进气管线上设置有调压阀(17)和单向阀。
3.根据权利要求1所述的氮气回收催化反应系统，其特征在于，反应液混合罐内设置有多个竖直的挡板(18)，靠近反应液进料管线的挡板设置在反应液混合罐的顶部，与底部间隔；靠近反应液循环管线接口的挡板设置在反应液混合罐的底部，与顶部间隔。
4.根据权利要求1所述的氮气回收催化反应系统，其特征在于，反应液混合罐上设置有搅拌结构(19)，搅拌结构位于反应液混合罐的进料端，靠近反应液进料管线、氮气进气管线和催化剂进料管线。
5.根据权利要求1所述的氮气回收催化反应系统，其特征在于，氮气出气管线上设置有氮气冷却器(20)，氮气冷却器连通有冷冻水输入线(21)和冷冻水输出线(22)。
6.根据权利要求1所述的氮气回收催化反应系统，其特征在于，氮气收集机构按氮气流向依次包括氮气缓冲罐(23)和氮气压缩机(24)，氮气缓冲罐上设置有压力表(25)和排污口(26)，氮气压缩机连通厂区氮气管网。
7.根据权利要求1所述的氮气回收催化反应系统，其特征在于，反应液循环管线上设置有反应液冷却器(27)，反应液冷却器连通有循环水输入线(28)和循环水输出线(29)。
8.氮气回收催化反应方法，基于如权利要求1-7任一项所述的氮气回收催化反应系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：关闭第一阀门、第二阀门和第三阀门，打开第四阀门、第五阀门和反应液进料管线上的流量计，开启氮气压缩机，将反应液输入反应液混合罐；
步骤二：流量计计量达到阈值，停止输入反应液，关闭第四阀门，打开第一阀门、第二阀门和反应液循环泵，打开氮气冷却器的冷冻水输入线、冷冻水输出线和反应液冷却器的循环水输入线和循环水输出线；
步骤三：打开搅拌结构，打开催化剂进料管线，将催化剂输入到反应液混合罐中；
步骤四：催化剂的加入量到达阈值时，关闭催化剂进料管线；
步骤五：搅拌混合一段时间，在反应液混合罐的取样口(30)取样，检验催化剂和反应液是否混合完全，若未混合完全，继续搅拌混合后取样检测，直到达到混合要求，停止反应液循环泵运行；
步骤六：达到混合标准后，关闭第一阀门，打开第二阀门，启动反应液循环泵，当反应液混合罐内的液位计(31)达到设定的液位时，停止反应液循环泵和搅拌结构运行，关闭第三阀门。
9.根据权利要求8所述的氮气回收催化反应方法，其特征在于，加入催化剂后搅拌半小时，取样检测混合程度。
10.根据权利要求8所述的氮气回收催化反应方法，其特征在于，取样检测未达到混合标准则继续搅拌，15分钟后再次取样检测。
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