CN111879594A - 一种正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，包括进气管、输气装置、水洗罐、红外气体分析仪和U型管水封，进气管的输入端输入有顺酐反应生成气，进气管的末端通过输气装置设置在水洗罐的内部，水洗罐的顶部和侧部分别通过管路连接有红外气体分析仪和U型管水封，水洗罐内充填有溶解水，U型管水封的接口处低于溶解水的水位高度。本发明将顺酐反应生成气中的有机物通过水洗罐中的溶解水完成吸收，需要分析的CO、CO2、C4H10由于不溶于水从而从溶解水中溢出，避免了由于乙酸、丙烯酸、顺酐等的凝结造成管道堵塞和气体分析仪的损坏，同时气体分析仪所采集的分析气体更加纯净，能够获得更准确地检测数据。
Description
技术领域
本发明涉及正丁烷氧化制顺酐生产设备技术领域，具体涉及一种正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置。
背景技术
正丁烷氧化制顺酐工艺是采用正丁烷氧化法生成顺酐，是一种先进的制顺酐工艺。传统的苯法生产工艺价格较贵，毒性也较大，既不经济，也不符合越来越苛刻的环保要求。而正丁烷氧化工艺具有原料价廉，污染相对较轻，碳原子利用率高，顺酐生产成本低等优点，逐渐成为顺酐生产的主要路线，并有逐步取代苯氧化法的趋势。
氧化反应后的气体成分分析是判断反应过程的重要指标，但由于成分中的有机物(乙酸、丙烯酸、顺酐)凝固点较高，在进入气体红外线分析仪之前经常会出现堵塞管道的情况，造成分析的不准确或者根本就无法分析到气体成分，甚至造成红外线分析仪的损坏。本发明装置就是为了解决，反应生成气在进入红外线分析仪之前的堵塞问题，去除非必要检测杂质，确保检测的结果的准确。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，将顺酐反应生成气中的有机物：乙酸、丙烯酸、顺酐和水蒸汽通过水洗罐中的溶解水完成吸收，需要分析的CO、CO2、C4H10由于不溶于水从而从溶解水中溢出，避免了由于乙酸、丙烯酸、顺酐等的凝结造成管道堵塞和气体分析仪的损坏，同时气体分析仪所采集的分析气体更加纯净，能够获得更准确地检测数据。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，包括进气管、输气装置、水洗罐、红外气体分析仪和U型管水封，所述进气管的输入端输入有顺酐反应生成气，所述进气管的末端通过所述输气装置设置在所述水洗罐的内部，所述水洗罐的顶部和侧部分别通过管路连接有所述红外气体分析仪和所述U型管水封，所述水洗罐内充填有溶解水，所述U型管水封的接口处低于所述溶解水的水位高度。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置中，作为优选方案，所述U型管水封包括有第一U型管和第二U型管，所述第一U型管正向设置，所述第二U型管倒置设置，所述第一U型管的一端连通至所述水洗罐的侧壁，另一端连通至所述第二U型管的一端，所述第二U型管的末端竖直向下开设为开口，且在第二U型管的末端正下方设置有地沟。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置中，作为优选方案，所述第二U型管的顶部设置有放空管。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置中，作为优选方案，所述放空管的末端向下弯折并设置为开口。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置中，作为优选方案，所述第一U型管的下端通过排空管连接至所述第二U型管的末端，所述排空管上设置有排空阀门。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置中，作为优选方案，所述输气装置包括有主支管、多个副支管和多个喷气管，所述主支管、所述副支管和所述喷气管均为管状，所述主支管的一端连通所述进气管，另一端为封闭设置，多个所述副支管固定设置在所述主支管上，所述副支管的端部为封闭设置，多个所述喷气管分别固定设置在所述主支管和所述副支管上，且分别与所述主支管和所述副支管连通。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置中，作为优选方案，所述副支管为90°圆弧状，多个所述副支管分别均匀连通设置在所述主支管的两侧。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置中，作为优选方案，所述进气管上设置有进气阀门，所述红外气体分析仪与所述水洗罐之间通过出气管连接，所述出气管上设置有出气阀门。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置中，作为优选方案，所述水洗罐底部设置有排水管，所述排水管上设置有排水阀门。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置中，作为优选方案，所述水洗罐侧壁设置有玻璃管液位计，所述玻璃管液位计的下端与所述水洗罐连通。
本发明提供一种正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，具有如下有益效果：
1.本发明提供一种正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，将顺酐反应生成气中的有机物：乙酸、丙烯酸、顺酐和水蒸汽通过水洗罐中的溶解水完成吸收，需要分析的CO、CO2、C4H10由于不溶于水从而从溶解水中溢出，避免了由于乙酸、丙烯酸、顺酐等的凝结造成管道堵塞和气体分析仪的损坏，同时气体分析仪所采集的分析气体更加纯净，能够获得更准确地检测数据；
2.本发明提供一种正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，水洗罐的侧壁设置有U型管水封，防止水洗罐中的气体不外漏，从而保证分析的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置输气装置的总体结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置输气装置的局部剖面结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置的另一种实施方式的结构示意图。
附图标记说明：
1-进气管，2-进气阀门，3-反应生成气，4-输气装置，41-副支管，42-主支管，43-喷气管，5-排水管，6-排水阀门，7-水洗罐，8-溶解水，9-出气管，10-出气阀门，11-红外气体分析仪，12-U型管水封，13-放空管，14-回流管，15-排空管，16-排空阀门，17-地沟，18-玻璃管液位计。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。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。
以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例：
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置的结构示意图；根据本发明的实施例，本发明提供一种正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置，包括进气管1、输气装置4、水洗罐7、红外气体分析仪11和U型管水封12，进气管1的输入端输入有顺酐反应生成气3，进气管1的末端通过输气装置4设置在水洗罐7的内部，水洗罐7的顶部和侧部分别通过管路连接有红外气体分析仪11和U型管水封12，水洗罐7内充填有溶解水8，U型管水封12的接口处低于溶解水8的水位高度。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置中，作为优选方案，U型管水封12包括有第一U型管和第二U型管，第一U型管正向设置，第二U型管倒置设置，第一U型管的一端连通至水洗罐7的侧壁，另一端连通至第二U型管的一端，第二U型管的末端竖直向下开设为开口，且在第二U型管的末端正下方设置有地沟17。第二U型管的末端设置为回流管14，到达第二U型管顶部的液体通过回流管14流入地沟17。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置中，作为优选方案，第二U型管的顶部设置有放空管13。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置中，作为优选方案，放空管13的末端向下弯折并设置为开口。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置中，作为优选方案，第一U型管的下端通过排空管15连接至第二U型管的末端，排空管15上设置有排空阀门16。
请参考图2和图3，图2为本发明实施例所提供的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置输气装置4的总体结构示意图，图3为本发明实施例所提供的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置输气装置4的局部剖面结构示意图；在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置中，作为优选方案，输气装置4包括有主支管42、多个副支管41和多个喷气管43，主支管42、副支管41和喷气管43均为管状，主支管42的一端连通进气管1，另一端为封闭设置，多个副支管41固定设置在主支管42上，副支管41的端部为封闭设置，多个喷气管43分别固定设置在主支管42和副支管41上，且分别与主支管42和副支管41连通。在本实施方式中，喷主管设置在主支管42和副支管41上方，开口朝上设置。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置中，作为优选方案，副支管41为90°圆弧状，多个副支管41分别均匀连通设置在主支管42的两侧。副支管41设计成为圆弧状，可以使顺酐反应生成气3在输气装置4中平滑传输，以便使各个位置的喷气柱都能均匀的喷出顺酐反应生成气3。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置中，作为优选方案，进气管1上设置有进气阀门2，红外气体分析仪11与水洗罐7之间通过出气管9连接，出气管9上设置有出气阀门10。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置中，作为优选方案，水洗罐7底部设置有排水管5，排水管5上设置有排水阀门6。每隔一定的时间，水洗罐7中的溶解水8中溶解的气体会达到饱满，吸收气体的效率变低，会影响出气管9中气体的纯度，因此，在每隔一定的时间，需要通过排水管5将水洗罐7的中溶解水8排放，重新换新的溶解水8。另外的，可以在水洗罐7中的侧壁上开设另一个注水口，通过注水口向水洗罐7中注入新的溶解水8。
在上述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置中，作为优选方案，水洗罐7侧壁设置有玻璃管液位计18，玻璃管液位计18的下端与水洗罐7连通。玻璃管液位计18设置在U型管水封12接口处的附近，在对水洗罐7中注入新的溶解水8时，工作人员可以通过玻璃管液位计18直观的观测出水洗罐7中溶液水的液位高度，当液位高度高于U型管水封12的接口处即可。水洗罐7中的溶解水8液位要控制不得低于U型管水封12的进口，U型管水封12的高、低点两个U型弯的高度差不得小于10米。原因在于，两个U型弯的高度差约等于1个大气压，靠高度差里的水形成水封，确保气体不外漏，从而保证分析的准确性。倘若溶解水8水位低于U型管水封12进口后，水洗罐7内的气体就有可能冲破U型管水封12的水封，从而造成气体外漏。
本发明顺酐反应生成气3前端工序的反应原理如下：
将原料正丁烷进行蒸发气化并与空气按一定比例均匀混合，混合气体在反应器的管程内进行催化氧化反应，生成含有的顺酐气体，副产物中还含有乙酸和丙烯酸。
反应总反应式如下：
C4H10+4.1O2→0.65C4H2O3+0.75CO+0.58CO2+4.28H2O；
高温(约380℃)的含有顺酐的反应生成气体，经初次降温后(约270℃)，再次冷却后(约160℃)进入到回收部分的吸收塔内。反应过程产生热量，并用反应器壳程循环的熔盐进行换热降温以达到不超温的结果，带给熔盐的热量用脱盐水进行降温并产生高压蒸汽，其蒸汽经过蓄热式氧化器过热，之后的蒸汽供给汽轮机使用，以达到节能降耗的目的。
该反应生成气3在初次降温后，经取样阀进入红外线分析仪进行分析。本装置安装在取样阀和红外线分析仪之间，对反应生成气3进行过滤、水洗，生成气中的有机物(乙酸、丙烯酸、顺酐)和水蒸汽都被水吸收了，需要分析的CO、CO2、C4H10由于不溶于水而不会造成影响。经过过滤和水洗后的气体更干净，对后续管道就不会再出现堵塞的情况了。
请参考图4，图4为本发明实施例所提供的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气3的水洗装置的另一种实施方式的结构示意图；在本发明的另一种实施方式中，喷气管43设置在主支管42和副支管41的下方，开口朝下开设，采用这样的结构方式，从进气管1中输出的顺酐反应生成气3通过主支管42和副支管41后从下方的喷气管43中喷出，可以增加顺酐反应生成气3与溶解水8的接触时间，增加顺酐反应生成气3中的乙酸、丙烯酸、顺酐和水蒸汽的溶解效率。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的具体实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，其特征在于，包括进气管、输气装置、水洗罐、红外气体分析仪和U型管水封，所述进气管的输入端输入有顺酐反应生成气，所述进气管的末端通过所述输气装置设置在所述水洗罐的内部，所述水洗罐的顶部和侧部分别通过管路连接有所述红外气体分析仪和所述U型管水封，所述水洗罐内充填有溶解水，所述U型管水封的接口处低于所述溶解水的水位高度。
2.根据权利要求1所述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，其特征在于，所述U型管水封包括有第一U型管和第二U型管，所述第一U型管正向设置，所述第二U型管倒置设置，所述第一U型管的一端连通至所述水洗罐的侧壁，另一端连通至所述第二U型管的一端，所述第二U型管的末端竖直向下开设为开口，且在第二U型管的末端正下方设置有地沟。
3.根据权利要求2所述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，其特征在于，所述第二U型管的顶部设置有放空管。
4.根据权利要求3所述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，其特征在于，所述放空管的末端向下弯折并设置为开口。
5.根据权利要求3所述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，其特征在于，所述第一U型管的下端通过排空管连接至所述第二U型管的末端，所述排空管上设置有排空阀门。
6.根据权利要求3所述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，其特征在于，所述输气装置包括有主支管、多个副支管和多个喷气管，所述主支管、所述副支管和所述喷气管均为管状，所述主支管的一端连通所述进气管，另一端为封闭设置，多个所述副支管固定设置在所述主支管上，所述副支管的端部为封闭设置，多个所述喷气管分别固定设置在所述主支管和所述副支管上，且分别与所述主支管和所述副支管连通。
7.根据权利要求6所述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，其特征在于，所述副支管为90°圆弧状，多个所述副支管分别均匀连通设置在所述主支管的两侧。
8.根据权利要求3所述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，其特征在于，所述进气管上设置有进气阀门，所述红外气体分析仪与所述水洗罐之间通过出气管连接，所述出气管上设置有出气阀门。
9.根据权利要求3所述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，其特征在于，所述水洗罐底部设置有排水管，所述排水管上设置有排水阀门。
10.根据权利要求3所述的正丁烷氧化制顺酐工艺反应生成气的水洗装置，其特征在于，所述水洗罐侧壁设置有玻璃管液位计，所述玻璃管液位计的下端与所述水洗罐连通。
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