CN112441947A - 一种用于生产丙烯腈的四效蒸发器 - Google Patents

一种用于生产丙烯腈的四效蒸发器 Download PDF

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刘清娟
孙迪
孙文生
尹三琴
陆玲
张弘强
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Abstract

本发明涉及一种用于生产丙烯腈的四效蒸发器，包括依次串联设置的一效蒸发器(11)、二效蒸发器(12)、三效蒸发器(13)和四效蒸发器(14)；所述二效蒸发器(12)、所述三效蒸发器(13)、所述四效蒸发器(14)底部分别并联设置有用于其底部溶液循环换热的换热器(15)和备用换热器(16)。二、三、四效换热器增设备用换热器后，当某一效换热器因丙烯腈或氢氰酸等的聚合物附着发生堵塞时，可将堵塞的换热器进出口阀门关闭，同时开启备用换热器的进出口阀门，然后对堵塞的换热器进行检修清洗。

Description

一种用于生产丙烯腈的四效蒸发器
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其涉及一种用于生产丙烯腈的四效蒸发器。
背景技术
国内外丙烯腈的生产技术以丙烯氨氧化法为主。该工艺经50多年的发展，工艺技术成熟。自问世以来，工艺上没有重大改进，主要以研究新型催化剂为主及新型流化床反应器的开发，同时开展以节能降耗、环保等目标的工艺技术改造，以提高装置效率。丙烯氨氧化法技术具有原料易得、工艺过程简单、操作稳定、产品精制方便、产品成本低等优点。
目前国内丙烯腈生产装置中的四效蒸发单元，经蒸发器分离出的气相产物因流速较高夹带的液沫中含有大量聚合物，易导致二、三、四效换热器堵塞，二、三、四效换热器需要每3-6个月清洗一次，换热器清洗时，四效蒸发单元停止运行，从而影响了装置的长周期稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产丙烯腈的四效蒸发器，解决换热器维修时四效蒸发器无法运行的弊端。
为实现上述发明目的，本发明提供一种用于生产丙烯腈的四效蒸发器，包括依次串联设置的一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器和四效蒸发器；
所述二效蒸发器、所述三效蒸发器、所述四效蒸发器底部分别并联设置有用于其底部溶液循环换热的换热器和备用换热器。
根据本发明的一个方面，所述备用换热器与所述换热器的换热面积比a满足：a≤1。
根据本发明的一个方面，所述备用换热器与所述换热器的换热面积比a满足：0.2≤a＜1。
根据本发明的一个方面，所述备用换热器与所述换热器的换热面积比a满足：0.4≤a＜1。
根据本发明的一个方面，所述一效蒸发器、所述二效蒸发器、所述三效蒸发器和所述四效蒸发器中均设置有丝网除沫器、升汽帽塔盘中的一种或两种的组合。
根据本发明的一种方案，二、三、四效换热器增设备用换热器后，当某一效换热器因丙烯腈或氢氰酸等的聚合物附着发生堵塞时，可将堵塞的换热器进出口阀门关闭，同时开启备用换热器的进出口阀门，然后对堵塞的换热器进行检修清洗。不会因二、三、四效换热器堵塞，而导致的整个四效蒸发单元停工，从而确保了丙烯腈装置四效蒸发器的稳定运行。
根据本发明的一种方案，各效蒸发器内设置丝网除沫器和/或升汽帽，可有效拦截蒸发器汽相中夹带的液沫，从而减少进去下游换热器的聚合物。可有效提高二、三、四效换热器的运行时间，减少在线换热器与备用换热器的切换频率，从而减少了因换热器切换导致设备运行不稳定的情况。
附图说明
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的用于生产丙烯腈的四效蒸发器结构图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，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。
在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种用于制丙烯腈的四效蒸发器，包括依次串联设置的一效蒸发器11、二效蒸发器12、三效蒸发器13和四效蒸发器14。在本实施方式中，一效蒸发器11底部设置有用于其底部溶液循环换热的一效换热器15a，二效蒸发器12底部设置有用于其底部溶液循环换热的二效换热器15b，三效蒸发器13底部设置有用于其底部溶液循环换热的三效换热器15c，四效蒸发器14底部设置有用于其底部溶液循环换热的四效换热器15d。在本实施方式中，与二效换热器15b相对应的设置有二效备用换热器16a，与三效换热器15c相对应的设置有三效备用换热器16b，与四效换热器15d相对应的设置有四效备用换热器16c。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式，一效蒸发器11的底部设置有连接一效蒸发器11与第一输送泵112的第一管路111，第一输送泵112与一效换热器15a连接有第二管路113，通过一效换热器15a的釜液重新从一效蒸发器11侧线回流到蒸发器中。外部的低压蒸汽通过第三管路116输入一效换热器15a与流经的釜液进行换热后输送至常压蒸汽凝液罐。一效蒸发器11的上部通过第四管路117输入回收塔釜液。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式，二效蒸发器12的底部设置有连接二效蒸发器12与第二输送泵122的第五管路121，第二输送泵122与二效换热器15b连接有第六管路123，通过二效换热器15b的釜液重新从二效蒸发器12侧线回流到蒸发器中。在第一管路111上引出第七管路114将第一管路111中的部分釜液送至二效蒸发器12的上部。在一效蒸发器11的顶部引出第八管路115与二效换热器15b相连通，使一效蒸发器11顶部输出的物流与二效换热器15b中的釜液进行换热后送至低压蒸汽凝液罐。在本实施方式中，二效备用换热器16a通过第一连接管1a与第八管路115相连通，通过第二连接管1b与第六管路123相连通，从而实现了二效备用换热器16a与二效换热器15b并联。在第一连接管1a和第二连接管1b可设置通断阀用于控制二效备用换热器16a的接入或切出。
在本实施方式中，二效备用换热器16a与二效换热器15b的换热面积比a满足：a≤1。通过上述设置，选择备用换热器的换热面积小于或等于换热器，这样可以实现采用低成本的备用换热器对本发明的四效蒸发器进行改造，由于备用换热器只有在四效蒸发器在维修堵塞的换热器时才使用，因此，选用低成本的备用换热器在保证了四效蒸发器正常运行的情况下，节约了生产成本。
进一步的，二效备用换热器16a与二效换热器15b的换热面积比a满足：0.2≤a＜1。通过上述设置，选择备用换热器的换热面积小于换热器，这样可以保证在进行换热器维修的过程中，避免备用换热器也发生阻塞，对保证维修过程的顺利进行，以及保证四效蒸发器的长时间稳定运行有利。
进一步的，二效备用换热器16a与二效换热器15b的换热面积比a满足：0.4≤a＜1。通过上述设置，选择备用换热器的换热面积小于换热器，这样可以保证在进行换热器维修的过程中，避免备用换热器也发生阻塞，对保证维修过程的顺利进行，以及保证四效蒸发器的长时间稳定运行有利。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式，三效蒸发器13的底部设置有连接三效蒸发器13与第三输送泵132的第九管路131，第三输送泵132与三效换热器15c连接有第十管路133，通过三效换热器15c的釜液重新从三效蒸发器13侧线回流到蒸发器中。在第五管路121上引出第十一管路124将第五管路121中的部分釜液送至三效蒸发器13的上部。在二效蒸发器12的顶部引出第十二管路125与三效换热器15c相连通，使二效蒸发器12顶部输出的物流与三效换热器15c中的釜液进行换热后送至低压蒸汽凝液罐。在本实施方式中，三效备用换热器16b通过第三连接管1c与第十二管路125相连通，通过第四连接管1d与第十管路133相连通，从而实现了三效备用换热器16b与三效换热器15c并联。在第三连接管1c和第四连接管1d可设置通断阀用于控制三效备用换热器16b的接入或切出。
在本实施方式中，三效备用换热器16b与三效换热器15c的换热面积比a满足：a≤1。通过上述设置，选择备用换热器的换热面积小于或等于换热器，这样可以实现采用低成本的备用换热器对本发明的四效蒸发器进行改造，由于备用换热器只有在四效蒸发器在维修堵塞的换热器时才使用，因此，选用低成本的备用换热器在保证了四效蒸发器正常运行的情况下，节约了生产成本。
进一步的，三效备用换热器16b与三效换热器15c的换热面积比a满足：0.2≤a＜1。通过上述设置，选择备用换热器的换热面积小于换热器，这样可以保证在进行换热器维修的过程中，避免备用换热器也发生阻塞，对保证维修过程的顺利进行，以及保证四效蒸发器的长时间稳定运行有利。
进一步的，三效备用换热器16b与三效换热器15c的换热面积比a满足：0.4≤a＜1。通过上述设置，选择备用换热器的换热面积小于换热器，这样可以保证在进行换热器维修的过程中，避免备用换热器也发生阻塞，对保证维修过程的顺利进行，以及保证四效蒸发器的长时间稳定运行有利。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式，四效蒸发器14的底部设置有连接四效蒸发器14与第四输送泵142的第十三管路141，第四输送泵142与四效换热器15d连接有第十四管路143，通过四效换热器15d的釜液重新从四效蒸发器14侧线回流到蒸发器中。在第九管路131上引出第十五管路134将第九管路131中的部分釜液送至四效蒸发器14的上部。在三效蒸发器13的顶部引出第十六管路135与四效换热器15d相连通，使三效蒸发器13顶部输出的物流与四效换热器15d中的釜液进行换热后送至低压蒸汽凝液罐。第十三管路141上引出第十七管路144将部分釜液输送至后续工段，四效蒸发器14的顶部引出第十八管路145将四效蒸发器14顶部引出的物流送入后续工段进行处理。在本实施方式中，四效备用换热器16c通过第五连接管1e与第十六管路135相连通，通过第六连接管1f与第十四管路143相连通，从而实现了四效备用换热器16c与四效换热器15d并联。在第五连接管1e和第六连接管1f可设置通断阀用于控制四效备用换热器16c的接入或切出。
在本实施方式中，四效备用换热器16c与四效换热器15d的换热面积比a满足：a≤1。通过上述设置，选择备用换热器的换热面积小于或等于换热器，这样可以实现采用低成本的备用换热器对本发明的四效蒸发器进行改造，由于备用换热器只有在四效蒸发器在维修堵塞的换热器时才使用，因此，选用低成本的备用换热器在保证了四效蒸发器正常运行的情况下，节约了生产成本。
进一步的，四效备用换热器16c与四效换热器15d的换热面积比a满足：0.2≤a＜1。通过上述设置，选择备用换热器的换热面积小于换热器，这样可以保证在进行换热器维修的过程中，避免备用换热器也发生阻塞，对保证维修过程的顺利进行，以及保证四效蒸发器的长时间稳定运行有利。
进一步的，四效备用换热器16c与四效换热器15d的换热面积比a满足：0.4≤a＜1。通过上述设置，选择备用换热器的换热面积小于换热器，这样可以保证在进行换热器维修的过程中，避免备用换热器也发生阻塞，对保证维修过程的顺利进行，以及保证四效蒸发器的长时间稳定运行有利。
根据本发明的一种实施方式，一效蒸发器11、二效蒸发器12、三效蒸发器13和四效蒸发器14与顶部封头相邻的一端的内部分别设置有丝网除沫器、升汽帽塔盘中的一种或两种的组合。通过设置丝网除沫器和/或升汽帽塔盘可有效拦截蒸发器中汽相中夹带的液沫，从而减少进去下游换热器的聚合物。此项措施，可有效提高二、三、四效换热器的运行时间，减少在线换热器的维护频率，从而减少因换热器维护而导致生产运行不稳定的情况发生。
以年产26万吨丙烯腈装置四效蒸发器为例，进一步阐述本发明。
下表1是四效蒸发器正常运行时，各效蒸发器内的温度、压力情况。
操作条件 一效蒸发器 二效蒸发器 三效蒸发器 四效蒸发器
温度，℃ 125 112 91.0 61
压力，MPaA 0.230 0.150 0.072 0.02
表1
在本发明的四效蒸发器在运行一段时间后，一效蒸发器11内温度升至135℃，二效蒸发器12内温度升至124℃，同时蒸发器内压力相应提高，但三效蒸发器13、四效蒸发器14内未发生明显温升。对产生这一现象进行原因分析可知：二效蒸发器12顶部蒸汽进入三效换热器15c壳程后，不能与管程物料充分换热，从而导致了蒸汽不能充分冷凝(即凝液量减少)，因此，二效蒸发器12内压力升高，其对应的蒸汽饱和温度也上升(蒸发器内为汽液饱和状态)——即二效蒸发器12内温度升高；二效蒸发器12温度上升，会使二效换热器15b管程物流温度增高，从而导致二效换热器15b壳程凝液量减小，因此，一效蒸发器11内压力升高，其对应的蒸汽饱和温度也上升——即一效蒸发器11内温度升高。综上分析，说明三效换热器15c壳程发生了堵塞。
确认三效换热器15c发生了堵塞，可直接切换至三效备用换热器16b，即开启与三效备用换热器16b相连的第三连接管1c和第四连接管1d的通断阀后，关闭三效换热器15c的进出口阀门，进而可以使三效备用换热器16b进入工作状态，三效换热器15c处于停止状态，这样就可以对三效换热器15c直接进行维修。
上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于生产丙烯腈的四效蒸发器，其特征在于，包括依次串联设置的一效蒸发器(11)、二效蒸发器(12)、三效蒸发器(13)和四效蒸发器(14)；
所述二效蒸发器(12)、所述三效蒸发器(13)、所述四效蒸发器(14)底部分别并联设置有用于其底部溶液循环换热的换热器(15)和备用换热器(16)。
2.根据权利要求1所述的用于生产丙烯腈的四效蒸发器，其特征在于，所述备用换热器(16)与所述换热器(15)的换热面积比a满足：a≤1。
3.根据权利要求3所述的用于生产丙烯腈的四效蒸发器，其特征在于，所述备用换热器(16)与所述换热器(15)的换热面积比a满足：0.2≤a＜1。
4.根据权利要求3所述的用于生产丙烯腈的四效蒸发器，其特征在于，所述备用换热器(16)与所述换热器(15)的换热面积比a满足：0.4≤a＜1。
5.根据权利要求4所述的用于生产丙烯腈的四效蒸发器，其特征在于，所述一效蒸发器(11)、所述二效蒸发器(12)、所述三效蒸发器(13)和所述四效蒸发器(14)中均设置有丝网除沫器、升汽帽塔盘中的一种或两种的组合。
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