CN201172642Y - 在丙烯酸生产装置中的空气控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种在丙烯酸生产装置中的空气控制系统，其特征在于，在压缩空气进预混合器前的管道上设有TRC－1001的热电偶，配有温度变送器，温度变送器输出信号进装置的DCS系统，其DCS输出信号控制空气预热器的电加热器组别，控制空气进预混合器前的温度在160℃～170℃之间，在寒冷地区，一年四季大气环境温度变化大，甚至白天和黑夜间温差也很大，本实用新型的优点，可以使新鲜空气进料温度控制在催化剂性能允许的操作温度范围内，确保混合气体温度稳定，节约装置蒸汽用量、降低热量消耗、又能避免因环境温度变化对装置操作的干扰，从而提高丙烯转化率、丙烯酸收率，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种丙烯酸生产中的自动控制系统。
技术背景
丙烯两步加氧法制丙烯酸是在氧化催化剂存在的条件下进行的，其中的第一步是丙烯氧化生成丙烯醛，第二步是将丙烯醛进一步氧化生成丙烯酸，其反应方程式如下：
CH2＝CH-CH3+O2→CH2＝CH-CHO+H2O
CH2＝CH-CHO+1/2O2→CH2＝CH-COOH
新鲜空气提供氧气参与化学反应，在丙烯酸氧化反应中，新鲜空气用量大，使用不同厂家的氧化催化剂对于新鲜空气进料温度有不同的要求。以8万吨/年丙烯酸装置为例，某厂家氧化催化剂性能要求第一氧化反应器入口混合气体温度在150℃～200℃范围，即要求混合前新鲜空气进料温度控制在160℃以上，多数装置在进料混合器M-1002和第一反应器R-1001之间设有空气加热器，能耗较大，且装置操作受环境温度不断变化的干扰，使得进入第一反应器R-1001的混合气体温度不稳定，从而影响催化剂性能，影响丙烯酸收率。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种新的丙烯两步加氧法制丙烯酸的新鲜空气温度控制系统。
在丙烯酸生产装置中的空气控制系统，丙烯两步加氧法制丙烯酸的丙烯氧化单元中新鲜空气、蒸汽、循环尾气进预混合器M-1001，再与丙烯一起进入混合器M-1002，进行充分混合，作为第一反应器R-1001的进料，在催化剂存在条件下，丙烯与空气中的氧气在第一反应器R-1001内进行化学反应，生成丙烯醛和少量丙烯酸；在空气压缩机K-1001出口设有空气预热器H-1001，H-1001为第一氧化反应器R-1001附带设备，空气预热器H-1001出口气体温度随装置操作环境温度变化而调整变化。本实用新型的特征在于：在压缩空气进预混合器M-1001前的管道上设有TRC-1001的热电偶，配有温度变送器，温度变送器输出信号进装置的DCS系统，其DCS输出信号控制空气预热器H-1001的电加热器组别，控制空气进预混合器M-1001前的温度在160℃～170℃之间；或同时在混合气进入第一反应器R-1001前的管道上设TRC-1002的热电偶，配以温度变送器，其输出信号进装置的DCS系统，其DCS系统输出信号作TRC-1001调节系统的给定信号，构成串级调节系统，以进入第一反应器R-1001的混合气体温度信号修正空气进预混合器M-1001的温度给定值。
在我国西北、华北、东北地区大气环境温度变化大，一年四季间如此，白天黑夜温差也较大。本实用新型优点在于，设有进入第一反应器R-1001的新鲜空气温度控制系统，使新鲜空气进料温度控制在催化剂性能允许的操作温度范围内，以确保混合气体温度稳定，节约装置蒸汽用量，降低热能消耗，又避免了因环境温度变化对氧化催化剂性能的干扰，以提高丙烯转化率，提高丙烯酸的收率。
附图说明
图1为本实用新型简要工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本实用新型作出进一步地详细描述。
目前已有的同类装置是在进料混合器M-1001和第一反应器R-1001之间设有空气加热器，以中低压蒸汽作为热源，而本实用新型将其取消，减少设备，降低装置建设费用，减少能源消耗，降低生产成本，采用第一氧化反应器R-1001辅带设备——空气预热器H-1001电加热器进行第一反应器入口混合气体温度调节；在压缩空气进预混合器M-1001前的管道上设有TRC-1001的热电偶，配有温度变送器，温度变送器输出信号进装置的DCS系统，其DCS输出信号控制空气预热器H-1001的电加热器组别，控制空气进预混合器M-1001前的温度在160℃～170℃之间；或同时在混合气进入第一反应器R-1001前的管道上设TRC-1002的热电偶，配以温度变送器，其输出信号进装置的DCS系统，其DCS系统输出信号作TRC-1001调节系统的给定信号，构成串级调节系统，以进入第一反应器R-1001的混合气体温度信号修正空气进预混合器M-1001的温度给定值。
在北方某地区8万吨/年丙烯酸装置当地环境温度极端最低温度-20℃，最热月平均最高环境温度30℃，年平均温度为10℃。其氧化催化剂供应商要求第一氧化反应器入口气体温度需控制在150℃～200℃之间，氧化反应工艺路线中空气压缩机为二级压缩，其出口温度随环境温度变化在120℃～175℃之间变化。通常二级压缩的空气压缩机均设有级间冷却器，参照装置操作实际情况，为保证本装置第一反应器R-1001入口气体温度达到催化剂供应商操作要求，取消空气压缩机级间冷却器，提高压缩机出口空气温度，从而提高R-1001入口气体温度以使其达到要求；同时，不增设空气加热器减少设备的一次性投资。
根据该装置当地环境温度变化情况考虑如下对策调整H-1001电加热器加热组来满足第一反应器R-1001入口气体温度达到催化剂操作要求。
1.当环境温度达到极端最低温度-20℃时，空气压缩机出口温度为120℃，此时可通过DCS控制开启电加热器H-1001。H-1001有多组电加热元件，开启一组可使进第一反应器R-1001空气温度升高15℃，三组开可使空气温度从120℃升高至165℃，这样第一反应器R-1001进气温度可达到150℃。
2.在环境温度10℃时，空气压缩机出口温度为155℃，不开电加热器H-1001，第一反应器R-1001进气温度为140℃；开一组电加热器，空气温度升为170℃，第一反应器R-1001进气温度为150℃。
3.当环境温度为20℃时，空气压缩机出口温度为166℃，第一反应器R-1001进气温度为150℃，可不开加热器。
4.在极端最高环境温度30℃时，空气压缩机出口温度为175℃，第一反应器R-1001进气温度为155℃，可不开加热器。
根据上述结果可以看出，当环境温度≥20℃时，第一反应器R-1001入口混合气体温度可达到150℃～200℃，不需要开启H-1001；当环境温度在19℃～10℃时，通过DCS控制开启H-1001一组电加热器，可满足第一反应器R-1001入口混合气体温度要求；当环境温度在10℃～-10℃时，通过DCS控制开启H-1001两组电加热器，可满足第一反应器R-1001入口混合气体温度要求；当环境温度在-10℃～-20℃时，通过DCS控制开启H-1001三组电加热器，可满足第一反应器R-1001入口混合气体温度要求。根据当地气温情况，当环境温度较低时开启H-1001，H-1001三组电加热器基本处于一开两备或者两开一备情况，三组电加热器需要同时开启的时间在一年的操作期间所占几率很短。因此在H-1001工作状态，其三组电加热器始终有一组或两组处于备用状态，可以保证H-1001稳定、正常运行。
如果上述实例装置建设地所在环境温度的极端最低温度在-40℃～-20℃范围间，可根据实际情况，增加H-1001电加热器组数(或提高单组电加热器功率)，以满足加热空气压缩机出口气体使其达到要求温度。
在装置刚开车阶段，装置的操作人员可通过DCS手动控制开关H-1001电加热器加热组来进行第一反应器入口气体温度的调节；当装置开车一段时间后，DCS控制H-1001方式即可由操作人员手动控制改为DCS自动控制，这样使装置操作更加安全、可靠，同时也节约了装置岗位人员投入，提高整体效益。
Claims (3)
1，在丙烯酸生产装置中的空气控制系统，丙烯两步加氧法制丙烯酸的丙烯氧化单元中新鲜空气、蒸汽、循环尾气进预混合器M-1001，再与丙烯一起进入混合器M-1002，进行充分混合，作为第一反应器R-1001的进料，在催化剂存在条件下，丙烯与空气中的氧气在第一反应器R-1001内进行化学反应，生成丙烯醛和少量丙烯酸；在空气压缩机K-1001出口设有空气预热器H-1001，H-1001为第一氧化反应器R-1001附带设备，空气预热器H-1001出口气体温度随装置操作环境温度变化而调整变化，本实用新型的特征在于：在压缩空气进预混合器M-1001前的管道上设有TRC-1001的热电偶，配有温度变送器，温度变送器输出信号进装置的DCS系统，其DCS输出信号控制空气预热器H-1001的电加热器组别，控制空气进预混合器M-1001前的温度在160℃～170℃之间。
2，按照权利要求1所述的在丙烯酸生产装置中的空气控制系统，其特征在于，在混合气进入第一反应器R-1001前的管道上设TRC-1002的热电偶，配以温度变送器，其输出信号进装置的DCS系统，其DCS系统输出信号作TRC-1001调节系统的给定信号，构成串级调节系统，用进入第一反应器R-1001的混合气体温度信号修正空气进预混合器M-1001的温度给定值。
3，按照权利要求1所述的在丙烯酸生产装置中的空气控制系统，特征在于，控制空气进预混合器M-1001前的温度在160℃～170℃之间。
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|---|---|
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN101260033B (zh) * | 2008-01-27 | 2010-09-22 | 中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司 | 丙烯两步加氧法制丙烯酸的新鲜空气温度控制系统 |
| CN102269986A (zh) * | 2010-09-15 | 2011-12-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种丙烯酰胺装置铜催化剂制备自动控制系统 |
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2008
- 2008-01-27 CN CNU2008200713386U patent/CN201172642Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101260033B (zh) * | 2008-01-27 | 2010-09-22 | 中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司 | 丙烯两步加氧法制丙烯酸的新鲜空气温度控制系统 |
| CN102269986A (zh) * | 2010-09-15 | 2011-12-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种丙烯酰胺装置铜催化剂制备自动控制系统 |
| CN102269986B (zh) * | 2010-09-15 | 2013-04-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种丙烯酰胺装置铜催化剂制备自动控制系统 |
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