CN202778451U - 一种制备氯乙酸的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制备氯乙酸的设备，包括周期式反应釜以及与反应釜连通的输送氯气的输气管道，所述输送氯气的输气管道上设置有电动阀Ⅰ和氯气流量计，反应釜内安装安装有与电动阀Ⅰ通过DCS控制系统联锁的温度传感器和压力传感器，所述电动阀Ⅰ、氯气流量计、冷却装置、安全泄放装置、温度传感器和压力传感器均与DCS控制系统连接并互相联锁。采用本实用新型的生产氯乙酸可以实现自动化控制。但反应釜内温度或者压力超标时本实用新型能够自动控制，防止发生危险。

Description

一种制备氯乙酸的设备

技术领域

本实用新型涉及一种化学工业设备，具体的说是一种以氯气和醋酸为原料以硫磺做催化剂制备氯乙酸时使用的设备。

背景技术

以氯气和醋酸为主原料，以硫磺作氯化催化剂制备氯乙酸的制备工艺属于危险化工工艺，国家安监总局要求进行自动化改造减少现场操作人员，避免人员伤亡的安全事故。目前，上述制备氯乙酸的工艺主要是使用间歇式氯化工艺，氯乙酸间歇氯化工艺为：醋酸来自于储罐，经计量罐后一次性加入反应釜中，催化剂硫磺同样是一次性加入反应釜，只有氯气是反应过程中不断加入的。故实现氯化反应过程中物料比例的控制，只需控制氯气的通入量即可。目前周期式氯乙酸氯化反应的比例控制为手动操作，通过测量反应釜中液体的密度判断反应进程，依据反应操作工经验控制氯气通量，不能满足自动化操作要求。具体为反应开始液体的相对密度为1.04，反应终点相对密度1.36。在反应过程中通过测量液体的相对密度，判断反应的进程，从而手动调节氯气阀门的大小，来控制氯气的流量，实现氯化反应的比例控制，当相对密度达到1.36时，即为反应终点，关闭氯气阀门。

现有工艺通过反应密度判断反应进程及反应终点，因操作工测量存在误差，对进程的判断容易造成影响，增大了氯气消耗，而且操作工的现场操作量较大存在安全隐患。现有间歇氯乙酸工艺不能量化各反应进程阶段的氯气通入量，不能将物料比例控制转换为自动控制系统。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够自动控制的周期式制备氯乙酸的设备。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种制备氯乙酸的设备，包括周期式反应釜以及与反应釜连通的输送氯气的输气管道，所述输送氯气的输气管道上设置有电动阀Ⅰ和氯气流量计，反应釜内安装安装有与电动阀Ⅰ通过DCS控制系统联锁的温度传感器和压力传感器，反应釜外面设置有冷却装置，反应釜还与安全泄放装置连通，所述电动阀Ⅰ、氯气流量计、冷却装置、安全泄放装置、温度传感器和压力传感器均与DCS控制系统连接，电动阀Ⅰ通过DCS控制系统与冷却装置、安全泄放装置、温度传感器和压力传感器联锁。

    本实用新型的进一步改进在于：所述冷却装置包括套装在反应釜外面的与循环水连接的水夹套，为水夹套输送冷却水的输水管路上设置有与DCS控制系统连接的电动阀Ⅱ，电动阀Ⅱ通过DCS控制系统与温度传感器形成联锁。

本实用新型的进一步改进在于：所述安全泄放装置包括与反应釜内部连通的爆破装置，爆破装置通过泄放管道与喷射真空泵连接，喷射真空泵受控于DCS控制系统并与压力传感器联锁。

本实用新型的进一步改进在于：所述爆破装置为爆破阀或者爆破片的其中一种。

本实用新型的进一步改进在于：所述爆破装置与喷射真空泵之间还依次设置有回收罐、缓冲罐、真空循环罐，喷射真空泵和真空循环罐连接有喷射循环管路。

    由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

采用本实用新型的生产氯乙酸，可以将过去必须由人工监控的周期性氯化反应改变为DCS计算机控制系统的自动化控制。通过计量反应釜内氯化反应所消耗氯气的累积流量来判断反应的进程，并依据消耗氯气总量数据判断反应终点，反应结果及产物比原来更加准确。本实用新型不用操作工现场频繁的测量密度和调节阀门的开度，安全系数相应提高。输送氯气的管道上的电动阀Ⅰ的信号来自于DCS控制系统。当反应釜出现温度或压力超标，则电动阀Ⅰ联锁切断。

本实用新型的反应釜内安装温度传感器和压力传感器，反应釜外壁设置的冷却水夹套，在反应釜正常工作时仅通入少量的冷却水，电动阀Ⅱ的开度很小。当出现超温后，除了切断电磁阀Ⅰ停止通入氯气不再增加反应热量外，电动阀Ⅱ还在DCS控制系统的控制下立即打开，向水夹套内全量通入冷却水，这样可以快速将反应釜内的热量带走，使反应回复到正常的温度范围。

氯化反应罐上安装安全泄放装置，安全系数高，当DCS控制系统检测到压力传感器传来的压力超过允许值时，安全泄放装置的喷射真空泵（也可以用风机替代）启动，使爆破装置的外侧管路中形成负压，安装在反应罐上的爆破装置的爆破片爆破，罐内尾气通过管道被吸入回收罐，保证了反应釜上方玻璃冷凝器的安全，同时也保证了不超压时能够正常生产。本实用新型的安全泄放装置中的缓冲罐可以积存从反应釜中被抽出的液体，使从反应釜出来的物料在安全泄放装置后能够分离出能够作为产品的氯乙酸，从而减少物料的浪费和对环境的污染。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

其中，1、输气管道，2、电动阀Ⅰ，3、氯气流量计，4、反应釜，5、电动阀Ⅱ，6、水夹套，7、输水管路，8、泄放管道，9、回收罐，10、缓冲罐，11、真空循环罐，12、喷射真空泵，13、爆破装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明：

本实用新型所用原料为醋酸、氯气，催化剂为硫磺。本实用新型所涉及到的主要设备仍然是原来的周期式的反应釜，在原来的周期式的反应釜的基础上增加了自动控制装置，并通过DCS计算机系统控制各装置和反应参数的协调。

生产氯乙酸的每套反应系统包括两台反应釜，两台反应釜的设置是一样的，当其中一台进行反应时，另一台就作为付反应釜。每台反应釜上都连通有输送氯气的输气管道1，输气管道上设置有进料缓冲器、电动阀Ⅰ2和氯气流量计3，每两台反应釜共用一个转子流量计和一台氯气电动阀Ⅰ。电动阀Ⅰ和氯气流量计与DCS控制系统连接，在DCS控制系统的控制下根据反应不同阶段氯气瞬时流量和总量调节电动阀开度。在反应釜内还安装安装有温度传感器和压力传感器，反应釜外面设置有冷却装置，反应釜还与安全泄放装置连通，电动阀Ⅰ、氯气流量计、冷却装置、安全泄放装置、温度传感器和压力传感器均与DCS控制系统连接，电动阀Ⅰ通过DCS控制系统与冷却装置、安全泄放装置、温度传感器和压力传感器联锁。

所上述冷却装置包括套装在反应釜4外面的与循环水连接的水夹套6，为水夹套输送冷却水的输水管路7上设置有与DCS控制系统连接的电动阀Ⅱ5，电动阀Ⅱ通过DCS控制系统与温度传感器形成联锁。电动阀Ⅱ通过DCS控制系统控制水夹套内的冷却水的流量，当温度反应釜内温度超标时，电动阀Ⅱ打开，电磁阀Ⅰ关闭。

在反应釜上还设置有安全泄放装置，所述安全泄放装置包括与反应釜内部连通的爆破装置13，爆破装置通过泄放管道与喷射真空泵12连接，所述爆破装置与喷射真空泵之间还依次设置有回收罐、缓冲罐、真空循环罐，喷射真空泵和真空循环罐连接有喷射循环管路。所述爆破装置为爆破阀或者爆破片的其中一种。喷射真空泵受控于DCS控制系统并与压力传感器联锁。

在反应过程中，如果反应釜温度高于110℃时，DCS控制系统开始报警，当反应釜温度高于120℃时，DCS控制系统控制电动阀Ⅱ为全开，向水夹套内全量通水，使反应温度下降，完成自动紧急冷却。如果压力超过设定值，真空泵将启动，对连接爆破装置的管道抽真空，使爆破片或者爆破阀打开，将反应釜内的气体抽出，放置发生设备是损坏或者造成安全事故。爆破片泄放的气液混合物，经管道进入回收罐进行气液分离，液体留在回收罐内，气体进入缓冲罐二次气液分离然后气体进入喷射真空泵系统。真空系统由循环罐、循环泵、喷射真空泵及管线组成，循环罐储存液体供循环泵连续运行，喷射真空泵又称喷射器在循环罐上方管线上安装，循环泵打出的液体流经喷射器后进入循环罐，喷射器靠循环泵液体流形成负压真空。

Claims (5)

1.一种制备氯乙酸的设备，包括周期式反应釜（4）以及与反应釜（4）连通的输送氯气的输气管道（1），其特征在于：所述输送氯气的输气管道（1）上设置有电动阀Ⅰ（2）和氯气流量计（3），反应釜（4）内安装安装有与电动阀Ⅰ（2）通过DCS控制系统联锁的温度传感器和压力传感器，所述电动阀Ⅰ（2）、氯气流量计（3）、冷却装置、安全泄放装置、温度传感器和压力传感器均与DCS控制系统连接，电动阀Ⅰ（2）通过DCS控制系统与冷却装置、安全泄放装置、温度传感器和压力传感器联锁。

2.根据权利要求１所述的一种制备氯乙酸的设备，其特征在于：所述冷却装置包括套装在反应釜（4）外面的与循环水连接的水夹套（6），为水夹套（6）输送冷却水的输水管路（7）上设置有与DCS控制系统连接的电动阀Ⅱ（5），电动阀Ⅱ（5）通过DCS控制系统与温度传感器形成联锁。

3.根据权利要求１所述的一种制备氯乙酸的设备，其特征在于：所述安全泄放装置包括与反应釜内部连通的爆破装置（13），爆破装置（13）通过泄放管道（8）与喷射真空泵（12）连接，喷射真空泵受控于DCS控制系统并与压力传感器联锁。

4.根据权利要求3所述的一种制备氯乙酸的设备，其特征在于：所述爆破装置为爆破阀或者爆破片的其中一种。

5.根据权利要求3或者4任一项所述的一种制备氯乙酸的设备，其特征在于：所述爆破装置与喷射真空泵之间还依次设置有回收罐（9）、缓冲罐（10）、真空循环罐（11），喷射真空泵和真空循环罐连接有喷射循环管路。

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