CN202791348U - 煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种化工供料设备。其目的是为了提供一种结构简单、供料精准的供氮设备。本实用新型煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备包括液态四氧化二氮贮罐，四氧化二氮贮罐上端连通氮气输入管、四氧化二氮输入管和放空管，下端连通输送管前端，输送管后端连通精馏塔预热器，输送管从前到后依次设置有液氮控制阀和孔板流量计，在液氮控制阀和孔板流量计之间的输送管上设置有四氧化二氮计量泵，孔板流量计与精馏塔预热器之间的输送管套装在蒸汽循环输送管的部分管道内，本实用新型可以通过四氧化二氮计量泵直接对精馏塔预热器进行精准、持续供氮，减少氮氧化物的流失。

Description

煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备

技术领域

本实用新型涉及一种化工生产供氮设备，特别是涉及一种乙二醇生产中的供氮设备。

背景技术

四氧化二氮是一种剧毒，且有腐蚀性的无色气体，其分子量为92.011，冰点-11.23°C，沸点21.5°C，蒸汽压96kPa（20°C时），四氧化二氮一般通过a反应生产，

N2O4==2NO2（可逆）    （a）

当温度升高时，反应向生成二氧化氮的方向进行，所以实际上四氧化二氮成品都是与二氧化氮的平衡态混合物，四氧化二氮与水发生（b）反应：

N2O4+H2O==HNO2+HNO3    (b)

目前合成气制乙二醇工业化装置的草酸二甲酯的生产包括酯化反应和羰化反应两部分，其主要化学反应式如下：

2NO+2CH₃OH+1/2Q₂→2CH₃ONO+H₂O    （c）

2CH₃ONO+2CO→(COOH₃)₂+2NO        （d）

综合上述反应，草酸二甲酯总的化学反应式为：

2CH₃OH+2CO+1/2Q₂→(COOH₃)₂+H₂O        （f）

从总的反应式可以看出，草酸二甲酯的生产理论上是不需要消耗氮氧化物的，而实际的工业化生产中往往会有一定的副反应存在，比如

CH₃OH+N₂O₄→CH₃ONO+HNO₃    (e)

3NO₂+H₂O→2HNO₃+NO         (h)

N₂O₄+H₂O→HNO₂+HNO₃        (g)

这些副反应的存在必然会使整个反应系统的氮氧化物有一定的损耗，为此就需要向反应系统内补入少量的氮氧化物，以维持整个乙二醇生产的正常进行。

实际生产中氮氧化物的补入设备如图1所示：包括通过输送管（3’）连通的四氧化二氮贮罐（1’）和四氧化二氮蒸发罐（2’），四氧化二氮贮罐（1’）上端连通四氧化二氮输入管（11’）、氮气输入管（12’）和第一放空管（13’），下端连通输送管（3’）前端，输送管（3’）后端连通在四氧化二氮蒸发罐（2’）上端，输送管（3’）上设置有液氮控制阀（31’）和四氧化二氮孔板流量计（32’），四氧化二氮蒸发罐（2’）上端还设置有第二放空管（21’）和连通精馏塔预热器的第二输送管（22’），四氧化二氮蒸发罐（2’）的下端安装有循环蒸汽加热管（4’）。传统的补氮工艺如下：

首先从界外通过四氧化二氮输入管（11’）接收液体四氧化二氮进入四氧化二氮贮罐（1’），这期间整个管道的输送过程中需要进行保冷，然后通过氮气输入管（12’）输送氮气给四氧化二氮贮罐（1’）充压，把液体四氧化二氮压入四氧化二氮蒸发罐（2’）。虽然在输送管（3’）上装有四氧化二氮孔板流量计（32’），但它只能控制四氧化二氮压进四氧化二氮蒸发罐（2’）的总量。接着再根据对整个反应系统循环气气体组分的取样分析，氮氧化物含量达不到生产工艺要求时进行补氮，这时只能用四氧化二氮蒸发罐（2’）的蒸汽调节阀控制蒸汽量的大小，蒸汽量越大，带来热量越多，液态四氧化二氮蒸发就越多，生成的二氧化氮也越多，同时结合四氧化二氮蒸发罐（2’）液位降低量来控制四氧化二氮汽化补入反应系统量的大小。一般情况下四氧化二氮蒸发罐（2’）液位下降10%左右就要停止向系统补氮。这样补入的氮氧化物只能维持三、四个小时的正常生产，接着还要重复进行上述补氮操作。而在补氮的实际的操作过程中，由于蒸汽压力不稳，波动比较大，控制的不好蒸汽量，当蒸汽量大，液态四氧化二氮蒸发过多，四氧化二氮蒸发罐（2’）会超压，安全阀起跳，大量的氮氧化物就通过第二放空管（21’）排入大气，对环境造成污染，同时也造成氮氧化物不必要的损耗，为此就需要人为的在现场进行蒸汽控制，这不仅增加了化工操作人员的劳动强度，同样也使氮氧化物的补入量很难做到连续稳定的进行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、精准、持续供氮的煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备。

本实用新型煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备，包括液态四氧化二氮贮罐，所述四氧化二氮贮罐上端连通氮气输入管、四氧化二氮输入管和放空管，下端连通输送管前端，所述输送管后端连通精馏塔预热器，所述输送管从前到后依次设置有液氮控制阀和孔板流量计,在所述液氮控制阀和孔板流量计之间的输送管上设置有四氧化二氮计量泵，所述孔板流量计与精馏塔预热器之间的所述输送管套装在蒸汽循环输送管的部分管道内。

与现有技术相比，本实用新型通过输送管上的四氧化二氮计量泵及孔板流量计，依据生产需求准确地稳定地控制液体四氧化二氮的抽出量，结合对输送管上套装的蒸汽循环输送管中蒸汽量大小再进一步调节，控制四氧化二氮同二氧化氮的转化量，这样便能实现四氧化二氮计量泵连续稳定的供料，同时避免了以前四氧化二氮蒸发罐超压，氮氧化物外泄而给环境造成的污染，降低了氮氧化物在乙二醇生产的消耗，也减轻了操作人员的劳动强度。

本实用新型煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备，其中所述蒸汽循环输送管底部设置有冷凝液收集池，所述冷凝液收集池下端连通冷凝液输送管，采用上述结构能够及时的排出蒸汽循环输送管中的冷凝水，使蒸汽循环顺畅，保护管道不被冷凝水腐蚀。

下面结合附图对本实用新型煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备作进一步说明。

附图说明

图1为现有煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备结构简图；

图2为本实用新型煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备结构简图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备包括液态四氧化二氮贮罐1，四氧化二氮贮罐1上端连通氮气输入管11、四氧化二氮输入管12和放空管13，下端连通输送管2前端，输送管2后端连通精馏塔预热器，输送管2从前到后依次设置有液氮控制阀21和孔板流量计22，在液氮控制阀21和孔板流量计22之间的输送管2上设置有四氧化二氮计量泵23，孔板流量计22与精馏塔预热器之间的输送管2套装在蒸汽循环输送管3的部分管道内，蒸汽循环输送管3底部设置有冷凝液收集池31，冷凝液收集池31下端连通冷凝液输送管311。

本实用新型煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备在使用时，液态的四氧化二氮经过四氧化二氮输入管12进入四氧化二氮贮罐1，这个过程要全程保冷，如果生产中需要补氮作业，通过系统分析确定需要氮氧化物的量，设定四氧化二氮计量泵23的泵出量，打开液氮控制阀21，通过氮气输入管11输入氮气增加四氧化二氮贮罐1的压力，配合四氧化二氮计量泵23和孔板流量计22将定量的液态四氧化二氮泵入输送管2，输送管2套装在蒸汽循环输送管3的部分管道内，蒸汽循环输送管3管道内的蒸汽对输送管2中的四氧化氮加热，使之蒸发，转化成二氧化氮进入精馏塔预热器，补充完成后，关闭液氮控制阀21，停止氮气输入管11的氮气输入，如果此时四氧化二氮贮罐1中的压力过大，则放空管13上的安全阀开启，四氧化二氮贮罐1中的氮氧化物、氮气排放到空气中。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备，包括液态四氧化二氮贮罐（1），所述四氧化二氮贮罐（1）上端连通氮气输入管（11）、四氧化二氮输入管（12）和放空管（13），下端连通输送管（2）前端，所述输送管（2）后端连通精馏塔预热器，所述输送管（2）从前到后依次设置有液氮控制阀（21）和孔板流量计（22），其特征在于：在所述液氮控制阀（21）和孔板流量计（22）之间的输送管（2）上设置有四氧化二氮计量泵（23），所述孔板流量计（22）与精馏塔预热器之间的所述输送管（2）套装在蒸汽循环输送管（3）的部分管道内。

2.根据权利要求1所述的煤制乙二醇生产中氮氧化物补入设备，其特征在于：所述蒸汽循环输送管（3）底部设置有冷凝液收集池（31），所述冷凝液收集池（31）下端连通冷凝液输送管（311）。

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