CN204294210U - 丙烯酸反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种丙烯酸反应系统，包括氧化反应器(1)和至少一个熔盐循环泵(3)，熔盐循环泵(3)与氧化反应器(1)通过连通管道连通以构成熔盐循环回路，在每个连通管道上均设置有温度变送器，所有温度变送器均分别与温差演算器(5)和温度平均值演算器(6)电连接，温差演算器(5)和温度平均值演算器(6)分别与DCS控制系统电连接。本实用新型的目的在于提供一种能够对丙烯酸反应的径向温度进行控制的丙烯酸反应系统。

Description

丙烯酸反应系统

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域，更具体地，涉及一种丙烯酸反应系统。

背景技术

丙烯酸是一种重要的化工原料，广泛应用于各种化学品和树脂的生产。丙烯酸可通过丙烯两步氧化制得，第一步是丙烯与空气中的氧气在氧化催化剂的作用下生成丙烯醛，第二步是丙烯醛进一步氧化成丙烯酸。

丙烯氧化反应在列管式固定床反应器内进行，管内装填氧化催化剂，管外(壳程)为热熔盐。反应开始时需要运行熔盐循环系统，通过电加热器预热催化剂床层达到规定的温度；由于该反应过程为放热的氧化反应，随着反应的进行又会产生大量的反应热，此时需要通过调节熔盐循环系统移除热量，以控制反应器床层温度。壳程熔盐带走的反应热，通过在换热器中与水换热，产生蒸汽。

丙烯酸生产的关键设备是氧化反应器，而反应温度，尤其是径向温度的控制是整个反应过程控制的关键，更能体现一套装置自动控制的先进性与准确性。

实用新型内容

针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够对丙烯酸反应的径向温度进行控制的丙烯酸反应系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种丙烯酸反应系统，包括氧化反应器和至少一个熔盐循环泵，熔盐循环泵与氧化反应器通过连通管道连通以构成熔盐循环回路，在每个连通管道上均设置有温度变送器，所有温度变送器均分别与温差演算器和温度平均值演算器电连接，温差演算器和温度平均值演算器分别与DCS控制系统电连接。

根据本实用新型，连通管道包括第一径向管道和第二径向管道，其中，熔盐循环泵的入口和出口分别通过第一径向管道和第二径向管道与氧化反应器连通，其中，温度变送器设置在第二径向管道上。

根据本实用新型，丙烯酸反应系统具有两个熔盐循环泵，其中，这两个熔盐循环泵相对于氧化反应器以彼此对称的形式设置在氧化反应器的外部。

根据本实用新型，这两个熔盐循环泵中的任一个熔盐循环泵与氧化反应器连通的第二径向管道上设置有第一温度变送器，另一个熔盐循环泵与氧化反应器连通的第二径向管道上设置有第二温度变送器。

根据本实用新型，该反应系统还包括电加热器和冷却器，其中，电加热器的出口和冷却器的入口分别与熔盐循环泵连通。

根据本实用新型，温差演算器和温度平均值演算器分别与DCS控制系统的联锁报警器电连接。

根据本实用新型，联锁报警器为具有声光报警装置的联锁报警器。

本实用新型的有益技术效果在于：

在本实用新型的丙烯酸反应系统中，将熔盐循环泵和氧化反应器相连通的连通管道中设置有温度变送器，此外本系统还具有与DCS控制系统连接的温差演算器和温度平均值演算器。通过将温度变送器分别与温差演算器和温度平均值演算器电连接，利用温差演算器将其演算结果送入DCS中的联锁报警系统；根据不同的工艺技术和催化剂参数，在DCS中设定控制温度设定值，温度平均值演算器演算结果与DCS中输入的控制温度设定值再次进行温差演算，其温差演算结果同样送入DCS中的联锁报警系统。无论是温差超过了允许的范围还是温度平均值与DCS中输入的控制温度设定值的温差超过了允许的范围，都要进行声光报警并紧急停车。因此，本实用新型的反应系统能够保证氧化反应器径向温度的精准控制，保证反应的平稳运行。

附图说明

图1是本实用新型丙烯酸反应系统的结构示意图。

具体实施方式

现参照图1，对本实用新型的丙烯酸反应系统进行描述。

在本实用新型的丙烯酸反应系统中，其包括氧化反应器1、加热器2、至少一个熔盐循环泵3以及冷却器4。其中，熔盐循环泵3与氧化反应器1之间通过连通管道连通，以构成熔盐循环回路，加热器2的出口和冷却器4的入口分别与熔盐循环泵3连通。

具体来说，对于丙烯酸反应而言，丙烯在氧化反应开始时需要一定的热量，所以首先在加热器2中对熔盐进行加热，利用加热后的熔盐为丙烯酸的氧化反应提供热量。熔盐通过加热器2加热后，送入熔盐循环泵3同时使熔盐在系统中循环，并且使得氧化反应器1中的催化剂床层达到规定的温度。然后，在氧化反应进行时会产生大量的热量，这些热量经换热传递并加热管外壳程中的熔盐，被加热的熔盐再次经过熔盐循环泵3并被送入冷却器4。在冷却器4中，将熔盐与脱盐水换热，从而产生蒸汽以将热量移除。

以上所述为丙烯酸反应的基本流程及步骤，本领域技术人员通过上述步骤能够想到对上述各步骤所需的温度、压力进行适当设定。并且，在不超出本实用新型保护范围的前提下，本领域技术人员能够想到其他适当附加的步骤和对上述步骤的顺序进行适当替换。因此，以上所述并不能对本实用新型构成限定，上述设定和选择可根据具体使用情况而定，本实用新型不局限于此。

进一步，继续参照图1，在优选的实施例中，在将熔盐循环泵3与氧化反应器1连接的连通管道上可以设置有温度变送器，并且所有温度变送器均分别与温度演算器5和温度平均值演算器6电连接。更具体地，温度演算器5和温度平均值演算器6分别电连接至DCS(分布式控制系统)控制系统。

具体来说，通过将温度变送器分别与温差演算器5和温度平均值演算器6电连接，即，温差演算器5和温度平均值演算器6分别与DCS控制系统的联锁报警器电连接。在优选的实施例中，联锁报警器为具有声光报警装置的联锁报警器，即，联锁报警器能够以声光报警的形式发出报警。

利用温差演算器5将其演算结果送入DCS中的联锁报警系统；此外，根据不同的工艺技术和催化剂参数，在DCS中设定控制温度设定值，温度平均值演算器6演算结果与DCS中输入的上述控制温度设定值再次进行温差演算，其温差演算结果同样送入DCS中的联锁报警系统。无论是温差超过了允许的范围还是温度平均值与DCS中输入的控制温度设定值的温差超过了允许的范围，都要进行声光报警并紧急停车。因此，本实用新型的反应系统能够保证氧化反应器1径向温度的精准控制，保证反应的平稳运行。以上所述过程的具体操作将在以下进行详细描述。

继续参照图1，在优选的实施例中，上述的连通管道包括第一径向管道I和第二径向管道II。其中，熔盐循环泵3的入口和出口分别通过第一径向管道I和第二径向管道II与氧化反应器1连通，并且温度变送器设置在第二径向管道II上。如图中箭头所示，熔盐在氧化反应器1中吸热后经第一径向管道I流出并送至熔盐循环泵3，待降温冷却后再由第二径向通道II送回至氧化反应器1中。在优选的实施例中，上述的第一径向通道I和第二径向通道II为相互平行并且均垂直于氧化反应器1侧壁的水平延伸的通道。由于丙烯酸反应过程中的反应温度，尤其是径向温度的控制是整个反应过程控制的关键，因此本实用新型将温度变送器设置在第二径向管道II上，即是对第二径向管道II处的径向温度进行监测控制，从而能够进一步对氧化反应器1的径向温度进行精准控制，以保证反应的平稳运行。

具体地，如图1所示，在一个可选的实施例中，丙烯酸反应系统可以具有两个熔盐循环泵3，并且这两个熔盐循环泵3相对于氧化反应器1以彼此对称的形式设置在氧化反应器1的外部，即，以氧化反应器1为中心，这两个熔盐循环泵3彼此呈镜像对称布置。进一步，这两个熔盐循环泵3中的任一个熔盐循环泵与氧化反应器1连通的第二径向管道II中设置第一温度变送器，该第一温度变送器在图1中以TI-1A示出；而在这两个熔盐循环泵3中的另一个熔盐循环泵与氧化反应器1连通的第二径向管道II上设置有第二温度变送器，该第二温度变送器在图1中以TI-1B示出。

结合图1所示实施例，描述本实用新型系统在实际运行中的操作过程。在氧化反应器1进行氧化反应初期或者当氧化反应器1停止进料保持温度期间，首先通过与氧化反应器1相连通以构成熔盐循环回路的熔盐循环泵3的运行，对氧化反应器1中催化剂床层的温度进行调节，以达到氧化反应所需温度。在该过程中，利用加热器2对熔盐进行加热以控制熔盐温度。例如，在可选的实施例中，加热器2可以将熔盐加热至335℃，并维持该反应温度。

在丙烯与氧气进行化学反应并产生大量反应热量期间，需要调节熔盐系统以将反应热量移除从而保持氧化反应器1内的温度。此时，通过熔盐循环泵3将氧化反应器1中反应放出的热量经由熔盐热载体移出，并送入冷却器4与脱盐水进行换热，从而产生1.8MpaG的饱和蒸汽并回收热能。

在所示实施例中为热电偶的、用于测量反应器熔盐进行温度的两支温度变送器TI-1A和TI-1B分别安装在氧化反应器1两侧的径向熔盐管道上，即，两根第二径向管道II上。利用这两支热电偶进行温差指示，即，通过温度演算器5实现，同时设定当这两支热电偶温差达到±2℃时进行报警、当温差达到±3℃时联锁。

此外，这两支热电偶除了进行温差指示还进行平均值指示，即，通过温度平均值演算器6实现。具体来说，用户可根据不同工艺技术和催化剂参数在DCS系统中设定控制温度设定值，由监测到的平均值指示结果与DCS系统中输入的上述控制温度设定值再次进行温差计算，设定平均值和控制温度设定值的温差达到±2℃时报警，温差达到±3℃时联锁。

由此，本实用新型通过以上两次温差指示(即，由温度演算器5实现的第一次温差指示和由温度平均值演算器6实现的第二温差指示)以及相应的报警联锁措施(即，DCS系统的联锁报警装置)，从而保证了氧化反应器径向温度的精准温度控制，并能够保证反应器的平稳运行。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种丙烯酸反应系统，包括氧化反应器(1)和至少一个熔盐循环泵(3)，所述熔盐循环泵(3)与所述氧化反应器(1)通过连通管道连通以构成熔盐循环回路，其特征在于，

在每个所述连通管道上均设置有温度变送器，所有所述温度变送器均分别与温差演算器(5)和温度平均值演算器(6)电连接，所述温差演算器(5)和所述温度平均值演算器(6)分别与DCS控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的丙烯酸反应系统，其特征在于，

所述连通管道包括第一径向管道(I)和第二径向管道(II)，

其中，所述熔盐循环泵(3)的入口和出口分别通过所述第一径向管道(I)和所述第二径向管道(II)与所述氧化反应器(1)连通，

其中，所述温度变送器设置在所述第二径向管道(II)上。

3.根据权利要求1所述的丙烯酸反应系统，其特征在于，

所述丙烯酸反应系统具有两个所述熔盐循环泵(3)，

其中，所述的两个熔盐循环泵(3)相对于所述氧化反应器(1)以彼此对称的形式设置在所述氧化反应器(1)的外部。

4.根据权利要求3所述的丙烯酸反应系统，其特征在于，

所述的两个熔盐循环泵(3)中的任一个熔盐循环泵与所述氧化反应器(1)连通的第二径向管道(II)上设置有第一温度变送器，另一个熔盐循环泵与所述氧化反应器(1)连通的第二径向管道(II)上设置有第二温度变送器。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的丙烯酸反应系统，其特征在于，还包括电加热器(2)和冷却器(4)，

其中，所述电加热器(2)的出口和所述冷却器(4)的入口分别与所述熔盐循环泵(3)连通。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的丙烯酸反应系统，其特征在于，

所述温差演算器(5)和所述温度平均值演算器(6)分别与所述DCS控制系统的联锁报警器电连接。

7.根据权利要求6所述的丙烯酸反应系统，其特征在于，

所述联锁报警器为具有声光报警装置的联锁报警器。