CN209991831U - 一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统，包括反应器、偏三本甲管道、甲醇管道、冷激水管道，所述偏三本甲管道、甲醇管道上端与进料加热器连接，所述偏三本甲管道相互连接甲醇管道，所述偏三本甲管道、甲醇管道、冷激水管道的后端与第一螺旋缠绕式换热器和第二螺旋缠绕器连接，所述第一螺旋缠绕式换热器和第二螺旋缠绕器通过第一冷激水导流管和第二冷激水导流管与反应器相互连接，通过将冷激器有列管换热器更换为了螺旋缠绕管换热器，保证与高温产物气体均匀混合，从而有效解决催化剂床层温度波动问题，通过冷激水管道采用内管外加设外管，不易在冬季使冷激水结冰和管道冻裂。

Description

一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统

技术领域

本实用新型涉及化工领域，更具体地说，涉及一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统。

背景技术

在偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中，现有工艺技术在控制反应器各催化剂床层热点温度和催化剂转化率时，主要是通过加入液相冷激来实现。液相冷激主要是甲醇和水，脱盐水或者是反应生成水的混合物，甲醇与水通过泵按一定量混合后进入冷激器预热至50～150℃后进入反应器催化剂两床层间，达到控制下段催化剂床层热点温度和各催化剂转化率的目的，水用于催化剂床层降温，甲醇用于与偏三甲苯继续反应，提高催化剂的转化率，当催化剂床层热点温度高时，加大冷激水量，减少或停止甲醇补入量，液相冷激水通过泵出口压力，喷入反应器内部，低温冷激水遇到高温烷基化反应气相，达到降低温度的目的，当催化剂床层转化率较低时，加大冷激甲醇补入量，减少或停止冷激水补入量即可达到提高催化剂床层转化率的目的；

在实际生产中，液相冷激虽能在反应器超温时有效控制各催化剂床层热点温度和提高催化剂转化率，但在实际操作中发现，当液态冷激喷入反应器内，液体与高温产物气体逆流接触后，液态冷激大量吸热汽化，会导致反应器催化剂床层热点温度瞬间大幅下降，有时还因为混合不均在催化剂某部位产生壁流现象，因导致壁流区域温度下降而导致催化剂床层径向温度不均。当反应器床层温度低于催化剂热点反应温度时，操作人员就会手动关闭冷激水，已被降低的催化剂床层温度只得依靠上段催化剂床层温度来提升下段催化剂床层温度，造成反应器温度出现周期性波动，导致反应转化率持续波动，为了有效解决反应器各催化剂床层温度波动问题，必须对冷激水进行技术改造；

在现有的偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统中，冷激水的导流管道在冬季使用时，其保温性能低，冷激水导流管道易冻裂，冷激水易结冰。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统，通过将冷激器由列管换热器更换为了螺旋缠绕管换热器，通过导热油加热，将冷激水出口温度由原来50℃～150℃提高到了150℃～250℃，冷激器出口的温度控制高低取决于反应器压力控制，必须保证冷激器出口冷激水完全汽化后才能进入反应器，汽化后的冷激水通过反应器内部气体分布器在反应器内部均匀分布，保证与高温产物气体均匀混合，从而有效解决催化剂床层温度波动问题，通过冷激水管道采用内管外加设外管，可进行架空，再填充保温层，具有良好的保温性能，不易在冬季使冷激水结冰，管道冻裂。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统，包括反应器、偏三本甲管道、甲醇管道、冷激水管道，所述偏三本甲管道、甲醇管道上端与进料加热器连接，所述偏三本甲管道相互连接甲醇管道，所述偏三本甲管道、甲醇管道、冷激水管道的后端与第一螺旋缠绕式换热器和第二螺旋缠绕器连接，所述第一螺旋缠绕式换热器和第二螺旋缠绕器通过第一冷激水导流管和第二冷激水导流管与反应器相互连接，所述反应器上端通过混合管道与进料汽化器连接，所述混合管道为甲醇与偏三本甲气体混合管道，所述反应器的下端通过第一烷基化反应产物管道与进料加热器连接，所述进料加热器通过第二烷基化反应产物管道与蒸汽发生器连接，所述蒸汽发生器与第三烷基化反应产物管道连接，通过将冷激器由列管换热器更换为了螺旋缠绕管换热器，通过导热油加热，将冷激水出口温度由原来50℃～150℃提高到了150℃～250℃，冷激器出口的温度控制高低取决于反应器压力控制，必须保证冷激器出口冷激水完全汽化后才能进入反应器，汽化后的冷激水通过反应器内部气体分布器在反应器内部均匀分布，保证与高温产物气体均匀混合，从而有效解决催化剂床层温度波动问题，通过冷激水管道采用内管外加设外管，可进行架空，再填充保温层，具有良好的保温性能，不易在冬季使冷激水结冰，管道冻裂。

进一步的，所述冷激水管道包括外管和内管，第一冷激水导流管和第二冷激水导流管也包括外管和内管，采用内管外加设外管，双层管道设计可对冷激水进行恒温保护，不易使管道冻裂。

进一步的，所述外管的内侧表面固定连接有支撑条，支撑条固定连接在内管的外表面，支撑条可将外管与内管连接，形成三角支撑可进行架空隔温。

进一步的，所述外管和内管之间形成空腔，外管和内管的空腔处内侧表面填充有保温材料层，通过保温材料层进一步的进行保温。

进一步的，所述外管的外壁表面覆有第一防腐层，内管的内壁表面覆有第二防腐层，通过防腐层可使外管和内管具有良好的防腐性能，更加耐用。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)通过将冷激器由列管换热器更换为了螺旋缠绕管换热器，通过导热油加热，将冷激水出口温度由原来50℃～150℃提高到了150℃～250℃，冷激器出口的温度控制高低取决于反应器压力控制，必须保证冷激器出口冷激水完全汽化后才能进入反应器，汽化后的冷激水通过反应器内部气体分布器在反应器内部均匀分布，保证与高温产物气体均匀混合，从而有效解决催化剂床层温度波动问题，通过冷激水管道采用内管外加设外管，可进行架空，再填充保温层，具有良好的保温性能，不易在冬季使冷激水结冰，管道冻裂。

(2)采用内管外加设外管，双层管道设计可对冷激水进行恒温保护，不易使管道冻裂。

(3)支撑条可将外管与内管连接，形成三角支撑可进行架空隔温。

(4)外管和内管的空腔处内侧表面填充有保温材料层，通过保温材料层进一步的进行保温。

(5)外管的外壁表面覆有第一防腐层，内管的内壁表面覆有第二防腐层，通过防腐层可使外管和内管具有良好的防腐性能，更加耐用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构流程图；

图2为本实用新型的冷激水管道剖面示意图；

图3为本实用新型的内管与支撑条连接关系图。

图中标号说明：

100反应器、1偏三本甲管道、2甲醇管道、3冷激水管道、30第一螺旋缠绕式换热器、40第二螺旋缠绕式换热器、5第一冷激水导流管、6第二冷激水导流管、7第一烷基化反应产物管道、8第二烷基化反应产物管道、9第三烷基化反应产物管道、10进料加热器、50蒸汽发生器、301外管、302内管、303支撑条、304保温材料层、305第二防腐层、306第一防腐层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统，包括反应器100、偏三本甲管道1、甲醇管道2、冷激水管道3，偏三本甲管道1、甲醇管道2上端与进料加热器10连接，偏三本甲管道1相互连接甲醇管道2，偏三本甲管道1、甲醇管道2、冷激水管道3的后端与第一螺旋缠绕式换热器30和第二螺旋缠绕器40连接，第一螺旋缠绕式换热器30和第二螺旋缠绕器40通过第一冷激水导流管5和第二冷激水导流管6与反应器100相互连接，反应器100上端通过混合管道4与进料汽化器20连接，混合管道4为甲醇与偏三本甲气体混合管道，反应器100的下端通过第一烷基化反应产物管道7与进料加热器10连接，进料加热器10通过第二烷基化反应产物管道8与蒸汽发生器50连接，蒸汽发生器50与第三烷基化反应产物管道9连接，将原先的冷激加热器改为第一螺旋缠绕式换热器30和第二螺旋缠绕器40，其它的流程原理为现有技术。

请参阅图2-3，冷激水管道3包括外管301和内管302，第一冷激水导流管5和第二冷激水导流管6也包括外管301和内管302，采用内管302外加设外管301，双层管道设计可对冷激水进行恒温保护，不易使管道冻裂，外管301的内侧表面固定连接有支撑条303，支撑条303固定连接在内管302的外表面，支撑条303可将外管301与内管302连接，形成三角支撑可进行架空隔温，外管301和内管302之间形成空腔，外管301和内管302的空腔处内侧表面填充有保温材料层304，通过保温材料层304进一步的进行保温，保温材料为聚乙烯保温材料，具有良好的保温性能，外管301的外壁表面覆有第一防腐层306，内管302的内壁表面覆有第二防腐层305，通过防腐层可使外管301和内管302具有良好的防腐性能，更加耐用，第一防腐层306和第二防腐层305材料为环氧树脂涂料。

通过，将冷激器由列管换热器更换为第一螺旋缠绕管换热器30和第二螺旋缠绕管换热器40，通过导热油加热，将冷激水出口温度由原来50℃～150℃提高到了150℃～250℃，冷激器出口的温度控制高低取决于反应器100压力控制，必须保证冷激器出口冷激水完全汽化后才能进入反应器，汽化后的冷激水通过反应器100内部气体分布器在反应器100内部均匀分布，保证与高温产物气体均匀混合，从而有效解决催化剂床层温度波动问题，能平稳有效控制反应器100各催化剂床层温度，避免了反应器100温度将波动较大，减少了反应器100超温危害；

确保了催化剂的转化率，催化剂能否达到最佳转化效果，除与原料配比有关外，更重要一个条件就是反应温度，若催化剂床层反应温度不稳，反应转化率随之波动；

避免催化剂粉化、延长催化剂的使用寿命，反应器100分段填充一定高度HZSM-5分子筛催化剂，该催化剂直径1.5～2.5mm，若催化剂长时间处于高温低温交替运行环境，催化剂使用寿命将大幅度缩短，同时将加速催化剂的粉化；

降低了人员劳动强度，未进行技术改造之前，需要人员时刻对反应器100温度进行调节，技改完成后，在精料原料和冷激出口温度稳定的情况下，反应器100连续运行12小时未进行过温度调节，系统运行非常平稳；

冷激水管道3、第一冷激水导流管5、第二冷激水导流管6采用内管302外加设外管301，双层管道设计可对冷激水进行恒温保护，不易使管道冻裂，支撑条303可将外管301与内管302连接，形成三角支撑可进行架空隔温，外管301和内管302之间形成空腔，外管301和内管302的空腔处内侧表面填充有保温材料层304，通过保温材料层304进一步的进行保温，保温材料为聚乙烯保温材料，具有良好的保温性能，外管301的外壁表面覆有第一防腐层306，内管302的内壁表面覆有第二防腐层305，通过防腐层可使外管301和内管302具有良好的防腐性能，更加耐用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统，包括反应器（100）、偏三本甲管道（1）、甲醇管道（2）、冷激水管道（3），其特征在于：所述偏三本甲管道（1）、甲醇管道（2）上端与进料加热器（10）连接，所述偏三本甲管道（1）相互连接甲醇管道（2），所述偏三本甲管道（1）、甲醇管道（2）、冷激水管道（3）的后端与第一螺旋缠绕式换热器（30）和第二螺旋缠绕器（40）连接，所述第一螺旋缠绕式换热器（30）和第二螺旋缠绕器（40）通过第一冷激水导流管（5）和第二冷激水导流管（6）与反应器（100）相互连接，所述反应器（100）上端通过混合管道（4）与进料汽化器（20）连接，所述混合管道（4）为甲醇与偏三本甲气体混合管道，所述反应器（100）的下端通过第一烷基化反应产物管道（7）与进料加热器（10）连接，所述进料加热器（10）通过第二烷基化反应产物管道（8）与蒸汽发生器（50）连接，所述蒸汽发生器（50）与第三烷基化反应产物管道（9）连接。

2.根据权利要求 1 所述的一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统，其特征在于：所述冷激水管道（3）包括外管（301）和内管（302），第一冷激水导流管（5）和第二冷激水导流管（6）也包括外管（301）和内管（302）。

3.根据权利要求 2 所述的一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统，其特征在于：所述外管（301）的内侧表面固定连接有支撑条

（303），支撑条（303）固定连接在内管（302）的外表面。

4.根据权利要求 2 所述的一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统，其特征在于：所述外管（301）和内管（302）之间形成空腔，外管（301）和内管（302）的空腔处内侧表面填充有保温材料层（304）。

5.根据权利要求 2 所述的一种偏三甲苯与甲醇烷基化合成均四甲苯中反应控制系统，其特征在于：所述外管（301）的外壁表面覆有第一防腐层（306），内管（302）的内壁表面覆有第二防腐层（305）。

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