CN218872157U - 一种安全性高的烷基化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种安全性高的烷基化反应装置，其特点在于包括反应器、循环泵、换热器、物料循环管、冷水管、温度变送器、变频给水器，其中反应器、循环泵与换热器都串接在物料循环管上，所述冷水管的一端对接在换热器的冷水进口上，所述温度变送器设置在换热器的物料输出端或换热器与反应器之间的物料循环管上，所述变频给水器串接在冷水管上，并使变频给水器与温度变送器电性连接。本实用新型具有能耗低、使用寿命长、安全性高、使用成本低、可靠性高、自动化程度高、使用方便、生产质量好、适用性强等优点。

Description

一种安全性高的烷基化反应装置

技术领域

本实用新型涉及烷基化领域，特别是一种的烷基化反应装置。

背景技术

目前，在以环氧乙烷、环氧丙烷为主要原料的烷基化工艺在外循环装置生产过程中，因连续加入定量环氧乙烷会导致反应物料连续放出大量的热量，为此要想把反应温度保持在可控的安全范围内、以及为确保反应安全，需要利用冷却介质水通过带有管程和壳程换热器(管程介质水；壳程介质反应物料)将原物料中的热量冷却至可控的安全反应温度范围，在换热器管程进口设有调节阀，利用调节阀门开度来控制冷却水流量以及压力以此调节反应过程中通过换热器管程物料的温度。

换热器设备是烷基化工艺装置的主要设备之一，其任务是把反应过程中物料释放出的热量利用换热器冷热交换将热量移出，达到反应需要的相对平衡的温度，以满足生产工艺的要求。为了满足负荷设备的要求，保证设备本身运行的安全性和经济性，提高反应控制系统的自动化水平，减轻操作工人的劳动强度。其主要控制要求如下：

1、稳定反应温度：由于换热器的作用是将从反应器物料反应释放出来的反应温度冷却降温以提高反应速度和单批次生产周期。因此，在安全生产和技术经济指标上，必须对其进行控制，使反应温度保持在额定值范围内，现场要求将其控制在173±2℃。

 2、控制反应压力稳定：反应压力是安全生产的需要，是维持负荷设备正常工作的需要，一般要求将其控制在0.3±0.1MPa。

 3、还有控制环氧乙烷的进料速度及流量，维持反应平衡在一定的范围内，主要基于对反应工艺装置的安全运行考虑；再就是保持温度、压力、流量在一定范围内，就需要利用换热器将反应物物料温度移出控制在较为稳定平衡的温度范围内，在利用换热器冷却水进口调节阀开度调节水流量达到换热器调节温度作用，使烷基化反应过程出现最佳工况，提高反应的效率和经济性。

虽然，以上各项要求指标是相互影响的，具有较强的关联性。但是，反应温度相对于烷基化工艺特点较明显；一是生产装置正常运行时，反应温度与反应压力及反应速度基本恒定，相反之，因烷基化工艺是放热反应，反应温度高、反应压力低、反应速度快即流量大，反应因某项参数变换异常就给安全生产带来安全隐患，往往会出现低温反应没有引发，低压反应器内环氧含量过多，因而会产生瞬间爆聚，释放出的能量无法转移而产生安全事故。以上几点说明，反应器反应压力是随着反应温度的变化而变化的，对反应的影响相对较小。但是，反应器反应温度的恒定，不仅对装置整体安全的运行影响较大，也直接影响产品反应周期和生产效率及产品质量。所以，反应器反应温度控制非常重要。

现有烷基化工艺装置存在以下不足:

1、在换热器温度调节过程中，换热器无论是否通水，循环水泵都要满负荷运转，能耗浪费较大。

 2、对管道、阀门及泵本身因压力产生冲撞，磨损设备，减少使用寿命。

 3、因调节过程中瞬间水量及压力过大，造成换热温度忽高忽低，控制不稳定对反应产生安全隐患。

 4、调节阀调节频率过于频繁(反应器内反应温度自身无法做到恒定，且温度变化比较频繁，所以需要频繁调节调节阀，来达到控制反应温度)，使阀门寿命降低，设备综合成本增加。

 5、调节阀等属于精密仪器，校对维修需要专业技术人员，给生产带来了繁琐工作难度。

因此，十分有必要重新设计烷基化反应装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题和不足，提供一种安全性高的烷基化反应装置，该烷基化反应装置具有能耗低、使用寿命长、安全性高、使用成本低、可靠性高、自动化程度高、使用方便、生产质量好、适用性强等优点。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种安全性高的烷基化反应装置，其特点在于包括反应器、循环泵、换热器、物料循环管、冷水管、温度变送器、变频给水器，其中反应器、循环泵与换热器都串接在物料循环管上，所述冷水管的一端对接在换热器的冷水进口上，所述温度变送器设置在换热器的物料输出端或换热器与反应器之间的物料循环管上，所述变频给水器串接在冷水管上，并使变频给水器与温度变送器电性连接。

优选地，所述冷水管上串接有调节阀。

优选地，所述安全性高的烷基化反应装置还包括水池、回流管，所述回流管的一端对接在换热器的热水出口上，所述回流管的另一端穿置于水池中，所述冷水管的另一端穿置于水池中。

优选地，所述反应器上对接有入料管。

优选地，所述变频给水器为离心式变频水泵。

优选地，所述变频给水器包括变频器、两个给水泵，两个给水泵并联或串联在冷水管上，并使两个给水泵都与变频器电性连接，所述变频器与温度变送器电性连接。

本实用新型的有益效果：在该烷基化反应装置上，能通过温度变送器感应换热器输出物料的温度，而变频给水器能根据温度变送器监测到的数据自动调节冷水供给量。这样能自动调节烷基化反应的温度，其自动化的程度十分高，这能达到对温度起到十分方便、稳定、可靠地控制作用，从而有助于提高生产质量，该烷基化反应装置的可靠性十分高。

在温度调节过程中，该变频给水器是根据需要改变运转过程的，这就无需使变频给水器一直满负荷运转，从而能降低能耗。

通过变频给水器调节，能使冷水管中水流调节更平缓，避免水流对管道、阀门及泵本身造成大的冲击，从而能减少设备磨损，进而有助于延长使用寿命。且在调节过程中不会出现瞬间水量、压力过大，能避免换热温度忽高忽低，这能达到十分稳定的温度控制作用，从而能大大降低安全隐患，该烷基化反应装置的安全性十分高。

在该烷基化反应装置上，还不用频繁对调节阀进行调节，这能大大降低调节阀的故障率，从而能便于延长阀门的使用寿命，进而无需经常更换阀门，这有助于降低使用成本。且在调节阀故障率降低后，无需经常请专业技术人员对调节阀进行校对、维修，这能避免给生产带来了繁琐工作难度。

该烷基化反应装置具有能耗低、使用寿命长、安全性高、使用成本低、可靠性高、自动化程度高、使用方便、生产质量好、适用性强等优点。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

实施方式

如图1所示，本实用新型所述的一种安全性高的烷基化反应装置，包括反应器1、循环泵2、换热器3、物料循环管4、冷水管5、温度变送器6、变频给水器7，其中反应器1、循环泵2与换热器3都串接在物料循环管4上，所述冷水管5的一端对接在换热器3的冷水进口31上，所述温度变送器6设置在换热器3的物料输出端32或换热器3与反应器1之间的物料循环管4上，以用温度变送器6对换热器3输出的物料温度进行监测，所述变频给水器7串接在冷水管5上，并使变频给水器7与温度变送器6电性连接，所述变频给水器7能接收温度变送器6传输的数据、并根据数据自动调节冷水供给量。

在该烷基化反应装置上，能通过温度变送器6感应换热器3输出物料的温度，而变频给水器7能根据温度变送器6监测到的数据自动调节冷水供给量。这样能自动调节烷基化反应的温度，其自动化的程度十分高，这能达到对温度起到十分方便、稳定、可靠地控制作用，从而有助于提高生产质量，该烷基化反应装置的可靠性十分高。

在温度调节过程中，该变频给水器7是根据需要改变运转过程的，这就无需使变频给水器7一直满负荷运转，从而能降低能耗。

通过变频给水器7调节，能使冷水管5中水流调节更平缓，避免水流对管道、阀门及泵本身造成大的冲击，从而能减少设备磨损，进而有助于延长使用寿命。且在调节过程中不会出现瞬间水量、压力过大，能避免换热温度忽高忽低，这能达到十分稳定的温度控制作用，从而能大大降低安全隐患，该烷基化反应装置的安全性十分高。

在该烷基化反应装置上，还不用频繁对调节阀进行调节，这能大大降低调节阀的故障率，从而能便于延长阀门的使用寿命，进而无需经常更换阀门，这有助于降低使用成本。且在调节阀故障率降低后，无需经常请专业技术人员对调节阀进行校对、维修，这能避免给生产带来了繁琐工作难度。

该烷基化反应装置具有能耗低、使用寿命长、安全性高、使用成本低、可靠性高、自动化程度高、使用方便、生产质量好、适用性强等优点。

在实际制造过程中，所述温度变送器6可采用型号为PT1000、NEPT03、KT-502H等的温度变送器，这样就能很好地满足实际使用的需求。

如图1所示，所述冷水管5上串接有调节阀8。通过调节阀8的设置，能满足更多种使用需求，从而有助于进一步提高该烷基化反应装置的适用性。

如图1所示，所述安全性高的烷基化反应装置还包括水池9、回流管10，所述回流管10的一端对接在换热器3的热水出口33上，所述回流管10的另一端穿置于水池9中，所述冷水管5的另一端穿置于水池9中。这样能达到冷水循环的效果，以避免浪费水资源，且这样能降低水路的布置难度，从而有助于降低生产与使用的成本。

在水池9可以通过制冷设备(图中未画)制冷，这样就能达到十分好的换热效果。

如图1所示，所述反应器1上对接有入料管11。这样能方便物料的添加，从而能方便使用。

所述变频给水器7为离心式变频水泵。这能达到更为稳定可靠的水流调节作用，从而有助于进一步提高该烷基化反应装置的可靠性。

如图1所示，所述变频给水器7包括变频器71、两个给水泵72，两个给水泵72并联或串联在冷水管5上，并使两个给水泵72都与变频器71电性连接，所述变频器71与温度变送器6电性连接。两个给水泵72互为备用，这样能避免故障停止换热，从而能大大提高使用的安全性。

在变频器71与两个给水泵72的线路上分别串接有开关。这样就能达到独立控制某个给水泵72工作的目的，从而就能更好地满足实际使用的需求。

换热器给水采用一用一备的设备配置，变频器为一拖二方案，即变频器即可驱动主给水泵电机，又可通过快速切换驱动备用给水泵电机，且两台电机的调节方式是一致，传递参数也一致。一用一备两台给水泵电机均保留了工频控制方式，在变频器出现故障时，可紧急切换到工频使用，保证反应安全。

如图1所示，该烷基化反应装置中，给水采用先进电力电子智能驱动装置与变频器作为控制系统的核心，改传统调节阀门开度控制给水流量为无级变频调速控制换热器给水量，只需轻旋电位器就可方便调节换热器；再通过合适地设置变频器的PI参数，即可保证反应器温度的恒定，波动可控制在±5mm。在设计中，实现了变频器一拖二的传动方案，操作上更简便，且两台给水泵设备互为备用、控制灵活、给水更稳定可靠。实现了换热器给水系统的两台给水泵工频、变频自由切换，保障了换热器给水的连续，大大提高了换热器给水的安全性。改进后的换热器给水自动控制系统将智能仪表，变频器和给水泵经过优化集成，实现反应过程中，换热器给水的闭环自动控制系统，且仪表少，闭环路径短，信号传输延时少，系统响应快，响应时间小于6mS。换热器给水泵本身的节电效果显著，节电效果可达到10-30%。

在实际应用中，具有结构简单、成本低、配置相对较灵活、可移植性强、施工周期短、投资上少、收益高、见效快等特点，并且有较好的控制效果和经济效益，解决循环水泵长期连续运转浪费能耗及无用功的问题。

Claims (6)

1.一种安全性高的烷基化反应装置，其特征在于：包括反应器（1）、循环泵（2）、换热器（3）、物料循环管（4）、冷水管（5）、温度变送器（6）、变频给水器（7），其中反应器（1）、循环泵（2）与换热器（3）都串接在物料循环管（4）上，所述冷水管（5）的一端对接在换热器（3）的冷水进口（31）上，所述温度变送器（6）设置在换热器（3）的物料输出端（32）或换热器（3）与反应器（1）之间的物料循环管（4）上，所述变频给水器（7）串接在冷水管（5）上，并使变频给水器（7）与温度变送器（6）电性连接。

2.根据权利要求1所述安全性高的烷基化反应装置，其特征在于：所述冷水管（5）上串接有调节阀（8）。

3.根据权利要求1所述安全性高的烷基化反应装置，其特征在于：还包括水池（9）、回流管（10），所述回流管（10）的一端对接在换热器（3）的热水出口（33）上，所述回流管（10）的另一端穿置于水池（9）中，所述冷水管（5）的另一端穿置于水池（9）中。

4.根据权利要求1所述安全性高的烷基化反应装置，其特征在于：所述反应器（1）上对接有入料管（11）。

5.根据权利要求1所述安全性高的烷基化反应装置，其特征在于：所述变频给水器（7）为离心式变频水泵。

6.根据权利要求1所述安全性高的烷基化反应装置，其特征在于：所述变频给水器（7）包括变频器（71）、两个给水泵（72），两个给水泵（72）并联或串联在冷水管（5）上，并使两个给水泵（72）都与变频器（71）电性连接，所述变频器（71）与温度变送器（6）电性连接。

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