TWI775796B - 流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統和壓降控制方法 - Google Patents

Abstract

一種流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統和壓降控制方法，用於測量進料分佈器的第一壓力測量口和第二壓力測量口之間的壓降的測量單元和與測量單元信號通訊的傳輸單元，第一壓力測量口位於靠近流化床反應器壁的進料分佈器的入口管線上，第二壓力測量口位於流化床反應器的空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴的出氣端之間的流化床反應器壁上；傳輸單元採集壓降測量信號，處理單元根據壓降測量信號判斷進料分佈器的工作狀態是否正常，進料分佈器的壓降為床層壓降的25%~160%的預設範圍時，處理單元判定進料分佈器的工作狀態是正常，當處理單元判定進料分佈器的壓降高於預設範圍的上限值或低於預設範圍的下限值時，處理單元做出處理動作以使進料分佈器的工作狀態恢復正常。

Description

流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統和壓降控制方法

本發明涉及一種用於流化床反應器的壓降控制系統和控制方法。具體地，涉及用於氨氧化反應器的進料分佈器的壓降控制系統和壓降控制方法。

丙烯腈是石油化工的重要化工原料。世界各國普遍採用氨氧化一步法生產丙烯腈，即原料氣空氣、丙烯、氨按一定的配比，在催化劑的作用下，在一定的反應條件下，發生丙烯氨選擇氧化反應，生成丙烯腈並副產乙腈和氫氰酸等，同時放出大量的反應熱。圖1所示的為工業（商業）在用的丙烯腈流化床反應器1，包括：反應器壁40、空氣進料口80、空氣分佈板60、丙烯氨進料分佈器10、冷卻盤管70和旋風分離器（未示出）。

典型的丙烯腈流化床丙烯氨進料分佈器為多管式分佈器，多管式分佈器包括分佈器入口；進料分佈器主管；進料分佈器支管；和進料分佈器噴嘴，管線內流體相連。原料氣從分佈器入口進入，沿主管流通到與主管相連接的各個支管上，再如圖2所示，通過支管12上分佈的各個銳孔13流通到噴嘴15，最後流通到流化床反應器的床層中。這樣，原料氣沿進料分佈器管線導向被分散到床層中。

利用丙烯腈流化床反應器進行丙烯氨的氧化反應時，流化床的丙烯氨進料分佈器的壓降ΔP_d 是一個重要參數，其中如圖2中支管12處與噴嘴15末端處的之間壓差，該壓差即為丙烯氨進料分佈器壓降ΔP_d 。良好的丙烯氨進料分佈器壓降的設計，可以使反應器單位橫截面上含有等量的丙烯氨原料氣，這就要求每個進料分佈器噴嘴流出的氣體流量是等量的。原料氣在穿過銳孔的過程中，產生局部壓損，即圖2中支管12處與噴嘴15末端（即噴嘴15出氣端）處的之間壓差，該壓差即為丙烯氨進料分佈器壓降ΔP_d 。

丙烯氨進料分佈器布氣性能直接影響到丙烯氨選擇氧化的反應結果，為保證氣流的均勻分佈，且不因某種波動或負荷的降低造成嚴重不均勻的後果，一般需使分佈器具有足夠的壓降，學者們習慣以分佈器壓降ΔP_d 與床層壓降ΔP_b 之比作為研究物件。ΔP_d/ ΔP_b 比值越大，則氣體分佈越均勻，但過大的壓降造成過大的能耗。

非專利文獻《丙烯腈裝置擴能改造研究》（於飛等，《當代化工》2005年，第34卷，第5期，第345~353頁）公開了丙烯腈裝置擴能後，由於氣體經過銳孔的速速增加，加速催化劑顆粒的磨蝕，破壞整體流化狀態。但是文獻中，即沒有公開測量氣體穿過銳孔時的速度的方法，也未公開測量分佈器壓降的方法，並且其所公佈的關於氣體穿過銳孔時的孔速及進料分佈器壓降只是理想狀態的類比的結果，而非真實的測量結果。

另一方面，隨著丙烯腈技術的不斷改進，催化劑的活性指標（丙烯轉化到目標產物的收率）、顆粒耐磨性和旋風分離器的分離效率等都有所提高，同時，也要求反應器有更高的操作線速度以提高丙烯腈裝置的生產能力。進料分佈器壓降偏低容易導致原料氣分佈不均，也容易由於穿孔孔速相對較低、銳孔直徑偏大造成催化劑倒竄的可能，特別是對於直徑大於8.5m的大型丙烯腈流化床反應器。由於進料分佈器壓降偏低直接影響到反應結果，同時也不利於裝置的長期穩定生產。

為了能夠克服上述技術問題，有必要提出一種流化床反應器的進料分佈器的壓降監測系統。

通常情況，要求流化床反應器單位截面積上具有相同的氣體流量，即要求進料分佈器各個噴嘴所流出的原料氣的量是一致的，即丙烯氨混合氣通過各個銳孔的穿孔速度是相同的。然而，穿孔孔速是很難去測量的和監測的，因此，想要直接通過穿孔速度來反應反應器的工作狀態是非常困難的。

本申請的發明人經過長期研究發現，進料分佈器壓降ΔPd與混合氣穿過銳孔時的速度有關。裝置在正常運行過程中，當進料分佈器部分銳孔有堵塞情況發生時，由於其他銳孔流過的氣量增加導致氣體穿過銳孔時的平均速度（也可稱為平均穿孔孔速）的增加，這一結果表現在進料分佈板壓降ΔPd的增加；而當進料分佈器管件上有氮化脆裂發生時，有更多的原料氣通過裂縫進入床層，導致流過銳孔的氣量減少，平均穿孔孔速的降低的結果表現在進料分佈板壓降ΔPd的降低。

如上所述，圖2中支管12處與噴嘴15的出氣口端（也稱為末端）處的之間壓差，該壓差即為丙烯氨進料分佈器壓降ΔP_d ，丙烯氨進料分佈器壓降ΔP_d 也即為圖2中支管12的銳孔13的進氣口與噴嘴15的末端之間的壓差。但是，在實際生產過程中，由於以下原因造成難以實際測量圖2中所示的部位的壓差。首先，由於反應器的反應溫度很高，一般在400℃以上，會對變送器造成損害。另一方面，在進料分佈器中設置變送器還會影響進料分佈器的進料效果，容易導致進料不均勻。

經研究和實驗發現，在丙烯氨混合氣在進料分佈器10入口處至支管12（圖2中所示的具體位置）處的壓損，和丙烯氨混合氣經噴嘴15進入催化劑床層處的壓損均非常小，相對于上述定義的進料分佈器壓降ΔP_d 可以忽略不計。基於這一發現，實現了本發明的進料分佈器壓降ΔP_d 監測裝置和監測方法。

為了克服上述技術問題，本發明提供一種流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統和壓降控制方法。通過本發明的測量進料分佈器壓降的控制系統和控制方法，能夠實現即時監測進料分佈器工作狀態，並對其提前作出預判和處理，使進料分佈器的壓降處於預設範圍內，從而保證進料分佈器的工作狀態始終處於正常狀態。

為實現上述技術效果，本發明提出了一種流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，所述壓降控制系統包括：

測量單元，所述測量單元用於測量所述進料分佈器的第一壓力測量口和第二壓力測量口之間的壓降，所述第一壓力測量口位於靠近流化床反應器壁的所述進料分佈器的入口管線上，所述第二壓力測量口位於所述流化床反應器的空氣分佈板與所述進料分佈器的噴嘴的出氣端之間的流化床反應器壁上；傳輸單元，其與所述測量單元進行信號通訊，所述傳輸單元採集所述測量單元所測量的壓降測量信號；以及

處理單元，其監控所述進料分佈器的工作狀態是否正常，其中，當所述進料分佈器的壓降為所述流化床反應器的床層壓降的25%~160%的預設範圍時，所述處理單元監控所述進料分佈器的工作狀態是正常的；當所述處理單元處理單元判定所述進料分佈器的壓降高於所述預設範圍的上限值或低於所述預設範圍的下限值時，所述處理單元做出相應的處理動作以使進料分佈器的壓降恢復到所述預設範圍內。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，還包括分別設置於所述第一壓力測量口和所述第二壓力測量口處的吹掃單元。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，所述吹掃單元提供小於或等於10 Nm³ /h的吹掃風。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，當所述進料分佈器的壓降為所述床層壓降的35%~140%的預設範圍時，所述處理單元監控所述進料分佈器的工作狀態是正常的。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降監測系統，其中，所述壓降控制系統還包括氮氣吹掃裝置，當所述處理單元判定所述進料分佈器的壓降高於所述預設範圍的上限值時，所述處理單元啟動所述氮氣吹掃裝置，以對所述進料分佈器進行吹掃。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，所述壓降控制系統還包括氮氣吹掃裝置，當所述處理單元判定所述進料分佈器的壓降低於所述預設範圍的下限值時，所述處理單元啟動所述氮氣吹掃裝置，以向所述進料分佈器中供給氮氣，使得所述進料分佈器的壓降處於所述預設範圍內。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，所述測量單元包括處於所述第一壓力測量口處的第一壓力測量裝置和處於所述第二壓力測量口處的第二壓力測量裝置，所述傳輸單元分別與所述第一壓力測量裝置和所述第二壓力測量裝置進行信號通訊，在所述處理單元裡進行邏輯差壓計算以得到所述進料分佈器的壓降。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，所述測量單元包括用於測量所述第一壓力測量口與所述第二壓力測量口之間壓降的壓降測量裝置，所述壓降測量裝置與所述傳輸單元進行信號通訊。

通過本發明的流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統能夠準確地測定進料分佈器的壓降，傳輸單元將所採集的壓降測量信號傳輸至處理單元並且處理單元根據測定的壓降來監控進料分佈器的工作狀態是否正常，從而能夠準確地判定進料分佈器的工作狀態。進一步地，當處理單元判定所述進料分佈器的工作狀態處於異常情況時，所述處理單元做出相應的處理動作以使所述進料分佈器的壓降恢復到所述預設範圍內。具體地，在本發明中的壓降控制系統還包括氮氣吹掃裝置，當進料分佈器的壓降超過正常工作狀態的壓降範圍的上限時，處理單元啟動所述氮氣吹掃裝置，通過氮氣吹掃裝置向進料分佈器內吹入高壓氮氣以對進料分佈器進行吹掃，使進料分佈器每個銳孔都不存在堵塞情況，從而使進料分佈器的壓降達到正常的工作狀態；當進料分佈器的壓降低于正常工作狀態的壓降範圍的下限時，通過氮氣吹掃裝置向進料分佈器內吹入高壓氮氣以使進料分佈器的壓降達到正常的工作狀態。

本發明還提出了一種流化床反應器的進料分佈器的壓降控制方法，其中，包括以下步驟：

S1）測量所述進料分佈器的第一壓力測量口和第二壓力測量口之間的壓降，所述第一壓力測量口位於靠近流化床反應器壁的所述進料分佈器的入口管線上，所述第二壓力測量口位於所述流化床反應器的空氣分佈板與所述進料分佈器的噴嘴的出氣端之間的流化床反應器壁上；

S2）根據所述壓降計算得出所述進料分佈器的壓降，並判定所述進料分佈器的工作狀態是否正常，其中，當所述進料分佈器的壓降為所述流化床反應器的床層壓降的25%~160%的預設範圍時，判定所述進料分佈器的工作狀態是正常；當判定所述進料分佈器的壓降高於所述預設範圍的上限值或低於所述預設範圍的下限值時，進行相應的處理動作以使所述進料分佈器的壓降恢復到所述預設範圍內。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制方法，其中，當所述進料分佈器的壓降為所述床層壓降的35%~140%的預設範圍時，判定所述進料分佈器的工作狀態是正常的。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制方法，其中，在步驟S2）中，當判定所述進料分佈器的壓降高於所述預設範圍的上限值時，向所述進料分佈器供給氮氣進行吹掃。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降監測方法，其中，在步驟S2）中，當判定所述進料分佈器的壓降低於所述預設範圍的下限值時，向所述進料分佈器中供給氮氣直至所述進料分佈器的壓降處於所述預設範圍內。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降監測方法，其中，在步驟S1）中，在所述第一壓力測量口和所述第二壓力測量口處提供0~10 Nm³ /h的吹掃風。

如上所述流化床反應器的進料分佈器的壓降監測方法，其中，在步驟S1）中，在所述第一壓力測量口和所述第二壓力測量口處提供1~10 Nm³ /h的吹掃風。

通過本發明的流化床反應器的進料分佈器的壓降控制方法可以很好地檢測進料分佈器的壓降，並且根據測定的壓降來監控進料分佈器的工作狀態是否正常，從而能夠準確地判定進料分佈器的工作狀態，當判定所述進料分佈器的壓降高於所述預設範圍的上限值或低於所述預設範圍的下限值時，進行相應的處理動作以使所述進料分佈器的壓降恢復到所述預設範圍內。

下面將結合附圖對本發明作進一步說明。

具體而言，如圖4所示，本發明的流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統包括壓降測量單元（也可稱為壓降檢測器）、傳輸單元和處理單元，其中，當壓降處理單元監測到進料分佈器的壓降沒在在預設範圍之內時，處理單元做出相應的處理動作以使所述進料分佈器的壓降恢復到預設範圍內，從而實現控制進料分佈器的壓降，即以實現保證進料分佈器的工作狀態始終處於正常狀態。

具體地，如圖3和圖4所示，本發明的進料分佈器10壓降ΔP_d 控制系統包括：測量單元5、傳輸單元以及處理單元（圖中未示出），其中，測量單元5用於測量進料分佈器10的第一壓力測量口2和第二壓力測量口3之間的壓降以作為進料分佈器10的壓降ΔP_d ，傳輸單元（接收測量單元5所測量的壓降，並且處理單元根據測量單元5所測量的所述壓降（即進料分佈器10的壓降ΔP_d ）來監控所述進料分佈器的工作狀態是否正常，當進料分佈器的工作狀態處於異常狀態，處理單元做出相應的處理動作以使進料分佈器的工作狀態恢復正常。

較佳地，將對第一壓力測量口2設置在靠近反應器壁4的進料分佈器10的入口管線上，以測量進料分佈器10入口處的丙烯氨混合氣壓力。第二壓力測量口3較佳地位於空氣分佈板6與進料分佈器10的噴嘴15的末端之間的反應器壁4上，以測量進料分佈器10的噴嘴15的出口處的丙烯氨混合氣的壓力。對於測量單元5的類型沒有具體限制，可以採用單獨的壓力表分別測量第一壓力測量口2和第二壓力測量口3各自處的丙烯氨混合氣的壓力，然後將各自的壓力資料信號傳輸至傳輸單元，然後由處理單元進行邏輯差壓來計算二者的差值，從而獲得進料分佈器的壓降ΔP_d ，即將壓力表分別設置在靠近反應器壁4的進料分佈器10的入口管線上和空氣分佈板6與進料分佈器10的噴嘴15的末端之間的反應器壁4上，將壓力表設置在此處可以準確地測量進料分佈器10進氣口處的壓力以及測量進料分佈器10的噴嘴15的出口處的丙烯氨混合氣的壓力，這二者的壓力差作為進料分佈器10的壓降ΔP_d ，從而實現準確地測定進料分佈器10的壓降ΔP_d ，同時由於第一壓力測量口2和第二壓力測量口3處的溫度較低，並不會對壓力表造成損害；另一方面，也不會影響進料分佈器的進料效果。或者，也可以採用壓差表直接測量第一壓力測量口2與第二壓力測量口3之間的壓降，並將壓降資料信號傳輸至傳輸單元。

對處理單元的類型沒有具體限制，較佳為分散控制系統（DCS控制系統），其可以直觀的顯示壓降變化情況，即可以直觀地反映出進料分佈器壓降ΔP_d 的變化情況。

較佳地，為防止催化劑阻塞壓力測量口，在第一壓力測量口2和第二壓力測量口3處分別給予相同工作情況及條件的吹掃風（圖中未示出）。吹掃風為0~10 Nm³ /h，較佳為1~10 Nm³ /h，採用此風量的吹掃風可以有效防止催化劑阻塞壓力測量口，並且由於在第一壓力測量口2和第二壓力測量口3處分別給予相同工作情況及條件的吹掃風，顯然吹掃風並不會對進料分佈器的壓降測量結果造成影響，並且在吹掃風流速過大的情況下，可能對催化劑床層產生影響。

進一步地，如圖4所示，本發明的壓降控制系統還包括高壓的氮氣吹掃裝置9（HPN裝置）。氮氣吹掃裝置9連接至進料分佈器10，當DCS控制系統判定進料分佈器壓降ΔP_d 測量值不在預定範圍時，可以自動啟動該高壓氮氣吹掃裝置，並將高壓氮氣引入至進料分佈器10。

根據本發明的進料分佈器壓降ΔP_d 控制系統，能夠對進料分佈器壓降ΔP_d 進行測量並監控進料分佈器的工作狀態是否正常。在丙烯腈生產過程中，進料分佈器銳孔孔徑的變化影響到原料氣穿過銳孔時氣體速度的變化，直接表現在進料分佈板壓降ΔP_d 的變化。藉此，通過進料分佈板壓降ΔP_d 的變化作為監控進料分佈器是否處於正常工作狀態是可具以實施的。

流化床反應器100可為用於丙烯氨氧化的流化床反應器。流化床反應器100在正常運行過程中，當發生進料分佈器部分銳孔有堵塞情況發生時，由於其他銳孔流過的氣量增加導致平均穿孔孔速的增加，這一結果表現在進料分佈器10壓降ΔP_d 的增加。而當進料分佈器管件上有氮化脆裂發生時，有更多的原料氣通過裂縫進入床層，導致原料氣通過銳孔的流量減少，平均穿孔孔速的降低的結果表現在進料分佈板壓降ΔP_d 的降低。進料分佈器壓降的增高或降低反映出進料分佈器處於非正常的工作狀態。

具體地，在本發明的進料分佈器壓降ΔP_d 監測系統中，將測量單元所測量的壓力資料回饋（傳輸）至DSC控制系統。當進料分佈器壓降ΔP_d 測量值為床層壓降ΔP_b 的25%~160%時，則判定進料分佈器的工作狀態是正常的。進料分佈器壓降ΔP_d 測量值較佳為床層壓降ΔP_b 的30%~150%，更佳為床層壓降ΔP_b 的35%~140%。

相反地，當進料分佈器壓降ΔP_d 測量值不在上述範圍之內時，則判定進料分佈器10的工作狀態不正常。

具體而言，流化床反應器100在正常運行過程中，當進料分佈器壓降ΔP_d 測量值高於上述範圍的上限值時，DCS控制系統給予上限提示，提醒進料分佈器10可能存在部分銳孔堵塞情況並自動啟動高壓氮氣吹掃裝置9對進料分佈器進行吹掃，將高壓氮氣引入進料分佈器10的管路中，從而消除堵塞。而當進料分佈器壓降ΔP_d 測量值低於上述範圍的設定下限時，DCS控制系統給予下限提示，提醒丙烯氨進料分佈器存在氮化脆裂的可能性。

流化床反應器100在高負荷運行過程中，進料分佈器各個銳孔流出的原料氣體量較流化床反應器100滿載負荷運行時同步增加，對同一裝置而言，氣體流經銳孔的穿孔孔速也有所增加，同樣會表現在進料分佈器壓降ΔP_d 的增加，在本發明的進料分佈器壓降ΔP_d 監測系統中，將測量單元所測量的壓力資料回饋（傳輸）至DSC控制系統。DCS控制系統給予上限提示，進料分佈器ΔP_d 以不高於所設定上限值為宜，例如，可以將該上限值設定為裝置床層壓降ΔP_b 的160%。

流化床反應器100在低負荷運行過程中，進料分佈器各個銳孔流出的原料氣體量較流化床反應器100滿載負荷運行時同步減少，對同一流化床反應器100而言，氣體流經銳孔的穿孔孔速也有所減少，表現在進料分佈器壓降ΔP_d 的降低，極端情況下，影響到進料分佈器布氣效果，導致進料不均勻，反應結果惡化。在本發明的進料分佈器壓降ΔP_d 監測系統中，將測量單元所測量的壓力資料回饋（傳輸）至DSC控制系統。DCS控制系統給予下限提示，例如，可以將該下限值設定為流化床反應器100床層壓降ΔP_b 的20%。當流化床反應器100低負荷運行時，進料分佈器測量壓降ΔP_d 低於下限值時，自動啟動高壓氮氣吹掃裝置，並可以調節氮氣流量，使得氮氣可以穩定地、連續地進入原料氣管線，並與原料氣混合一起引入至進料分佈器10，滿足進料分佈器壓降ΔP_d 達到DCS控制系統給予的下限設定值，使反應器維持正常運行。

實施例

以下通過具體實施例來對本發明的進料分佈器壓降ΔP_d 檢測系統進行更加詳細的描述。但本發明並不限於以下具體實施例。

實施例1

丙烯腈流化床反應器直徑為7m，催化劑採用常規的商用丙烯腈催化劑，原料氣摩爾比丙烯:氨:空氣為1:1.1:9.3，反應溫度為440℃，反應壓力為0.5kg/m3。裝置滿載負荷下運行，分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上設置壓力監測口，實際測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的41.6%。反應結果為AN收率為80.2%，丙烯轉化率為98.0%。

實施例2

丙烯腈流化床反應器與反應工作情況及條件同實施例1，裝置以80%負荷下運行，分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上設置壓力監測口，實際測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的26.8%。反應結果為AN收率為79.7%，丙烯轉化率為97.5%。

實施例3

丙烯腈流化床反應器與反應工作情況及條件同實施例1，裝置以70%負荷下運行，分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上設置壓力監測口，啟動高壓氮氣裝置，引氮氣入進料分佈器，測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的41.4%。反應結果為AN收率為80.0%，丙烯轉化率為98.6%。

比較例1：

丙烯腈流化床反應器與反應工作情況及條件同實施例1，裝置滿載負荷下運行。分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上設置壓力監測口，實際測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的21.8%。反應結果為AN收率為79.4%，丙烯轉化率為97.1%。

比較例2

丙烯腈流化床反應器與反應工作情況及條件同實施例1，裝置滿載負荷下運行。分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上設置壓力監測口，實際測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的18.2%。反應結果為AN收率為75.3%，丙烯轉化率為93.2%。裝置停車檢修，發現進料分佈器管路存在多處脆裂滲漏。

實施例4

丙烯腈流化床反應器直徑為12m，催化劑採用與實施例1中相同的丙烯腈催化劑，原料氣摩爾比丙烯:氨:空氣為1:1.1:9.3，反應溫度為440℃，反應壓力為0.5kg/m3。裝置滿載負荷下運行，分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上設置壓力監測口，實際測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的42.6%。反應結果為AN收率為80.1%，丙烯轉化率為98.4%。

實施例5

丙烯腈流化床反應器與反應工作情況及條件同實施例4，裝置以70%負荷下運行，分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上分別設置壓力監測口，實際測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的25.8%。反應結果為AN收率為79.3%，丙烯轉化率為96.5%。

實施例6

丙烯腈流化床反應器與反應工作情況及條件同實施例4，裝置以70%負荷下運行，分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上設置壓力監測口，啟動高壓氮氣裝置，引氮氣入進料分佈器，測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的38.8%。反應結果為AN收率為79.8%，丙烯轉化率為98.2%。

實施例7

丙烯腈流化床反應器直徑為9.0m，催化劑採用實施例1中相同的丙烯腈催化劑，原料氣摩爾比丙烯:氨:空氣為1:1.1:9.3，反應溫度為440℃，反應壓力為0.5kg/m3。分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上設置壓力監測口，實際測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的90.9%。反應結果為AN收率為80.5%，丙烯轉化率為99.1%。

實施例8

丙烯腈流化床反應器直徑為12m，催化劑採用實施例1中相同的丙烯腈催化劑，原料氣摩爾比丙烯:氨:空氣為1:1.1:9.3，反應溫度為440℃，反應壓力為0.5kg/m3。分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上設置壓力監測口，實際測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的98.8%。反應結果為AN收率為80.3%，丙烯轉化率為98.7%。

實施例9

丙烯腈流化床反應器與反應工作情況及條件同實施例8，裝置滿載負荷下運行。分別在進料分佈器的近反應器壁的入口管線上和空氣分佈板與進料分佈器的噴嘴末端之間的反應器壁上設置壓力監測口，實際測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的172.4%。反應結果為AN收率為78.7%，丙烯轉化率為96.5%。DSC控制系統自動啟動氮氣吹掃裝置，將高壓氮氣引入進料分佈器進行吹掃。關閉氮氣吹掃裝置並待反應穩定後，測得丙烯氨分佈器的壓降ΔP_d 為床層壓力ΔP_b 的103.1%。反應結果為AN收率為80.4%，丙烯轉化率為98.7%。

雖然已經參考較佳實施例對本發明進行了描述，但在不脫離本發明的範圍的情況下，可以對其進行各種改進並且可以用等效手段替換其中的技術條件。尤其是，只要不存在技術上的衝突，各個實施例中所提到的各項技術特徵均可以任意方式組合起來。本發明並不局限於文中公開的特定實施例，而是包括落入申請專利範圍內的所有實施方式。

現有技術：

1‧‧‧丙烯氨氧化流化床反應器

10‧‧‧丙烯氨進料分佈器

40‧‧‧反應器壁

60‧‧‧空氣分佈板

70‧‧‧冷卻盤管

80‧‧‧空氣進料口

12‧‧‧支管

13‧‧‧銳孔

14‧‧‧噴嘴

本發明：

100‧‧‧流化床反應器

2‧‧‧第一壓力測量口

3‧‧‧第二壓力測量口

4‧‧‧反應器壁

5‧‧‧測量單元

6‧‧‧空氣分佈板

7‧‧‧冷卻盤管

8‧‧‧空氣進料口

9‧‧‧高壓氮氣吹掃裝置

10‧‧‧進料分佈器

圖1為現有技術的丙烯氨流化床反應器的示意圖；

圖2為現有技術的丙烯氨進料分佈器的噴嘴示意圖；

圖3為本發明的進料分佈器壓降監測系統的示意圖；

圖4為本發明的進料分佈器壓降監測系統的示意圖。

100‧‧‧丙烯氨氧化流化床反應器

4‧‧‧反應器壁

5‧‧‧測量單元

6‧‧‧空氣分佈板

7‧‧‧冷卻盤管

8‧‧‧空氣進料口

9‧‧‧高壓氮氣吹掃裝置

10‧‧‧進料分佈器

Claims (13)

1. 一種流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，所述壓降控制系統包括：測量單元，所述測量單元用於測量所述進料分佈器的第一壓力測量口和第二壓力測量口之間的壓降，所述第一壓力測量口位於靠近流化床反應器壁的進料分佈器的入口管線上，所述第二壓力測量口位於所述流化床反應器的空氣分佈板與所述進料分佈器的噴嘴的出氣端之間的流化床反應器壁上；傳輸單元，其與所述測量單元進行信號通訊，所述傳輸單元採集所述測量單元所測量的壓降測量信號；以及處理單元，其監控所述進料分佈器的工作狀態是否正常，其中，當所述進料分佈器的壓降為所述流化床反應器的床層壓降的25%~160%的預設範圍時，所述處理單元判定所述進料分佈器的工作狀態是正常的；當所述處理單元判定所述進料分佈器的壓降高於所述預設範圍的上限值或低於所述預設範圍的下限值時，所述處理單元做出相應的處理動作以使所述進料分佈器的壓降恢復到所述預設範圍內；其中，所述測量單元包括處於所述第一壓力測量口處的第一壓力測量裝置和處於所述第二壓力測量口處的第二壓力測量裝置，所述傳輸單元分別與所述第一壓力測量裝置和所述第二壓力測量裝置進行信號通訊，在所述處理單元裡進行邏輯差壓計算以得到所述進料分佈器的壓降。
2. 如請求項1所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，還包括分別設置於所述第一壓力測量口和所述第二壓力測量口處的吹掃單元。
3. 如請求項2所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，所述吹掃單元提供小於或等於10Nm³/h的吹掃風。
4. 如請求項1所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，當所述進料分佈器的壓降為所述床層壓降的35%~140%的預設範圍時，所述處理單元監控所述進料分佈器的工作狀態是正常的。
5. 如請求項1所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，所述壓降控制系統還包括氮氣吹掃裝置，當所述處理單元判定所述進料分佈器的壓降高於所述預設範圍的上限值時，所述處理單元啟動所述氮氣吹掃裝置，以對所述進料分佈器進行吹掃。
6. 如請求項1所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，所述壓降控制系統還包括氮氣吹掃裝置，當所述處理單元判定所述進料分佈器的壓降低於所述預設範圍的下限值時，所述處理單元啟動所述氮氣吹掃裝置，以向所述進料分佈器中供給氮氣，使得所述進料分佈器的壓降處於所述預設範圍內。
7. 如請求項1至6中任意一項所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制系統，其中，所述測量單元包括用於測量所述第一壓力測量口與所述第二壓力測量口之間壓降的壓降測量裝置，所述壓降測量裝置與所述傳輸單元進行信號通訊。
8. 一種流化床反應器的進料分佈器的壓降控制方法，其中，包括以下步驟：S1)以一測量單元測量所述進料分佈器的第一壓力測量口和第二壓力測量口之間的壓降，所述第一壓力測量口位於靠近流化床反應器壁的所述進料分佈 器的入口管線上，所述第二壓力測量口位於所述流化床反應器的空氣分佈板與所述進料分佈器的噴嘴的出氣端之間的流化床反應器壁上；S2)以一處理單元根據所述壓降計算得出所述進料分佈器的壓降，並判定所述進料分部器的工作狀態是否正常，其中，當所述進料分佈器的壓降為所述流化床反應器的床層壓降的25%~160%的預設範圍時，所述處理單元判定所述進料分佈器的工作狀態是正常；當所述處理單元判定所述進料分佈器的壓降高於所述預設範圍的上限值或低於所述預設範圍的下限值時，所述處理單元進行相應的處理動作以使所述進料分佈器的壓降恢復到所述預設範圍內；其中，所述測量單元包括處於所述第一壓力測量口處的第一壓力測量裝置和處於所述第二壓力測量口處的第二壓力測量裝置，並以一傳輸單元分別與所述第一壓力測量裝置和所述第二壓力測量裝置進行信號通訊，在所述處理單元裡進行邏輯差壓計算以得到所述進料分佈器的壓降。
9. 如請求項8所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制方法，其中，當所述進料分佈器的壓降為所述床層壓降的35%~140%的預設範圍時，判定所述進料分佈器的工作狀態是正常的。
10. 如請求項8或9所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制方法，其中，在步驟S2)中，當判定所述進料分佈器的壓降高於所述預設範圍的上限值時，向所述進料分佈器供給氮氣進行吹掃。
11. 如請求項8或9所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制方法，其中，在步驟S2)中，當判定所述進料分佈器的壓降低於所述預設範圍的下限值時，向所述進料分佈器中供給氮氣直至所述進料分佈器的壓降處於所述預設範圍內。
12. 如請求項8所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制方法，其中，在步驟S1)中，在所述第一壓力測量口和所述第二壓力測量口處提供0~10Nm³/h的吹掃風。
13. 如請求項12所述流化床反應器的進料分佈器的壓降控制方法，其中，在步驟S1)中，在所述第一壓力測量口和所述第二壓力測量口處提供1~10Nm³/h的吹掃風。

Images