專(zhuān)利名稱(chēng)：丙烯兩步加氧法制丙烯酸的新鮮空氣溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種丙烯酸生產(chǎn)中的自動(dòng)控制系統(tǒng)。技術(shù)背景丙烯兩步加氧法制丙烯酸是在氧化催化劑存在的條件下進(jìn)行的，其中的 第一步是丙烯氧化生成丙烯醛，第二步是將丙烯醛進(jìn)一步氧化生成丙烯酸， 其反應(yīng)方程式如下CH2=CH-CH3+Q2—CH2=CH-CHO+H20CH2=CH-CHO+l/2 02—CH2=CH-COOH新鮮空氣提供氧氣參與化學(xué)反應(yīng)，在丙烯酸氧化反應(yīng)中，新鮮空氣用量 大，使用不同廠家的氧化催化劑對(duì)于新鮮空氣進(jìn)料溫度有不同的要求。以8 萬(wàn)啦年丙烯酸裝置為例，某廠家氧化催化劑性能要求第一氧化反應(yīng)器入口混 合氣體溫度在15(TC 200t:范圍，即要求混合前新鮮空氣進(jìn)料溫度控制在 160t:以上，多數(shù)裝置在進(jìn)料混合器M-1002和第一反應(yīng)器R-1001之間設(shè)有空 氣加熱器，能耗較大，且裝置操作受環(huán)境溫度不斷變化的干擾，使得進(jìn)入第 一反應(yīng)器R-lOOl的混合氣體溫度不穩(wěn)定，從而影響催化劑性能，影響丙烯酸 收率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種新的丙烯兩步加氧法 制丙烯酸的新鮮空氣溫度控制系統(tǒng)。丙烯兩步加氧法制丙烯酸的新鮮空氣溫度控制系統(tǒng)，丙烯兩步加氧法制丙烯酸的丙娣氧化單元中新鮮空氣、蒸汽、循環(huán)尾氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001，再 與丙烯一起進(jìn)入混合器M-1002,進(jìn)行充分混合，作為第一反應(yīng)器R-1001的 進(jìn)料，在催化劑存在條件下，丙烯與空氣中的氧氣在第一反應(yīng)器R-1001內(nèi)進(jìn) 行化學(xué)反應(yīng)，生成丙烯醛和少量丙烯酸；在空氣壓縮機(jī)K-1001出口設(shè)有空氣 預(yù)熱器H-1001, H-1001為第一氧化反應(yīng)器R-1001附帶設(shè)備，空氣預(yù)熱器 H-1001出口氣體溫度隨裝置操作環(huán)境溫度變化而調(diào)整變化。本發(fā)明的特征在 于在壓縮空氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001前的管道上設(shè)有TRC-1001的熱電偶，配 有溫度變送器，溫度變送器輸出信號(hào)進(jìn)裝置的DCS系統(tǒng)，其DCS輸出信號(hào)控 制空氣預(yù)熱器H-1001的電加熱器組別，控制空氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001前的溫 度在160'C 170'C之間；或同時(shí)在混合氣進(jìn)入第一反應(yīng)器R-1001前的管道上 設(shè)TRC-1002的熱電偶,配以溫度變送器，其輸出信號(hào)進(jìn)裝置的DCS系統(tǒng)， 其DCS系統(tǒng)輸出信號(hào)作TRC-1001調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定信號(hào)，構(gòu)成串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 以進(jìn)入第一反應(yīng)器R-1001的混合氣體溫度信號(hào)修正空氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001 的溫度給定值。在我國(guó)西北、華北、東北地區(qū)大氣環(huán)境溫度變化大， 一年四季間如此， 白天黑夜溫差也較大。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于，設(shè)有迸入第一反應(yīng)器R-1001的新鮮 空氣溫度控制系統(tǒng)，使新鮮空氣進(jìn)料溫度控制在催化劑性能允許的操作溫度 范圍內(nèi)，以確保混合氣體溫度穩(wěn)定，節(jié)約裝置蒸汽用量，降低熱能消耗，又避免了因環(huán)境溫度變化對(duì)氧化催化劑性能的干擾，以提髙丙烯轉(zhuǎn)化率，提高 丙烯酸的收率。


圖1為本發(fā)明簡(jiǎn)要工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步地詳細(xì)描述。目前已有的同類(lèi)裝置是在進(jìn)料混合器M-lOOl和第一反應(yīng)器R-lOOl之間 設(shè)有空氣加熱器，以中低壓蒸汽作為熱源，而本發(fā)明將其取消，減少設(shè)備， 降低裝置建設(shè)費(fèi)用，減少能源消耗，降低生產(chǎn)成本，采用第一氧化反應(yīng)器 R-1001輔帶設(shè)^~空氣預(yù)熱器H-1001電加熱器進(jìn)行第一反應(yīng)器入口混合 氣體溫度調(diào)節(jié)；在壓縮空氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001前的管道上設(shè)有TRC-1001的 熱電偶，配有溫度變送器，溫度變送器輸出信號(hào)進(jìn)裝置的DCS系統(tǒng)，其DCS 輸出信號(hào)控制空氣預(yù)熱器H-1001的電加熱器組別，控制空氣進(jìn)預(yù)混合器 M-1001前的溫度在160"U 170'C之間；或同時(shí)在混合氣進(jìn)入第一反應(yīng)器 R-1001前的管道上設(shè)TRC-1002的熱電偶，配以溫度變送器，其輸出信號(hào)進(jìn) 裝置的DCS系統(tǒng)，其DCS系統(tǒng)輸出信號(hào)作TRC-1001調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定信號(hào)， 構(gòu)成串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以進(jìn)入第一反應(yīng)器R-1001的混合氣體溫度信號(hào)修正空氣 進(jìn)預(yù)混合器M-1001的溫度給定值。在北方某地區(qū)8萬(wàn)噸/年丙烯酸裝置當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度極端最低溫度-20'C，最 熱月平均最高環(huán)境溫度30'C，年平均溫度為1(TC。其氧化催化劑供應(yīng)商要求 第一氧化反應(yīng)器入口氣體溫度需控制在150'C 200X:之間，氧化反應(yīng)工藝路線中空氣壓縮機(jī)為二級(jí)壓縮，其出口溫度隨環(huán)境溫度變化在1201C 175"之 間變化。通常二級(jí)壓縮的空氣壓縮機(jī)均設(shè)有級(jí)間冷卻器，參照裝置操作實(shí)際 情況，為保證本裝置第一反應(yīng)器R-lOOl入口氣體溫度達(dá)到催化劑供應(yīng)商操作 要求，取消空氣壓縮機(jī)級(jí)間冷卻器，提高壓縮機(jī)出口空氣溫度，從而提高 R-1001入口氣體溫度以使其達(dá)到要求；同時(shí)，不增設(shè)空氣加熱器減少設(shè)備的 一次性投資。根據(jù)該裝置當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度變化情況考慮如下對(duì)策調(diào)整H-1001電加熱器加 熱組來(lái)滿(mǎn)足第一反應(yīng)器R-1001入口氣體溫度達(dá)到催化劑操作要求。1. 當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到極端最低溫度-20'C時(shí)，空氣壓縮機(jī)出口溫度為120'C, 此時(shí)可通過(guò)DCS控制開(kāi)啟電加熱器H-1001。 H-1001有多組電加熱元件，開(kāi) 啟一組可使進(jìn)第一反應(yīng)器R-1001空氣溫度升高15"C,三組開(kāi)可使空氣溫度從 12(TC升高至165t:,這樣第一反應(yīng)器R-1001進(jìn)氣溫度可達(dá)到150'C。2. 在環(huán)境溫度l(TC時(shí)，空氣壓縮機(jī)出口溫度為1551C，不開(kāi)電加熱器 H-1001，第一反應(yīng)器R-10(H進(jìn)氣溫度為140'C;開(kāi)一組電加熱器，空氣溫度 升為170°C,第一反應(yīng)器R-1001進(jìn)氣溫度為150°C。3. 當(dāng)環(huán)境溫度為20'C時(shí)，空氣壓縮機(jī)出口溫度為166C第一反應(yīng)器 R-1001進(jìn)氣溫度為150'C,可不開(kāi)加熱器。4. 在極端最高環(huán)境溫度30"時(shí)，空氣壓縮機(jī)出口溫度為175"C,第一反 應(yīng)器R-1001進(jìn)氣溫度為155'C，可不開(kāi)加熱器。根據(jù)上述結(jié)果可以看出，當(dāng)環(huán)境溫度>20"時(shí)，第一反應(yīng)器R-1001入口 混合氣體溫度可達(dá)到150t: 200'C,不需要開(kāi)啟H-1001;當(dāng)環(huán)境溫度在19 T 101C時(shí)，通過(guò)DCS控制開(kāi)啟H-1001 —組電加熱器，可滿(mǎn)足第一反應(yīng)器 R-1001入口混合氣體溫度要求；當(dāng)環(huán)境溫度在10'C -101C時(shí)，通過(guò)DCS控制開(kāi)啟H-1001兩組電加熱器，可滿(mǎn)足第一反應(yīng)器R-1001入口混合氣體溫度 要求；當(dāng)環(huán)境溫度在-10'C -20。C時(shí)，通過(guò)DCS控制開(kāi)啟H-1001三組電加熱 器，可滿(mǎn)足第一反應(yīng)器R-1001入口混合氣體溫度要求。根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁厍闆r， 當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)開(kāi)啟H-1001 ， H-1001三組電加熱器基本處于一開(kāi)兩備或者 兩開(kāi)一備情況，三組電加熱器需要同時(shí)開(kāi)啟的時(shí)間在一年的操作期間所占幾 率很短。因此在H-1001工作狀態(tài)，其三組電加熱器始終有一組或兩組處于備 用狀態(tài)，可以保證H-1001穩(wěn)定、正常運(yùn)行。如果上述實(shí)例裝置建設(shè)地所在環(huán)境溫度的極端最低溫度在4(TC -20'C 范圍間，可根據(jù)實(shí)際情況，增加H-1001電加熱器組數(shù)(或提高單組電加熱器 功率)，以滿(mǎn)足加熱空氣壓縮機(jī)出口氣體使其達(dá)到要求溫度。在裝置剛開(kāi)車(chē)階段，裝置的操作人員可通過(guò)DCS手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)H-1001 電加熱器加熱組來(lái)進(jìn)行第一反應(yīng)器入口氣體溫度的調(diào)節(jié)；當(dāng)裝置開(kāi)車(chē)一段時(shí) 間后，DCS控制H-1001方式即可由操作人員手動(dòng)控制改為DCS自動(dòng)控制， 這樣使裝置操作更加安全、可靠，同時(shí)也節(jié)約了裝置崗位人員投入，提高整 體效益。
權(quán)利要求
1，丙烯兩步加氧法制丙烯酸的新鮮空氣溫度控制系統(tǒng)，丙烯兩步加氧法制丙烯酸的丙烯氧化單元中新鮮空氣、蒸汽、循環(huán)尾氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001，再與丙烯一起進(jìn)入混合器M-1002，進(jìn)行充分混合，作為第一反應(yīng)器R-1001的進(jìn)料，在催化劑存在條件下，丙烯與空氣中的氧氣在第一反應(yīng)器R-1001內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成丙烯醛和少量丙烯酸；在空氣壓縮機(jī)K-1001出口設(shè)有空氣預(yù)熱器H-1001，H-1001為第一氧化反應(yīng)器R-1001附帶設(shè)備，空氣預(yù)熱器H-1001出口氣體溫度隨裝置操作環(huán)境溫度變化而調(diào)整變化，本發(fā)明的特征在于在壓縮空氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001前的管道上設(shè)有TRC-1001的熱電偶，配有溫度變送器，溫度變送器輸出信號(hào)進(jìn)裝置的DCS系統(tǒng)，其DCS輸出信號(hào)控制空氣預(yù)熱器H-1001的電加熱器組別，控制空氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001前的溫度在160℃～170℃之間。
2，按照權(quán)利要求1所述的丙烯兩步加氧法制丙烯酸的新鮮空氣溫度控制 系統(tǒng)，其特征在于，在混合氣進(jìn)入第一反應(yīng)器R-1001前的管道上設(shè)TRC-1002 的熱電偶，配以溫度變送器，其輸出信號(hào)進(jìn)裝置的DCS系統(tǒng)，其DCS系統(tǒng)輸 出信號(hào)作TRC-lOOl調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定信號(hào)，構(gòu)成串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用進(jìn)入以第一 反應(yīng)器R-1001的混合氣體溫度信號(hào)修正空氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001的溫度給定 值。
3,按照權(quán)利要求1所述的丙烯兩步加氧法制丙烯酸的新鮮空氣溫度控制 系統(tǒng)，其特征在于，控制空氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001前的溫度在160'C 170'C 之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種丙烯兩步加氧法制丙烯酸的新鮮空氣溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，在壓縮空氣進(jìn)預(yù)混合器前的管道上設(shè)有TRC-1001的熱電偶，配有溫度變送器，溫度變送器輸出信號(hào)進(jìn)裝置的DCS系統(tǒng)，其DCS輸出信號(hào)控制空氣預(yù)熱器的電加熱器組別，控制空氣進(jìn)預(yù)混合器前的溫度在160℃～170℃之間，在寒冷地區(qū)，一年四季大氣環(huán)境溫度變化大，甚至白天和黑夜間溫差也很大，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，可以使新鮮空氣進(jìn)料溫度控制在催化劑性能允許的操作溫度范圍內(nèi)，確?；旌蠚怏w溫度穩(wěn)定，節(jié)約裝置蒸汽用量、降低熱量消耗、又能避免因環(huán)境溫度變化對(duì)裝置操作的干擾，從而提高丙烯轉(zhuǎn)化率、丙烯酸收率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C07C57/05GK101260033SQ20081005035
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月27日
發(fā)明者劉麗娟, 劉學(xué)線, 周江沛, 偉 孫, 鞏傳志, 張木蘭, 李志遠(yuǎn), 李欣平, 紀(jì)忠斌, 勇 郭 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司東北分公司