丙烯腈反应器安全保护系统技术方案

本实用新型专利技术属于丙烯腈生产技术领域，具体涉及一种丙烯腈反应器安全保护系统，包括氨进料线、丙烯进料线、空气进料线、事故氮气线、反应器、急冷中和塔和急冷后冷却器，氨流量计、氨进料调节阀、丙烯流量计、丙烯进料调节阀、空气流量计和空气进料调节阀之间连接；急冷中和塔的下段液位计和上段液位计分别与下段补水调节阀、上段补水调节阀以及急冷后冷却器上的气相外送调节阀和液相外送调节阀连接。本实用新型专利技术可有效控制反应器内气体所占比例避免超过其爆炸极限发生着火及爆炸事故；联锁停车后可控制切断丙烯、氨以及空气三进料，避免了空气量过大导致的尾氧量过高造成系统爆炸；同时避免了因急冷中和塔液位低造成的系统损坏。免了因急冷中和塔液位低造成的系统损坏。免了因急冷中和塔液位低造成的系统损坏。

【技术实现步骤摘要】
丙烯腈反应器安全保护系统


[0001]本技术属于丙烯腈生产
，具体涉及一种丙烯腈反应器安全保护系统。

技术介绍

[0002]丙烯腈生产工艺大多采用丙烯、氨、空气氧化法，原料丙烯、氨和空气在钼铋系催化剂的作用下，生成丙烯腈、氢氰酸、乙腈、丙烯醛、丙酮、水等产物。其中，丙烯氨氧化反应器是最为核心的设备，对该反应器的联锁保护设计尤为重要，既要防止联锁冗余不够导致反应器经常性跳车，也要防止联锁冗余过量导致危险工况下反应器联锁不动作造成安全生产事故。国内目前常规的联锁保护仅为简单的联锁控制系统，难以做到本质安全。
[0003]目前，反应器进料正常控制条件下，氨烯比(氨与丙烯流量比)为1.15～1.25、空烯比(空气与丙烯流量比)为9～11。氨烯比高会造成氨单耗升高，后续处理过剩氨的硫酸量也相应变高；氨烯比低容易造成反应产物中丙烯醛等羰基化合物增多、当其小于1时，会造成丙烯超量，过量的丙烯可能在集气室中发生后燃烧、甚至爆炸，且后续急冷塔、吸收塔系统无法处理过量的丙烯，丙烯进入AOGC后，会导致催化氧化反应器飞温、造成AOGC催化剂烧结失活，与AOGC的空气形成爆炸性混合物，可能引起爆炸。空烯比高，会造成反应产物过度氧化，CO、CO2等产物增多，丙烯腈收率下降，当其大于11.5时，会导致反应器尾氧升高，甚至可能发生爆炸；空烯比过低，会消耗催化剂中的晶格氧，若催化剂长期处于氧气含量低于0.5％的环境下，会出现不可逆的失活，而200吨的催化剂若失去活性，不仅当做危废处理麻烦、而且新催化剂采购周期长达半年，期间造成的损失难以计量。
[0004]通常情况下，反应器仅设有丙烯流量4785Nm3/h低低联锁、氨流量5713Nm3/h低低联锁，空气流量45450Nm3/h低低联锁，触发联锁后反应器切断进料，自动停车。但是关键性的氨烯比、空烯比过高或过低联锁停车未设置，可能会出现氨流量低于丙烯流量且未达到低低联锁值的情况，此时就会出现氨烯比小于1，就会发生后燃烧甚至爆炸事故。在反应器停车后，后续系统中有高浓度有机物，且温度高，此时应严格控制后系统氧含量≤8％，防止有机物燃烧爆炸，如反应器停车联锁无切出空气动作，即使事故氮气通入，氧含量也在19％左右，此时整个系统危险性极高。在反应器丙烯严重过量触发氨比低联锁的情况下，反应器中存在大量未反应的丙烯，如不同时切出空气，极易形成爆炸性气体，可能导致爆炸事故的发生。
[0005]另外，反应器停车后，后续急冷中和塔的上段液位低低联锁，停止上段循环泵；下段液位低低联锁，停止下段循环泵。循环泵停止后，会造成急冷中和塔自身循环停止，急冷中和塔将完全失去其作用，大量的200℃的高温气体进入后续系统，造成设备超出设计温度、出现设备损坏，危险性极大；同时，过量的氨气不经中和直接进入吸收塔后，不仅会造成pH增高，系统聚合加剧，堵塞管道，而且氨还会和丙烯腈发生腈乙基化反应，一个氨分子最多能消耗3个丙烯腈分子，造成丙烯腈收率大幅度下降。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种丙烯腈反应器安全保护系统，可有效控制反应器内气体所占比例避免超过其爆炸极限发生着火及爆炸事故。
[0007]本技术是采用以下技术方案实现的：
[0008]所述的丙烯腈反应器安全保护系统，包括氨进料线、丙烯进料线、空气进料线、事故氮气线、反应器、急冷中和塔和急冷后冷却器，氨进料线、丙烯进料线、空气进料线和事故氮气线均与反应器连接，反应器和急冷中和塔连接，急冷中和塔和急冷后冷却器连接，氨进料线上设有氨流量计和氨进料调节阀，丙烯进料线上设有丙烯流量计和丙烯进料调节阀，空气进料线设有空气流量计和空气进料调节阀，氨流量计、氨进料调节阀、丙烯流量计、丙烯进料调节阀、空气流量计和空气进料调节阀之间连接；
[0009]急冷中和塔的底部经下段循环泵与急冷中和塔内的下段喷头连接，下段喷头与下段补水线连接，下段补水线上设有下段补水调节阀，急冷中和塔内中部设有集液槽，集液槽经上段循环泵与急冷中和塔内的上段喷头，上段喷头与上段补水线连接，上段补水线上设有上段补水调节阀，急冷中和塔底部设有下段液位计，集液槽上设有上段液位计，
[0010]急冷后冷却器的底部经冷却泵与急冷后冷却器的上部连接，急冷后冷却器的下部与气相外送调节阀连接，冷却泵与液相外送调节阀连接；
[0011]下段液位计和上段液位计分别与下段补水调节阀、上段补水调节阀、气相外送调节阀和液相外送调节阀连接。
[0012]优选地，事故氮气线上设有氮气流量计和氮气阀，反应器停车时，向反应器通入氮气，控制系统氧含量。
[0013]优选地，下段循环泵出口处设有下段冷却器，提高急冷效果。
[0014]优选地，上段循环泵出口处设有上段冷却器，提高急冷效果。
[0015]优选地，急冷中和塔内顶部设有除沫器，除沫器处配合设有收集盘，急冷、中和后的气体经过除沫器进行气液分离器后，液相收集在收集盘。
[0016]优选地，急冷后冷却器上设有旋液分离器，可有效分离急冷中和塔顶气体所夹带的水，并将水送回急冷中和塔。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0018]1、本技术可有效控制反应器内气体所占比例避免超过其爆炸极限发生着火及爆炸事故。
[0019]2、本技术联锁停车后可控制切断丙烯、氨以及空气三进料，避免了空气量过大导致的尾氧量过高造成系统爆炸。
[0020]3、本技术避免了因急冷中和塔液位低造成的系统损坏。
附图说明
[0021]图1为本技术的结构示意图；
[0022]图中：1、氨进料线；2、丙烯进料线；3、空气进料线；4、氨流量计；5、丙烯流量计；6、空气流量计；7、空气进料调节阀；8、丙烯进料调节阀；9、氨进料调节阀；10、事故氮气线；11、氮气流量计；12、氮气阀；13、反应器；14、急冷中和塔；15、下段循环泵；16、下段冷却器；17、
下段补水线；18、下段补水调节阀；19、下段液位计；20、下段喷头；21、集液槽；22、上段循环泵；23、上段冷却器；24、上段补水线；25、上段补水调节阀；26、上段液位计；27、上段喷头；28、除沫器；29、旋液分离器；30、急冷后冷却器；31、冷却泵；32、液相外送调节阀；33、气相外送调节阀。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本技术做进一步的说明。
[0024]如图1所示，所述的丙烯腈反应器安全保护系统，包括氨进料线1、丙烯进料线2、空气进料线3、事故氮气线10、反应器13、急冷中和塔14和急冷后冷却器30，氨进料线1、丙烯进料线2、空气进料线3和事故氮气线10均与反应器13连接，反应器13和急冷中和塔14连接，急冷中和塔14和急冷后冷却器30连接，氨进料线1上设有氨流量计4和氨进料调节阀9，丙烯进料线2上设有丙烯流量计5和丙烯进料调节阀8，空气进料线3设有空气流量计6和空气进料调节阀7，氨流量计4、氨进料调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丙烯腈反应器安全保护系统，其特征在于：包括氨进料线(1)、丙烯进料线(2)、空气进料线(3)、事故氮气线(10)、反应器(13)、急冷中和塔(14)和急冷后冷却器(30)，氨进料线(1)、丙烯进料线(2)、空气进料线(3)和事故氮气线(10)均与反应器(13)连接，反应器(13)和急冷中和塔(14)连接，急冷中和塔(14)和急冷后冷却器(30)连接，氨进料线(1)上设有氨流量计(4)和氨进料调节阀(9)，丙烯进料线(2)上设有丙烯流量计(5)和丙烯进料调节阀(8)，空气进料线(3)设有空气流量计(6)和空气进料调节阀(7)，氨流量计(4)、氨进料调节阀(9)、丙烯流量计(5)、丙烯进料调节阀(8)、空气流量计(6)和空气进料调节阀(7)之间连接；急冷中和塔(14)的底部经下段循环泵(15)与急冷中和塔(14)内的下段喷头(20)连接，下段喷头(20)与下段补水线(17)连接，下段补水线(17)上设有下段补水调节阀(18)，急冷中和塔(14)内中部设有集液槽(21)，集液槽(21)经上段循环泵(22)与急冷中和塔(14)内的上段喷头(27)，上段喷头(27)与上段补水线(24)连接，上段补水线(24)上设有上...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，胡文龙，李国超，齐志浩，李大为，周文祥，张伟梁，陈鸿辉，刘伟，王新磊，赵璇，郭晓峰，郭岩，
申请(专利权)人：天辰齐翔新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：