氧化脱氢反应器安全运行的方法、氧化脱氢反应的装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及乙二醇生产领域，具体涉及一种氧化脱氢反应器安全运行的方法、一种氧化脱氢反应的装置以及所述方法和/或所述装置在合成气制备乙二醇工艺中的应用，将一氧化碳和氧气至少一级混合后在氧化脱氢反应器中进行反应；并根据氧气含量和一氧化碳平均含量进行控制，其中，以气体的总体积为基准，当测量的氧气含量超过2体积％时，停止反应；其中，当93体积％＜一氧化碳平均含量≤96体积％时，降低氧气进料；当一氧化碳平均含量≤93体积％时，紧急停止氧气进料。采用本发明专利技术的方法能够提高合成气制乙二醇工艺中氧化脱氢反应的安全性。制乙二醇工艺中氧化脱氢反应的安全性。制乙二醇工艺中氧化脱氢反应的安全性。

【技术实现步骤摘要】
氧化脱氢反应器安全运行的方法、氧化脱氢反应的装置及应用


[0001]本专利技术涉及乙二醇生产领域，具体涉及一种氧化脱氢反应器安全运行的方法、一种氧化脱氢反应的装置以及所述方法和/或所述装置在合成气制备乙二醇工艺中的应用。

技术介绍

[0002]乙二醇(EG)是一种重要的石油化工基础有机原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等，此外还可用于涂料、照相显影液、刹车液以及油墨等行业，用作过硼酸铵的溶剂和介质，用于生产特种溶剂乙二醇醚等，用途十分广泛。
[0003]2016年全球乙二醇产能约3747万吨，消费量2614.5万吨，其中85％乙二醇用于聚酯行业。目前，国内外大型乙二醇的工业化生产主要采用环氧乙烷直接水合法的工艺路线，即先经石油路线合成乙烯，再氧化乙烯生产环氧乙烷，最后由环氧乙烷非催化水合反应得到EG。生产技术基本由荷兰Shell、美国Halcon－SD以及美国UCC三家公司所垄断。此生产工艺的经济效益由于受石油价格的制约，波动较大。
[0004]近年来，随着聚酯纤维、聚酯塑料和防冻液等对乙二醇的大量需求，人们开始致力于乙二醇新的合成技术的研究和开发工作。Shell公司、UCC公司、莫斯科门捷列夫化工学院等相继开发了环氧乙烷催化水合法制乙二醇生产技术；Halcon－SD、UCC、Dow化学、日本触媒化学以及三菱化学等公司相继开发了碳酸乙烯酯法制乙二醇生产技术。另外，由于世界石油资源的短缺和天然气资源相对丰富，美国UCC以及日本宇部兴产等公司也开展了由合成气制乙二醇新工艺的研究和开发工作。在石油资源日趋紧张，且价格长期高位运转的今天，寻找一条经济合理的乙二醇合成路线已经成为研究热点。以合成气为主要原料合成乙二醇工艺，以其原料来源广泛和低廉、技术经济性高等众多优点，而备受重视。
[0005]目前，国内利用合成气资源作为生产原料，开发出制备乙二醇的新技术，此套技术的工艺流程包括合成气分离、亚硝酸甲酯偶联、氧化酯化技术、草酸酯加氢等部分。合成气制乙二醇工艺中来自界外含氢的CO和O2混合后进入脱氢进出料换热器，被脱氢产物预热后进入加热器，加热到所需温度后进入氧化脱氢反应器，O2和H2直接反应，进行氧化脱氢反应，CO经氧化脱氢处理后进入偶联酯化单元。氧化脱氢反应器中，若进料比例失调、氧进料量大、一氧化碳进料量小等因素都可能造成混合气氧气含量高，极易发生气相燃爆。目前，国内尚无对此方面危险性及安全控制方案的系统研究，使得合成气制乙二醇工业装置的危险性得不到有效控制，如果该问题得不到及时有效的解决，必将制约合成气制乙二醇装置的安全运行。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的合成气制乙二醇工艺中易发生气相燃爆的问题，提供一种氧化脱氢反应器安全运行的方法、一种氧化脱氢反应的装置以及所述
方法和/或所述装置在合成气制备乙二醇工艺中的应用。该方法能够保障氧化脱氢反应器的高效安全运行，进而提高偶联工段的安全性。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种氧化脱氢反应器安全运行的方法，该方法包括：一种氧化脱氢反应器安全运行的方法，该方法包括：
[0008]将一氧化碳和氧气通过至少一级混合后输送至氧化脱氢反应器中进行氧化脱氢反应；测量所述氧化脱氢反应器中的氧气含量和一氧化碳平均含量，并根据测量结果采用如下所示的模式进行控制，以维持所述氧化脱氢反应器中的氧气含量和一氧化碳平均含量；
[0009]其中，当测量的氧气含量超过2体积％时，停止反应；
[0010]其中，当93体积％＜一氧化碳平均含量≤96体积％时，降低氧气进料；当一氧化碳平均含量≤93体积％时，紧急停止氧气进料。
[0011]本专利技术第二方面提供一种氧化脱氢反应的装置，所述装置包括通过如上所述的方法实现氧化脱氢反应安全运行的氧化脱氢反应器。
[0012]本专利技术第三方面提供上述方法和装置在合成气制备乙二醇工艺中的应用。
[0013]在利用合成气制备乙二醇的工艺中，采用本专利技术的装置按照本专利技术所述的方法运行氧化脱氢步骤，能够保持进料比例，控制反应的温度和压力，使得氧化脱氢反应安全运行，实现了合成气制备乙二醇工艺安全运行。
附图说明
[0014]图1是本专利技术提供的装置的示意图。
[0015]附图标记说明
[0016]1、2、3分别为检测点所在最大纵切面；4为收集罐；5为氧化脱氢反应器；6为气体混合器；7为一氧化碳进料管；8为氧气进料管。
具体实施方式
[0017]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包括接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0018]本专利技术一方面提供一种氧化脱氢反应器安全运行的方法，该方法包括：一种氧化脱氢反应器安全运行的方法，该方法包括：
[0019]将一氧化碳和氧气通过至少一级混合后输送至氧化脱氢反应器中进行氧化脱氢反应；测量所述氧化脱氢反应器中的氧气含量和一氧化碳平均含量，并根据测量结果采用如下所示的模式进行控制，以维持所述氧化脱氢反应器中的氧气含量和一氧化碳平均含量；
[0020]其中，当测量的氧气含量超过2体积％时，停止反应；
[0021]其中，当93体积％＜一氧化碳平均含量≤96体积％时，降低氧气进料；当一氧化碳平均含量≤93体积％时，紧急停止氧气进料。
[0022]应当理解的是，在本专利技术中，当同时满足至少两个条件使得操作存在冲突时，选择
更为有效的操作(或处理更迫切的情况的操作)进行处理，比如，当同时满足氧气含量超过2体积％和93体积％＜一氧化碳平均含量≤96体积％时，停止反应处理，而不是降低氧气进料。
[0023]在乙二醇生产工艺中，一氧化碳气体中往往含有氢气，一般来说一氧化碳气体中氢气的含量＜5体积％。通过氧化脱氢反应器脱除一氧化碳气体中的氢气，使得其中氢气的含量小于1000ppm。
[0024]在本专利技术中，所述氧化脱氢反应的条件可以为本领域常规的反应条件，优选地，氧化脱氢反应的条件包括：温度为30
‑
150℃，压力为0.1
‑
1.2MPa。
[0025]在本专利技术中，所述氧化脱氢反应可以在催化剂的存在下进行，所述催化剂可以为采用贵金属中的至少一种为主活性组分，非贵金属中的至少一种为助活性组分，载体为氧化铝的催化剂。
[0026]所述氧化脱氢的催化剂可以通过商购获得。
[0027]优选地，以一氧化碳气体的体积计，反应体积空速为2000
‑
40000L/h。
[0028]在本专利技术中，可以采用任意现有的方式停止反应，优选地，停止反应的方法为停止氧气进料和/或充非活性气体进行置换。
[0029]本专利技术所述的方法对所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化脱氢反应器安全运行的方法，其特征在于，该方法包括：将一氧化碳和氧气通过至少一级混合后输送至氧化脱氢反应器中进行氧化脱氢反应；测量所述氧化脱氢反应器中的氧气含量和一氧化碳平均含量，并根据测量结果采用如下所示的模式进行控制，以维持所述氧化脱氢反应器中的氧气含量和一氧化碳平均含量；其中，当测量的氧气含量超过2体积％时，停止反应；其中，当93体积％＜一氧化碳平均含量≤96体积％时，降低氧气进料；当一氧化碳平均含量≤93体积％时，紧急停止氧气进料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，混合级数a与流速s成正比，a＝ks+1，a取整数，k为0.01
‑
0.001h/m3，s的单位为m3/h。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述氧化脱氢反应器中设置有n1个氧气含量检测点，当任意一个氧气含量检测点中测定的氧气含量超过2体积％时，停止氧气进料和/或充非活性气体进行置换；其中，n1≥h/2+2，n1为整数，h为以米为单位时氧化脱氢反应器的高度值。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其中，所述氧化脱氢反应器中设置有n2个一氧化碳含量检测点，其中，n2为3
‑
30的整数；优选地，从n2个一氧化碳含量检测点中取一氧化碳含量最低的3
‑
8个检测点，计算其测得的一氧化碳含量的平均值作为一氧化碳平均含量；或优选地，从n2个一氧化碳含量检测点中任意取3
‑
20个检测点，计算其测得的一氧化碳含量的平均值作为一氧化碳平均含量。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的方法，其中，当95体积％＜一氧化碳平均含量≤96体积％时，降低氧气进料流量为初始氧气进料流量的70
‑
80体积％；94体积％＜一氧化碳平均含量≤95体积％时，降低氧气进料流量为初始氧气进料流量的30
‑
40体积％；93体积％＜一氧化碳平均含量≤94体积％时，降低氧气进料流量为初始氧气进料流量的10
‑
20体积％；优选地，当一氧化碳平均含量≤93体积％时，紧急停止氧气进料，还增大一氧化碳进料量至初始一氧化碳进料流量的105
‑
130体积％。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括测定所述氧化脱氢反应器中的温度；优选地，所述氧化脱氢反应器中设置b个测温点；其中，b≥2h/5+3，b取整数，h为以米为单位时氧化脱氢反应器的高度值；更优选地，选取其中3
‑
10个测温点的形式采集温度信号。7.根据权利要求6所述的方法，其中，当测得的温度为初始反应温度的1.05
‑
1.15倍时，氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：文松，张玉霞，赵磊，姜杰，徐伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：