一种具有两段反应器的醋酸生产系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于两段式反应器的醋酸生产系统，属于醋酸生产技术领域。包括一段反应器、段间换热器、二段反应器、气液分离器、外循环换热器和废热回收锅炉，醋酸生产系统控制包括：通过控制废热回收锅炉到外循环换热器之间的流量阀门Ⅰ来控制一段反应器中的温度，通过控制废热回收锅炉到段间换热器之间的流量阀门Ⅱ来控制二段反应器中的温度；段间换热器的目的是控制两段的反应都在较适宜的温度范围内，一方面避免温度过高而造成设备腐蚀，另一方面提高反应速率；温度传感器Ⅰ及温度传感器Ⅱ设置，实现对一段反应器、二段反应器、段间换热器内的温度控制，进而保证最高的反应效率和质量。和质量。和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种具有两段反应器的醋酸生产系统


[0001]本专利技术涉及一种醋酸生产系统，尤其涉及一种具有两段反应器的醋酸生产系统，属于醋酸生产


技术介绍

[0002]甲醇低压液相羰基合成制醋酸自1970年投产以来，现已成为世界生产醋酸的一种主要生产方法。该方法以铑的卤化物为催化剂，碘甲烷为助催化剂，采用闪蒸技术将初产品取出；其中，在该生产方法中，现有技术CN92108244.4采用添加1
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2个转化器，将活性铑络合物转化为可以承受外部加热不沉淀、不分解的稳定性铑络合物，然后采用蒸发的方法取出初产品，可以降低物料的循环量，节省能耗；以及，采用机械搅拌，目的是使反应液混合均匀，从工业运用来看，物料混合很均匀，温差在3℃以下，但是机械搅拌需要密封，从工业运用来看，易漏，维修时间和维修费用太高，故期望取消搅拌器，但又希望保持反应釜内流体混合均匀。
[0003]此外，CN105903425A“喷射反应器”采用在一个反应器中实现全返混和平推流两种功能，但还在的技术问题包括：1、结合公知常识，为了保证反应效率和质量，全返混涉及的反应器的高径比＜3，平推流涉及的反应器的高径比＞10，而CN105903425A中“全返混和平推流”在同一反应器中进行，即涉及的高径比相等，进而无法保证反应效果；2、混合管内气泡密集，气液混合流的密度极大程度的低于反应器主体部分，形成了逆循环方向的压差，需要由喷射提供的动量来克服，CN105903425A中混合管从反应器上部液面到混合段的中心，高度较高，喷嘴所需的能量较多；3、其中，进入的原料一氧化碳和尾气出口都在液面上部的同一个空腔，这不可避免的使尾气中一氧化碳浓度非常高，进而加大了原料的损失，故，该设计只适用于不产生不凝气和尾气放空量极少的生产工艺，而不适用于由于反应形成有氢气、二氧化碳、甲烷等副反应气体的醋酸制备工艺；4、流体由存在大量径向流涡流的混合段进入方向和流速一致的平推流段，CN105903425A采用了导流环和分配筛孔板两个措施，若平息流体方向变化不定的乱流，筛孔板必须造成比乱流动量大得多的阻力，则要求筛孔板的开孔率较低，这样，又会使一些气泡停留在筛孔板的下部，聚集成大气泡通过筛孔，降低了气液接触面积，使相间传质变差；5、溢流堰分离液相夹带气泡，夹带气泡常不能完全分离，进而造成脱轻塔压力波动，且会造成液相偏流，破坏平推流等等。
[0004]CN1457335A“控制反应的方法及控制装置”中目的是提供一种有效稳定羰基化反应体系等液相反应体系的反应控制方法（或稳定化方法）以及反应控制装置（或稳定化装置）；另一目的是提供一种抑制液相反应体系的温度以及压力波动，工业上以有利方式稳定制造生成物的反应控制方法（或稳定化方法）以及反应控制装置（或稳定化装置），但其采用闪蒸后的循环母液的温度和流量来控制反应器的温度，会造成精馏工序的波动。
[0005]在合成工段中，反应器内温度是影响醋酸产率的重要因素，反应器内温度过高，反应速度快，单位时间、单位体积产能会提高，但是，太高的反应温度，会导致副反应的增加以及增加设备的腐蚀，影响产品收率和降低设备使用寿命；反应器中温度过低，导致反应速度低，单位时间、单位体积产能会降低，所以需要将反应器温度控制在较佳的温度范围，即能保证生产能力，又能控制副反应和保证设备使用寿命。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在克服现有技术的不足，而提出了一种具有两段反应器的醋酸生产系统。在本技术方案中，通过一段反应器、段间换热器、二段反应器和气液分离器等设置，保证反应质量，提高反应效率；通过外循环换热器和废热回收锅炉等设置，实现温度的控制，维持两段反应的反应速度。
[0007]为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：一种具有两段反应器的醋酸生产系统，包括一段反应器、段间换热器、二段反应器、气液分离器、外循环换热器和废热回收锅炉，段间换热器设置在一段反应器的顶端，二段反应器设置在段间换热器的顶端，气液分离器设置在二段反应器的顶端；一段反应器反应液循环出口与外循环换热器进口连通，外循环换热器出口与一段反应器进料口连通；外循环换热器介质进口通过换热介质进管Ⅰ与废热回收锅炉连通，外循环换热器介质出口通过换热介质出管Ⅰ与废热回收锅炉连通，废热回收锅炉、换热介质进管Ⅰ、外循环换热器及换热介质出管Ⅰ之间形成换热介质连续外循环的通路；废热回收锅炉通过换热介质进管Ⅱ与段间换热器介质进口连通，段间换热器介质出口通过换热介质出管Ⅱ与废热回收锅炉连通，废热回收锅炉、换热介质进管Ⅱ、段间换热器及换热介质出管Ⅱ之间形成换热介质连续内循环的通路。
[0008]此外，本技术方案还提出：所述醋酸生产系统涉及的控制包括：通过控制废热回收锅炉到外循环换热器之间的流量阀门Ⅰ来控制一段反应器中的温度，通过控制废热回收锅炉到段间换热器之间的流量阀门Ⅱ来控制二段反应器出口的温度；涉及一段反应器上的温度控制方法包括：通过设置在一段反应器上的温度传感器Ⅰ和设置在换热介质进管Ⅰ上的流量传感器Ⅰ，分别采集温度信号和流量信号，将温度信号和流量信号上传至DCS，DCS将收到的温度信号与预先设定的温度进行比较：当采集到的温度信号等于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅰ发出一个维持采集流量的信号；当采集到的温度信号小于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅰ发出一个减少采集流量的信号，并控制调整流量阀门Ⅰ，调整控制后的流量信号再返回DCS，再次进行比较，直至温度信号等于设定的温度；当采集到的温度信号大于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅰ发出一个增加采集流量的信号，并控制调整流量阀门Ⅰ，调整控制后的流量信号再返回DCS，再次进行比较，直至温度信号等于设定的温度；设定的温度为180
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205℃；涉及二段反应器上的温度控制方法还包括：通过设置在气液分离器上的温度传感器Ⅱ和设置在换热介质进管Ⅱ上的流量传感器Ⅱ，分别采集温度信号和流量信号，将温度信号和流量信号上传至DCS，DCS将收到的温
度信号与预先设置的温度进行比较：当采集到的温度信号等于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅱ发出一个维持采集流量的信号；当采集到的温度信号小于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅱ发出一个减小采集流量的信号，并控制调整流量阀门Ⅱ，调整控制后的流量信号再返回DCS，再次进行比较，直至温度信号等于设定的温度；当采集到的温度信号大于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅱ发出一个增加采集流量的信号，并控制调整流量阀门Ⅱ，调整控制后的流量信号再返回DCS，再次进行比较，直至温度信号等于设定的温度；设定的温度为180
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205℃。
[0009]优选的，所述温度传感器Ⅰ设置在一段反应器的上部、中部或下部，且可以采用多个温度传感器Ⅰ在一段反应器的不同位置上采集温度信号，上传至DCS，DCS将多个温度传感器Ⅰ采集到的温度信号进行运算后，再与预先设定的温度进行比较；温度传感器Ⅱ设置在气液分离器的上部、中部或下部，且可以采用多个温度传感器Ⅱ在气液分离器的不同位置上采集温度信号，上传至DCS，DCS将多个温度传感器Ⅱ采集到的温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有两段反应器的醋酸生产系统，包括一段反应器（01）、段间换热器（02）、二段反应器（03）、气液分离器（04）、外循环换热器（05）和废热回收锅炉（06），其特征在于：所述醋酸生产系统的控制包括：通过控制废热回收锅炉（06）到外循环换热器（05）之间的流量阀门Ⅰ（11）来控制一段反应器（01）中的温度，通过控制废热回收锅炉（06）到段间换热器（02）之间的流量阀门Ⅱ（16）来控制二段反应器（03）出口的温度；通过设置在一段反应器（01）上的温度传感器Ⅰ（13）和设置在换热介质进管Ⅰ（07）上的流量传感器Ⅰ（14），分别采集温度信号和流量信号，将温度信号和流量信号上传至DCS，DCS将收到的温度信号与预先设定的温度进行比较：当采集到的温度信号等于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅰ（14）发出一个维持采集流量的信号；当采集到的温度信号小于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅰ（14）发出一个减少采集流量的信号，并控制调整流量阀门Ⅰ（11），调整控制后的流量信号再返回DCS，再次进行比较，直至温度信号等于设定的温度；当采集到的温度信号大于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅰ（14）发出一个增加采集流量的信号，并控制调整流量阀门Ⅰ（11），调整控制后的流量信号再返回DCS，再次进行比较，直至温度信号等于设定的温度；通过设置在气液分离器（04）上的温度传感器Ⅱ（15）和设置在换热介质进管Ⅱ（09）上的流量传感器Ⅱ（30 ），分别采集温度信号和流量信号，将温度信号和流量信号上传至DCS，DCS将收到的温度信号与预先设置的温度进行比较：当采集到的温度信号等于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅱ（30 ）发出一个维持采集流量的信号；当采集到的温度信号小于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅱ（30 ）发出一个减少采集流量的信号，并控制调整流量阀门Ⅱ（16），调整控制后的流量信号再返回DCS，再次进行比较，直至温度信号等于设定的温度；当采集到的温度信号大于设定的温度时，DCS向流量传感器Ⅱ（30 ）发出一个增加采集流量的信号，并控制调整流量阀门Ⅱ（16），调整控制后的流量信号再返回DCS，再次进行比较，直至温度信号等于设定的温度。2.根据权利要求1所述的具有两段反应器的醋酸生产系统，其特征在于：所述段间换热器（02）设置在一段反应器（01）的顶端，二段反应器（03）设置在段间换热器（02）的顶端，气液分离器（04）设置在二段反应器（03）的顶端，一段反应器（01）反应液循环出口与外循环换热器（05）进口连通，外循环换热器（05）出口与一段反应器（01）进料口连通；外循环换热器（05）介质进口通过换热介质进管Ⅰ（07）与废热回收锅炉（06）连通，外循环换热器（05）介质出口通过换热介质出管Ⅰ（08）与废热回收锅炉（06）连通，废热回收锅炉（06）、换热介质进管Ⅰ（07）、外循环换热器（05）及换热介质出管Ⅰ（08）之间形成换热介质连续外循环的通路；废热回收锅炉（06）通过换热介质进管Ⅱ（09）与段间换热器（02）介质进口连通，段间换热器（02）介质出口通过换热介质出管Ⅱ（10）与废...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛震波，贾绘如，李克兵，陈鹏，熊国炎，李杰灵，王小莉，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：