丙烯酸装置用混合器制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了丙烯酸装置用混合器，其特征在于，在预混合器Ｍ－１顶部设循环尾气进料口Ｎ１，在Ｎ１的扩大管上设蒸汽进口Ｎ２，扩大管内设蒸汽导入管Ｐ，设米字形管单元、井字形管单元，在预混合器Ｍ－１右腔设米字形管单元、井字形管单元，在第一反应器进料混合器Ｍ－２顶部设丙烯进料口Ｎ６，丙烯进入壳程，湿混合气进管程，管程的管壁设气孔Ｆ１，在第一反应器进料混合器Ｍ－１右腔设阻火器Ｚ，设格栅形管单元，在第二反应器进料混合器Ｍ－３顶部设新鲜空气入口Ｎ８，Ｎ８下部连有米字形管单元，其列管上设气孔Ｆ２，Ｍ－３右腔设井字形管单元；有益效果是结构合理、混合效果好，使丙烯转化率达９８％，提高了丙烯酸的收率和产品的质量。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种丙烯酸制备用设备。
技术介绍
丙烯两步加氧法制丙烯酸，主要是以丙烯、空气为原料，在催化剂存在的条件下产 生化学反应，第一步是丙烯氧化生成丙烯醛，第二步是丙烯醛进一步氧化生成丙烯酸，其反 应方程式如下 CH2 = CH-CH3+02 — CH2 = CH_CH0+H20 CH2 = CH_CH0+l/202 — CH2 = CHC00H 上述反应在丙烯酸装置的氧化单元中进行，新鲜空气、蒸汽、循环尾气进预混合器 M-l，再与过热的丙烯气一起进入混合器M-2，进行充分混合，作为第一反应器R-l的进料， 在催化剂存在的条件下，在第一反应器R-l内，丙烯与空气中的氧气进行化学反应，生成丙 烯醛和少量丙烯酸，第一反应器R-1出口气体与补充新鲜空气在混合器M-3内混合，进入第 二反应器R_2，继续进行化学反应，使丙烯醛氧化，生成丙烯酸；第二反应器R-2出口气体冷 却后进洗涤塔，继续进行丙烯酸的吸收精制过程。 混合器设备和工艺设计十分重要，如何限制介质流速，防止爆炸事故发生，又能混 合均匀，使其反应安全，提高转化率，降低副反应，减少杂质生成，提高收率，保证产品质量， 这些是必须解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于能够设计出满足上述要求的设备，丙烯两步加氧法制丙烯 酸的混合器。 本技术所涉及的混合器有预混合器M-l，第一反应器进料混合器M-2，第二反 应器进料混合器M_3。 预混合器M-1进料介质有蒸汽、新鲜空气和丙烯酸装置产生的循环尾气，循环尾 气的主要成分有水蒸气、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳，及微量的丙烯、丙烷、丙烯酸和甲 醛等，循环尾气进口温度150 185t:，进口压力200 250kPa(A)，进口流速20 25m/s ; 蒸汽进口温度180 200°C ，操作压力为220 250kPa(A)，进口流速5 8m/s ;新鲜空气进 口温度90 14(TC，操作压力为150 250kPa(A)，进口流速10 15m/s ;停留时间0. 2 0. 3秒；第一反应器进料混合器M-2的进料介质为预混合器M-1来湿混合气和经过过热后 的丙烯气，其工艺参数丙烯进口温度40 5(TC，压力220 270kPa(A)，进口流速14 17m/s ;湿混合气进口温度120 150。C，进口压力180 240kPa(A)，进口流速15 19m/s ; 停留时间O. 15 0.2秒；第二反应器进料混合器M-3，接受第一反应器R-1底部出来的反应 生成物和新鲜空气，第一反应器R-l的反应生成物主要成分有丙烯醛、水蒸气和少量的丙 烯、丙烯酸、甲醛等，第一反应器R-1反应生成物进口温度240 25(TC，进口压力为160 175kPa(A)，进口流速为13 16m/s ;新鲜空气的进口温度90 140。C，进口压力为150 250kPa(A)，进口流速为12 15m/s ;停留时间0. 2 0. 3秒。 预混合器M-l中工艺流体混合过程为循环尾气由M-l顶部&进料，蒸汽由M-l 的N2导入管P引进，有蒸汽流束混于循环尾气流束之中，蒸汽从管径小的管中流到较大的 管径的管中，而膨胀、扩散，与循环尾气混合，此两股物料再经米字形管单元、又经井字形管 单元初混后，与进入M-l左腔的另一股物料新鲜空气混合，为了增强混合效果，在M-1右腔 设有米字形管单元和井字形管单元，经混合后形成湿混合气；第一反应器进料混合器M-2 中工艺流体混合过程为丙烯由Ne进入壳程，湿混合气由Ns进入管程，其列管上均匀分布 有气孔Fl，在压差作用下丙烯从气孔Fl进入列管中与湿混合气混合，混合后的气体进入第 一反应器R-l ;由于丙烯与氧气混合气体的爆炸极限范围较宽，即丙烯在空气中的爆炸极 限为ll. 1 2.0% (v)，因此M-2安全稳定运行至关重要。为保证安全，在M-2右腔内设有 阻火器Z，避免爆炸事故的发生；第二反应器进料混合器M-3中工艺流体混合过程为新鲜 空气由M-3顶部N8进入，先进米字形管单元，其列管上设有均匀分布的出气孔F2，新鲜空气 由列管上的出气孔F2放出，进行充分地分散后，与M-3左侧N9进入的第一反应器R-l反应 生成物混合，再经M-3右腔的井字形管单元混流后，进第二反应器R-2，继续进行化学反应， 使丙烯醛进一步氧化为丙烯酸；其特征在于，在预混合器M-1顶部设有循环尾气进料口 K， 在^的扩大管内设有蒸汽进口 K、蒸汽导入管P，在^的扩大管内设有米字形管单元、井字 形管单元，在预混合器M-1左侧设有新鲜空气入口 A，在预混合器M-1右腔设有米字形管单 元、井字形管单元，其右端设有混合后的物料出口 &，新鲜空气与循环尾气、蒸汽在预混合 器内，形成湿混合气；在第一反应器进料混合器M-2顶部设有丙烯进料口 Ne，在第一反应器 进料混合器M-2左侧设有湿混合气入口 A，其进入M-1的管程，其管程的管壁设有气孔Fp 在第一反应器进料混合器M-l的右腔设有阻火器Z，设有格栅形管单元，在其右端部设有物 料出口 N7 ;在第二反应器进料混合器M-3顶部设有新鲜空气入口 N8， N8下部连有米字形管 单元，其列管上设有均匀分布的气孔&，在第二反应器进料混合器M-3左侧设有第一反应器 R-l反应生成物入口 N9，在第二反应器进料混合器M-3右腔设有井字形管单元，在右侧末端 设有混合后的混合物出口 N1Q。本文件里kPa(A)中的(A)表示绝对压力；％ (V)中的(V)表示体积百分数。 本技术的有益效果在于，混合器M-1、 M-2、 M-3设备结构合理，介质混合效果 好，在实际生产装置运行中已经得到验证，为氧化第一反应器R-l、第二反应器R-2操作提 供了良好条件，使装置的丙烯转化率达98%，生成产品中杂质含量低，提高了丙烯酸的收率 和产品的质量；混合器的工艺控制系统先进，从而保证了装置的安全、稳定运行。附图说明图1为本技术简化工艺流程图。 图2为预混合器M-l结构示意图。 图3为混合器M-2结构示意图。 图4为混合器M-3结构示意图。 图5为A-A剖面米字形管单元结构示意图。 图6为B-B剖面井字形管单元结构示意图。 图7为C-C剖面格栅形管单元结构示意图。 图8为D-D剖面米字形带出气孔管单元结构示意图。具体实施方式下面结合8万吨/年丙烯酸装置混合器具体实施例对本技术作出进一步描 述。 如图所示，新鲜空气、蒸汽、循环尾气进预混合器M-1，再与过热的丙烯气一起进入 混合器M_2，进行充分混合，作为第一反应器R-l的进料，在催化剂存在的条件下，在第一 反应器R-l内，丙烯与空气中的氧气进行化学反应，生成丙烯醛和少量丙烯酸，第一反应器 R-l出口气体与补充新鲜空气在混合器M-3内混合，进入第二反应器R-2，继续进行化学反 应，使丙烯醛氧化，生成丙烯酸；第二反应器R-2出口气体冷却后进洗涤塔，继续进行丙烯 酸的吸收精制过程。 图中N4为预混合器M-l介质出口 ， N7为第一反应器R-l进料混合器M_2介质出 口 ；NIO为第二反应器R-2进料混合器M-3介质出口 。 —、预混合器M-1 循环尾气由M-l顶部Nl进料，蒸汽由M-l的N2导入管P引进，有蒸汽流束混于循 环尾气流束之中，蒸汽从本文档来自技高网...

【技术保护点】
丙烯酸装置用混合器，含有预混合器（Ｍ－１），第一反应器进料混合器（Ｍ－２），第二反应器进料混合器（Ｍ－３），第一反应器进料混合器（Ｍ－２）的进料介质为预混合器（Ｍ－１）来湿混合气和经过过热后的丙烯气，第二反应器进料混合器（Ｍ－３），接受第一反应器（Ｒ－１）底部出来的反应生成物和新鲜空气，第一反应器（Ｒ－１）的反应生成物主要成分有丙烯醛、水蒸气和少量的丙烯、丙烯酸、甲醛，其特征在于，在预混合器（Ｍ－１）顶部设有循环尾气进料口（Ｎ↓［１］），在（Ｎ↓［１］）的扩大管上设有蒸汽进口（Ｎ↓［２］），扩大管内设有蒸汽导入管（Ｐ），在（Ｎ↓［１］）的扩大管内设有米字形管单元、井字形管单元，在预混合器（Ｍ－１）左侧设有新鲜空气入口（Ｎ↓［３］），在预混合器（Ｍ－１）右腔设有米字形管单元、井字形管单元，其右端设有混合后的物料出口（Ｎ↓［４］），在第一反应器进料混合器（Ｍ－２）顶部设有丙烯进料口（Ｎ↓［６］），丙烯进入壳程，在第一反应器进料混合器（Ｍ－２）左侧设有湿混合气入口（Ｎ↓［５］），其进入（Ｍ－１）的管程，其管程的管壁设有气孔（Ｆ↓［１］），在第一反应器进料混合器（Ｍ－１）的右腔设有阻火器（Ｚ），设有格栅形管单元，在其右端部设有物料出口（Ｎ↓［７］）；在第二反应器进料混合器（Ｍ－３）顶部设有新鲜空气入口（Ｎ↓［８］），（Ｎ↓［８］）下部连有米字形管单元，其列管上设有均匀分布的气孔（Ｆ↓［２］），在第二反应器进料混合器（Ｍ－３）左侧设有第一反应器（Ｒ－１）反应生成物入口（Ｎ↓［９］），在第二反应器进料混合器（Ｍ－３）右腔设有井字形管单元，在右侧末端设有混合后的混合物出（Ｎ↓［１０］）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李欣平，巩传志，王革，张军，马庆刚，李志远，魏立林，周江沛，刘学线，王巍，刘利，刘丽娟，孙文生，杨莉，陆洋，郭晓宇，李响，王宏，乔士洪，
申请(专利权)人：中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院，
类型：实用新型
国别省市：22[中国|吉林]