一种用于生产氯化石蜡的反应控制系统的制作方法

本实用新型涉及精细化工领域，具体涉及一种反应系统。

背景技术：

水相法生产氯化石蜡是一种安全、高效的反应技术，该技术是一种自由基反应技术，该反应具有以下特点：(1)反应为高温高压反应；(2)反应激烈放热；(3)反应的不同阶段氯气的加料量不同。

为了使反应安全、高效、稳定的进行就必须解决以下问题：(1)反应开始要对反应升温以启起动反应。反应启动后，因为反应为放热反应将放出大量热量，为了能使反应持续、稳定地进行下去，就必须把反应热及时取走；(2)该反应的反应压力较高，如果压力控制不良就会导致反应憋压引发事故；(3)反应过程中，氯气的通入量不能停止，否则将导致反应的终止；反应开始阶段为自由基生成阶段，通氯量不能太快，否则会导致反应飞温，当反应激活后就必须大量通氯，反应结束后应能根据总通氯量自动结束反应，避免氯气的大量过量造成原料的浪费及后续废气处理工序的设计容量增大。

现有氯化石蜡生产的温度控制，一般是通过在反应的不同阶段通过切换蒸汽及循环水实现反应的温度控制，由于循环水与反应温度的温差较大，在蒸汽直接切换到循环水时会导致反应温度的骤降，对该反应而言会导致反应的终止。

现有氯化石蜡生产的通氯量是靠有经验的工程师手动调节的，不仅危险且反应的重复性不好，做出的产品规格不统一。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种用于生产氯化石蜡的反应控制系统，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于生产氯化石蜡的反应控制系统，包括反应釜、设置在所述反应釜外的夹套、温度控制系统，还包括用于检测所述反应釜底部温度的远传反应釜温度计；

所述温度控制系统包括依次连接的蒸汽进口管线、蒸汽切断阀、外置换热器、循环输送泵，所述循环输送泵的出口联通所述夹套侧边，所述温度控制系统还包括循环水进口管线、循环水出口管线，所述循环水进口管线联通所述夹套底部，所述循环水出口管线联通所述夹套的上部，所述循环水进口管线上设有循环水调节阀，所述循环水出口管线上设有远传循环水温度计；

还包括氯气自动进料系统，所述氯气自动进料系统包括氯气进料管，所述氯气进料管的出口插入反应釜内部，在所述氯气进料管上沿进气方向依次设有氯气总切断阀、限流孔板，氯气分切断阀与所述限流孔板并联；

所述远传反应釜温度计与所述远传循环水温度计联锁，所述远传反应釜温度计的测定值改变所述远传循环水温度计的给定值，所述远传循环水温度计与所述蒸汽切断阀、所述循环水调节阀连锁，所述远传循环水温度计通过调节器控制所述蒸汽切断阀、所述循环水调节阀的动作；

所述远传反应釜温度计与所述氯气总切断阀、所述氯气分切断阀连锁。

本实用新型通过温度的串级、分程控制实现氯化石蜡的生产反应工艺。本实用新型使用时，通过反应釜釜底的远传反应釜温度计作为主调节参数，反应釜夹套循环水出口管线上的远传循环水温度计作为副调节参数，通过远传反应釜温度计的测定值改变远传循环水温度计的给定值，通过远传循环水温度计配套的调节器自动控制蒸汽切断阀与循环水调节阀在各自的温度范围内动作，从而实现温度的自动控制。

本实用新型还通过设置和限流孔板来保证氯气的最小进料速率，而与其并联的氯气分切断阀可保证最大的速率通氯。本实用新型通过合理的进料设置确保在各种温度情况下的氯气进气量满足自由基反应的要求。

在所述氯气进料管上还设有氯气流量计，所述氯气流量计位于所述氯气进料管的进口与所述氯气总切断阀之间，所述氯气流量计与所述氯气总切断阀联锁。本实用新型通过对氯气进料管线上的氯气流量计联锁氯气总切断阀来控制氯气的总进气量，当氯气进气量达到反应所需的总进气量时联锁关闭该阀。

还包括压力控制系统，所述压力控制系统包括用于检测所述反应釜内部压力的远传反应釜压力表、与所述反应釜顶部联通的废气排放管线，所述废气排放管线上设有废气排放切断阀，爆破片、安全阀分别与所述废气排放切断阀并联；

所述远传反应釜压力表与所述氯气总切断阀、所述废气排放切断阀联锁。本实用新型增设了通过合理的压力控制系统解决反应超压问题，通过压力值的合理设置并联锁控制相关阀门的开启来确保反应釜内的反应压力不超压。

所述远传反应釜压力表的压力显示界面设置在所述反应釜顶部上方。

所述废气排放管线的出口连接废气吸收系统。通过废气吸收系统对废气进行有效净化和回收。

为了确保反应系统在事故状态下反应的本质安全问题，需合理选择调节阀与切断阀的气开(FC)、气关(FO)型式：所述蒸汽切断阀、所述氯气总切断阀、所述氯气分切断阀均采用气开(FC)型式的阀门，所述循环水调节阀、所述废气排放切断阀均采用气关(FO)型式的阀门。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型用于氯化石蜡生产的反应工艺中，具有：

1)能根据反应设定的温度自动调节冷源及热源的进料阀门开度来改变冷源的移热量及热源的供热量，实现温度的自动控制；

2)反应过程中通过压力控制系统维持反应压力的恒定；

3)避免了氯气的大量过量造成原料的浪费及后续废气处理工序的设计容量增大。

4)有效解决现靠手工调节导致的反应产品重复性不高的弊端。

附图说明

图1为本实用新型的一种整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。

参照图1，一种用于生产氯化石蜡的反应控制系统，包括反应釜1、设置在反应釜1外的夹套、用于检测反应釜底部温度的远传反应釜温度计15、温度控制系统、氯气自动进料系统、压力控制系统。

温度控制系统包括依次连接的循环输送泵2、外置换热器3、蒸汽切断阀4、蒸汽进口管线，循环输送泵2的出口联通夹套侧边，温度控制系统还包括循环水进口管线、循环水出口管线，循环水进口管线联通夹套底部，循环水出口管线联通夹套的上部，循环水进口管线上设有循环水调节阀5，循环水出口管线上设有远传循环水温度计6。远传反应釜温度计15与远传循环水温度计6联锁，远传反应釜温度计15的测定值改变远传循环水温度计6的给定值，远传循环水温度计6与蒸汽切断阀4、循环水调节阀5连锁，远传循环水温度计6通过调节器控制蒸汽切断阀4、循环水调节阀5的动作。

氯气自动进料系统包括氯气进料管，氯气进料管插入反应釜1内部，在氯气进料管上沿进气方向依次设有氯气流量计8、氯气总切断阀9、限流孔板11，氯气分切断阀10与限流孔板11并联。远传反应釜温度计15与氯气总切断阀9、氯气分切断阀10连锁。氯气流量计8与氯气总切断阀9联锁。

压力控制系统包括用于检测反应釜1内部压力的远传反应釜压力表7、与反应釜1顶部联通的废气排放管线，远传反应釜压力表7的压力显示界面设置在反应釜1顶部上方。废气排放管线上设有废气排放切断阀12，爆破片13、安全阀14分别与废气排放切断阀12并联。废气排放管线的出口连接废气吸收系统。远传反应釜压力表7与氯气总切断阀9、废气排放切断阀12联锁。

为了确保反应系统在事故状态下反应的本质安全问题，需合理选择调节阀与切断阀的气开(FC)、气关(FO)型式：蒸汽切断阀4、氯气总切断阀9、氯气分切断阀10均采用气开(FC)型式的阀门，循环水调节阀5、废气排放切断阀12均采用气关(FO)型式的阀门。

本实用新型主要由温度控制系统、压力控制系统、氯气自动进料系统来实现温度控制稳定、安全、反应产品重复性好的氯化石蜡反应控制。

1)通过以下方案实现反应温度的恒定：

本实用新型的温度控制系统通过温度的串级、分程控制系统实现，采用串级、分程控制系统可以解决控制滞后，控制过渡的问题，从而提高反应温度的控制精度。为了清楚的说明温控方案，设T1为“自由基生成温度”，T2为“反应激活温度”，T3为“正常反应温度”，T4为“最高反应温度”，且满足T1＜T2＜T3＜T4。

具体实现过程如下：当反应釜1内进完除氯气以外的其他反应物料后，通过循环水进口管线(带压，压力一般为3barg～4barg)给反应釜1的夹套通满水，然后可以手动开启循环输送泵2、手动开启外置换热器3壳层的蒸汽进口管线上的蒸汽切断阀4，当温度低于T2时为了将反应液迅速加热至反应激活温度，此时蒸汽切断阀4全开；当反应温度从常温慢慢升高至T1时，自动开启氯气总切断阀9，通过孔板的限流作用，氯气将以小流量进入反应釜1引发反应自由基的生成；当温度升高至T2时反应被激活，反应将大量放热，此时通过远传反应釜温度计15、远传循环水温度计6与蒸汽切断阀4、循环水调节阀5的联锁关系，将自动关闭蒸汽切断阀4，同时打开循环水调节阀5，慢慢打开循环水后，由于反应放热量大于循环水移热量，反应温度降缓慢升高，当温度升高至T3后，若反应温度任然升高，则全开循环水调节阀5，正常情况下反应温度此时将恒定在T3，反应稳定进行，事故状况下，若反应温度超过最高反应温度T4，此时将联锁关闭氯气总切断阀9，确保反应系统的安全。

2)通过合理的压力控制系统解决反应超压：

为了清楚的说明压力控制方案，设P1为“最高反应压力”，P3为“反应釜的设计压力”，P2为“P1与P3的平均值”，且满足P1＜P2＜P3。

当远传反应釜压力表7的压力值超过P1时联锁关闭氯气总切断阀9，当压力继续升高超过P2时联锁打开废气排放切断阀12，当压力继续升高超过P3时爆破片爆破，若爆破片爆破后压力仍然高于安全阀16的定压，此时安全阀16起跳，废气进入废气吸收系统。通过压力值的合理设置并联锁控制相关阀门的开启来确保反应压力不超压。

3)通过合理的进料设置确保氯气进气量满足自由基反应的要求：

氯气进料管线上设氯气总切断阀9，氯气总切断阀9与氯气进料管线上的氯气流量计8联锁控制氯气的总进气量，当氯气进气量达到反应所需的总进气量时联锁关闭氯气总切断阀9。

氯气进料管线上还设氯气分切断阀10与限流孔板11，氯气分切断阀10与限流孔板11并联后与氯气总切断阀9串联，当反应温度大于T1但小于T2时，通过远传反应釜温度计15的联锁关系，氯气总切断阀9打开，且氯气分切断阀10关闭，此时通过限流孔板的限流作用来保证氯气的最小进料速率；当反应温度大于T2时，反应被激活此时打开氯气分切断阀10，以最大速率通氯。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。