用于丁辛醇生产中加氢催化剂装填后初投运时的换热结构的制作方法

本技术涉及丁辛醇生产工艺，尤其是涉及一种用于丁辛醇生产中加氢催化剂装填后初投运时的换热结构。

背景技术：

1、目前，在丁辛醇生产工艺中所使用的加氢催化剂多为铜锌催化剂，其主要成分为氧化铜和氧化锌，其中起催化作用的是还原态的铜。加氢催化剂在使用初期均有热点温度高的情况，存在超温的风险，对保持催化剂的活性十分不利。另外，经粗醇槽出料的粗醇温度与预精馏温度相比较低，导致预精馏塔对于蒸汽的使用量较大，而且粗醇过料量变化对预精馏塔灵敏板温度的影响也较大。

2、因此，如何解决加氢催化剂在使用初期热点温度高的问题，并且同时减小粗醇进入预精馏塔时的温差，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、本技术方案要解决的技术问题是，在丁辛醇生产系统中如何降低加氢催化剂在使用初期产生的高温，并且同时提高经粗醇槽出料的粗醇的温度，从而保持加氢催化剂的活性，节约预精馏塔蒸汽的使用量，且减小粗醇过料量变化对预精馏塔灵敏板温度的影响。

2、为了解决上述技术问题，本技术方案提供了一种用于丁辛醇生产中加氢催化剂装填后初投运时的换热结构，该换热结构设置于丁辛醇生产系统中的加氢工段；该加氢工段包括：气相加氢蒸发器、加氢反应器、数个冷却器及粗醇槽，其中，气相加氢蒸发器的进料端通过管路与前一工段的气液分离器连接，气相加氢蒸发器的出料端通过管路及冷却器与加氢反应器底部的进料端连接，气相加氢蒸发器底部还连接氢气供气管路，且加氢反应器具有冷却装置，该冷却装置的入口端及出口端分别接设有具有阀门的冷却液输入管及冷却液输出管，加氢反应器顶部的出料端通过管路及冷却器而与粗醇槽的进料端连接，粗醇槽的出料端通过管路与后一工段的预精馏塔连接；本技术方案的换热结构包括：催化剂换热器，该催化剂换热器的冷端进口及冷端出口分别通过具有阀门的粗醇进液管及粗醇出液管而连接于粗醇槽至预精馏塔之间的管路上，该催化剂换热器的热端进口及热端出口分别通过具有阀门的冷却液入液管及冷却液出液管而连接于冷却液输入管。据此，通过本技术方案的换热结构可先将经冷却液输入管输入的冷却液(通常为其他工段产生的温度在90摄氏度左右的蒸汽冷凝水)引入以作为热源，将经粗醇槽出料的粗醇引入以作为冷源，使上述热源与冷源在换热结构中进行温能传导与交换，以提升粗醇的出料温度并进一步降低冷却液的温度。之后经进一步降温的冷却液进入加氢反应器的冷却装置中以吸收加氢催化剂初投运过程中产生的高温热量。通过上述换热制程，可有效减小进入预精馏塔的粗醇的温差，从而节约预精馏塔蒸汽的使用量，并且能进一步减小粗醇过料量变化对预精馏塔灵敏板温度的影响；另外，进一步降温的冷却液可更有效的吸收加氢催化剂初投运过程中产生的高温热量，以保持催化剂的活性。

3、作为本技术方案的另一种实施，该粗醇进液管及粗醇出液管分别连接于粗醇槽至预精馏塔之间的靠近粗醇槽的管路段上及靠近预精馏塔的管路段上，且于粗醇进液管及粗醇出液管之间的管路段上设置有阀门。通过对上述阀门的启闭及开度操作，可对粗醇的流向及流量进行控制。

4、作为本技术方案的另一种实施，该冷却液入液管及冷却液出液管分别连接于该冷却液输入管上的阀门至入口端之间的靠近阀门的管路段上及靠近入口端的管路段上，且于冷却液入液管及冷却液出液管之间的管路段上设置有阀门。通过对上述阀门的启闭及开度操作，可对冷却液的流向及流量进行控制。

5、作为本技术方案的另一种实施，该粗醇出液管及冷却液输入管上临近入口端的位置均装设有温度指示仪表。以此，便于直观了解冷、热源温度变化，进而便于协助对换热结构进行调整。

6、作为本技术方案的另一种实施，丁辛醇生产系统具有中控单元，该冷却液输入管、冷却液输出管、粗醇进液管、粗醇出液管、冷却液出液管及冷却液入液管上设置的阀门及粗醇进液管与粗醇出液管之间的管路段上设置的阀门以及冷却液入液管及冷却液出液管之间的管路段上设置的阀门均为电动切断阀或电动调节阀，并且上述电动切断阀或电动调节阀以及温度指示仪表均分别与中控单元电性连接，中控单元可根据温度指示仪表监测的粗醇及/或冷却液的温度数据以控制上述电动切断阀或电动调节阀的开度与开关顺序。据此，以实现换热结构的自动化操作，并可节约人工成本的投入。

7、作为本技术方案的另一种实施，该催化剂换热器是由耐腐蚀材质制成，以使催化剂换热器不与粗醇溶液发生反应。更进一步而言，该耐腐蚀材质为304不锈钢。

技术特征：

1.一种用于丁辛醇生产中加氢催化剂装填后初投运时的换热结构，设置于丁辛醇生产系统中的加氢工段，所述加氢工段包括：气相加氢蒸发器、加氢反应器、数个冷却器及粗醇槽，所述气相加氢蒸发器的进料端通过管路与前一工段的气液分离器连接，所述气相加氢蒸发器的出料端通过管路及冷却器与所述加氢反应器底部的进料端连接，所述气相加氢蒸发器底部还连接氢气供气管路，所述加氢反应器具有冷却装置，所述冷却装置的入口端及出口端分别接设有具有阀门的冷却液输入管及冷却液输出管，所述加氢反应器顶部的出料端通过管路及冷却器而与所述粗醇槽的进料端连接，所述粗醇槽的出料端通过管路与后一工段的预精馏塔连接，其特征在于，所述换热结构包括：催化剂换热器，所述催化剂换热器的冷端进口及冷端出口分别通过具有阀门的粗醇进液管及粗醇出液管而连接于所述粗醇槽至预精馏塔之间的管路上，所述催化剂换热器的热端进口及热端出口分别通过具有阀门的冷却液入液管及冷却液出液管而连接于所述冷却液输入管。

2.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述粗醇进液管及粗醇出液管分别连接于所述粗醇槽至预精馏塔之间的靠近粗醇槽的管路段上及靠近预精馏塔的管路段上，且于所述粗醇进液管及粗醇出液管之间的管路段上设置有阀门。

3.根据权利要求2所述的换热结构，其特征在于，所述冷却液入液管及冷却液出液管分别连接于所述冷却液输入管上的阀门至入口端之间的靠近阀门的管路段上及靠近入口端的管路段上，且于所述冷却液入液管及冷却液出液管之间的管路段上设置有阀门。

4.根据权利要求3所述的换热结构，其特征在于，所述粗醇出液管及所述冷却液输入管上临近入口端的位置均装设有温度指示仪表。

5.根据权利要求4所述的换热结构，其特征在于，所述丁辛醇生产系统具有中控单元，所述冷却液输入管、冷却液输出管、粗醇进液管、粗醇出液管、冷却液出液管及冷却液入液管上设置的阀门及所述粗醇进液管与粗醇出液管之间的管路段上设置的阀门以及所述冷却液入液管与冷却液出液管之间的管路段上设置的阀门均为电动切断阀或电动调节阀，并且上述电动切断阀或电动调节阀以及所述温度指示仪表均分别与所述中控单元电性连接，所述中控单元根据所述温度指示仪表监测的粗醇及/或冷却液的温度以控制上述电动切断阀或电动调节阀的开度与开关顺序。

6.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述催化剂换热器是由耐腐蚀材质制成。

7.根据权利要求6所述的换热结构，其特征在于，所述耐腐蚀材质为304不锈钢。

技术总结
一种用于丁辛醇生产中加氢催化剂装填后初投运时的换热结构，设置于丁辛醇生产系统中的加氢工段，该换热结构包括催化剂换热器，该催化剂换热器的冷端进口及冷端出口分别通过具有阀门的粗醇进液管及粗醇出液管而连接于加氢工段中的粗醇槽至预精馏塔之间的管路上，该催化剂换热器的热端进口及热端出口分别通过具有阀门的冷却液入液管及冷却液出液管而连接于加氢工段中的加氢反应器的冷却液输入管上。据此，不仅可降低加氢反应器中的加氢催化剂在初投运过程中产生的高温，以保护催化剂活性，而且同时可提高进入预精馏塔的粗醇的温度，以减少预精馏塔对于蒸汽的使用量，并可降低粗醇过料量变化对预精馏塔灵敏板温度的影响。

技术研发人员：常怀春,李建兰,韩琪,张立星,周庆龙,刘楠,谢建照,贺永梅,刘志晓,杨彦飞
受保护的技术使用者：山东华鲁恒升化工股份有限公司
技术研发日：20230911
技术公布日：2024/5/8