一种顺酐生产氧化反应进料装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及顺酐生产领域，具体的说是一种顺酐生产氧化反应进料装置。
【背景技术】
[0002] 大型顺酐装置的氧化反应系统是装置的核心，其中原料丁烷的汽化与空气均匀混 合，达到均衡的配比浓度，原料气组分的稳定是反应器能平稳高效运行的关键，丁烷空气混 合在爆炸范围内工作，要求工艺、设备的安全性能要有可靠的保证，所以丁烷汽化与空气的 混合、调比精确控制就是一件重中之重的事情。
[0003] 现有国内所有丁烷法顺酐装置的丁烷汽化装置均采用美国SD公司的工艺：丁烷 再沸蒸发。而美国十几年前就停止了顺酐生产，工艺一直没有创新。SD的工艺流程为：液 态丁烷经流量计后进蒸发器，由列管式再沸器加热蒸发，压力〇. 4Mpa左右，一蒸发后的丁 烧气体进过热器过热至120°C -流量计1 -流量计2 -快开进料阀或快开阀放空，两阀一开 一闭一进空气管道混合器一进反应器氧化。
[0004] 以上工艺存在以下问题：
[0005] 1、蒸发后的丁烷在〇.4Mpa压力下，很容易在管道中冷凝，在开车前不仅要用蒸汽 预热设备，管道，而且要用过热丁烷预热管道，大量放空来预热管道；2、紧急停车，或正常停 车总是进料阀关闭，放管阀打开，丁烷蒸发器中的物料〇.4Mpa 丁烷不断减压、蒸发，大量 放空，直至殆尽，不仅浪费原料，也有安全隐患；3、在紧急停车情况下，忘记关闭蒸发器的蒸 汽，快开阀的开闭失控，或产生故障没有同时动作，均会产生憋压等安全问题；4、开关阀门 多，液位计及压力温度仪表多，泄露点多，控制复杂，容易误判，误操作，存在安全隐患；5、丁 烷蒸发量和混合后的原料气在生产加、减负荷时不同步，不能及时精准调节；6、投资额大， 仅放空管线设计选用压力管道材质：为DN300，Gr5Mo合金钢管道，加上地面火炬等就要耗 资上百万元。 【实用新型内容】
[0006] 针对上述现有的丁烷法顺酐装置进料不能及时精准调节且浪费原料、存在安全隐 患等问题，本实用新型提供一种顺酐生产氧化反应进料装置。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
[0008] -种顺酐生产氧化反应进料装置，该装置设有空气鼓风机、空气预热器、混合器、 丁空混合器筒体及喷枪；
[0009] 空气鼓风机与空气预热器连接，空气预热器与丁空混合器筒体顶部连接，空气进 入空气鼓风机的管路上设有空气进口阀，空气鼓风机与空气预热器之间的连接管路上设有 文丘里流量计及空气放空阀；
[0010] 所述喷枪穿设在丁空混合器筒体侧壁上，其喷嘴设置在丁空混合器筒体内，其液 相进口与丁烷进液管路连接，气相进口与压缩空气管路连接，所述丁烷进液管路上设有质 量流量计、丁烷调节阀及丁烷切断阀，所述混合器设置在喷枪上方的丁空混合器筒体内；
[0011] 所述丁烧质量流量计和空气文丘里流量计分别与DCS系统连接；
[0012] 所述丁空混合器筒体的侧壁上设有筒壁加热焊管；
[0013] 所述筒壁加热焊管为蒸汽加热焊管；
[0014] 所述空气放空阀为空气放空气动蝶阀；
[0015] 所述丁烷切断阀为丁烷切断气动球阀；
[0016] 所述混合器为螺旋静态混合器；
[0017] 所述空气进口阀为空气进口电动蝶阀。
[0018] 本实用新型的有益效果：
[0019] 本实用新型提供的顺酐生产氧化反应进料装置，完全抛弃了丁烷加热再沸的方法 蒸发正丁烷，采用空气喷雾闪蒸汽的方法，设备简单，气化高效，便于操控，可以实现精准调 节，安全性能高；预热和停车时没有丁烷放空，节约了原料；紧急停车时没有丁烷气体的放 空切换，仅切断液体丁烷原料即安全停止氧化器的操作；没有蒸发器压力高，阀门误操作或 仪表失灵带来的憋压等安全隐患，安全性能提高；设备简单，取消了丁烷蒸发器，丁烷过热 器及其附属的液位计，压力开关，安全阀等的附件，减少了泄露点，取消了 2台丁烷气相质 量流量计和放空调节阀，简化了操作；投料量达到精准调节，反应器工作更平稳，温度更好 控制；投资额大幅下降，取消了丁烷蒸发器，丁烷过热器及其附件，取消了放空管线及地火 炬。
【附图说明】
[0020] 图1 丁烷空气混合装置示意图；
[0021] 图2喷枪工作原理图；
[0022] 图3 丁烷进料雾化原理-一次雾化；
[0023] 图4 丁烷进料雾化原理-二次雾化；
[0024] 图5 丁烷进料雾化原理-三次雾化；
[0025] 附图标记：1、空气鼓风机，2、文丘里流量计，3、空气预热器，4、混合器，5、丁空混 合器筒体，6、喷枪，7、筒壁加热焊管，8-1、空气进口阀，8-2、空气放空阀，8-3、丁烷切断阀， 8-4、丁烧调节阀，9、质量流量计；
[0026] 图例：
迕控制室DCS。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合【具体实施方式】对本实用新型做进一步的阐述。
[0028] 如图所示：一种顺酐生产氧化反应进料装置，该装置设有空气鼓风机1、空气预热 器3、混合器4、丁空混合器筒体5及喷枪6 ;
[0029] 空气鼓风机1与空气预热器3连接，空气预热器3与丁空混合器筒体5顶部连接， 空气进入空气鼓风机1的管路上设有空气进口阀8-1，所述空气进口阀8-1为空气进口电动 蝶阀，空气鼓风机1与空气预热器3之间的连接管路上设有文丘里流量计2及空气放空阀 8-2,所述空气放空阀8-2为空气放空气动蝶阀；
[0030] 所述喷枪6穿设在丁空混合器筒体5侧壁上，其喷嘴设置在丁空混合器筒体5内， 其液相进口与丁烷进液管路连接，气相进口与压缩空气管路连接，所述丁烷进液管路上设 有质量流量计9、丁烷调节阀8-4及丁烷切断阀8-3,所述丁烷切断阀8-3为丁烷切断气动 球阀，所述混合器4设置在喷枪6上方的丁空混合器筒体5内；所述丁空混合器筒体5的侧 壁上设有筒壁加热焊管7 ;所述筒壁加热焊管7为蒸汽加热焊管；
[0031] 所述丁烧质量流量计9和空气文丘里流量计2分别与DCS系统连接；
[0032] 一种利用如上所述装置的进料工艺，此工艺过程如下：
[0033] 正丁烷原料加压至0. 5~0. 9Mpa，经质量流量计9,约7200~7400kg/h进入喷枪6的 液相进口，压缩空气由气相进口进入喷枪6,在0. 5~0. 9Mpa压力的推动下，丁烷液体在喷嘴 顶部的革巴上被撞击粉碎，产生第一次雾化，再由喷嘴内环缝中喷出的压缩空气的喷射作用 产生第二次雾化，汽液混合物再经由顶部6mm - 6孔内泄压喷出产生第三次雾化；形成粒 径在100~300um的微小颗粒，形成90°角锥形的喷射区；空气鼓风机1输出的空气为：流 量8400m3/Nhr，压力0. 15MPa，温度150°C，经空气预热器3升温至170°C后进入丁空混合器 筒体5内，在丁空混合器筒体5中与雾化的丁烷逆流相遇，微液滴瞬间闪蒸汽化，未能气化 的液滴被喷射在筒壁上，筒壁外测焊有筒壁加热焊管7,将筒壁加热至150~180°C，飞溅在 筒壁上的小液滴也被瞬间汽化，在丁空混合器筒体5的中央装有螺旋桨形静态混合器，使 空气产生旋转、搅动，使闪蒸后的气态丁烷与空气均匀混合；丁烷流量由丁烷调节阀8-4控 制，空气流量由空气进口阀8-1控制，丁烷质量流量计9的信号和空气文丘里流量计2产生 的信号输入DCS系统，按丁烷摩尔百分数I. 6~1. 8%的生产指标控制丁烷和空气流量，进入 反应器稳定生产。当遇到紧急停车和连锁情况时，丁烷切断阀8-3切断丁烷进料，空气放空 阀8-2打开，就可以安全停下反应器的工作。
[0034] 本实用新型杜绝了开车、停车过程中丁烷原料放空的损失，每次开、停车可节约 1-3吨丁烷原料，且减少了蒸汽的用量；设备简单，取消了丁烷蒸发器，丁烷过热器及其附 属的液位计，压力开关，安全阀等的附件，减少了泄露点，取消了 2台丁烷气相质量流量计 和放空调节阀，简化了操作；投料量达到精准调节，反应器工作更平稳，温度更好控制；节 省了投资费用，除了取消了丁烷蒸发器过热器，还取消了放空管线和地面火炬，以某公司新 建的5万吨顺酐为例：放空管线DN300,按压力管道规范设计，选用Cr5mo合金钢管，长度 500多米加上地面火炬等设备耗资达百万以上；本实用新型为企业节约了投资费用，减少 了运行费用，提高了安全性能。
【主权项】
1. 一种顺酐生产氧化反应进料装置，其特征在于：该装置设有空气鼓风机（1)、空气 预热器（3)、混合器（4)、丁空混合器筒体（5)及喷枪（6); 空气鼓风机（1)与空气预热器（3)连接，空气预热器（3)与丁空混合器筒体（5)顶部连 接，空气进入空气鼓风机（1)的管路上设有空气进口阀（8-1 )，空气鼓风机（1)与空气预热 器（3)之间的连接管路上设有文丘里流量计（2)及空气放空阀（8-2); 所述喷枪（6)穿设在丁空混合器筒体（5)侧壁上，其喷嘴设置在丁空混合器筒体（5) 内，其液相进口与丁烷进液管路连接，气相进口与压缩空气管路连接，所述丁烷进液管路上 设有质量流量计（9)、丁烷调节阀（8-4)及丁烷切断阀（8-3)，所述混合器（4)设置在喷枪 (6) 上方的丁空混合器筒体（5)内； 所述丁烧质量流量计（9)和空气文丘里流量计（2)分别与DCS系统连接。2. 如权利要求1所述的顺酐生产氧化反应进料装置，其特征在于：所述丁空混合器筒 体（5)的侧壁上设有筒壁加热焊管（7)。3. 如权利要求2所述的顺酐生产氧化反应进料装置，其特征在于：所述筒壁加热焊管 (7) 为蒸汽加热焊管。4. 如权利要求1所述的顺酐生产氧化反应进料装置，其特征在于：所述空气放空阀 (8-2)为空气放空气动蝶阀。5. 如权利要求1所述的顺酐生产氧化反应进料装置，其特征在于：所述丁烷切断阀 (8-3)为丁烷切断气动球阀。6. 如权利要求1所述的顺酐生产氧化反应进料装置，其特征在于：所述混合器（4)为 螺旋静态混合器。7. 如权利要求1所述的顺酐生产氧化反应进料装置，其特征在于：所述空气进口阀 (8-1)为空气进口电动蝶阀。
【专利摘要】本实用新型涉及一种顺酐生产氧化反应进料装置，该装置设有空气鼓风机、空气预热器、混合器、丁空混合器筒体及喷枪；本实用新型设备简单，气化高效，便于操控，可以实现精准调节，安全性能高；预热和停车时没有丁烷放空，节约了原料；紧急停车时没有丁烷气体的放空切换，仅切断液体丁烷原料即安全停止氧化器的操作；没有蒸发器压力高，阀门误操作或仪表失灵带来的憋压等安全隐患，安全性能提高；设备简单，取消了丁烷蒸发器，丁烷过热器及其附属的液位计，压力开关，安全阀等的附件，减少了泄露点。
【IPC分类】B01J4/02, B01J19/26, C07D307/60
【公开号】CN204724137
【申请号】CN201520340641
【发明人】杨毅, 孙艳波, 王息辰, 方正涛, 刘鑫, 黄伟, 李正利
【申请人】濮阳市盛源能源科技股份有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年5月25日