常压沸腾化学反应系统加压工艺技术方案

本发明专利技术用于化学工程中对常压沸腾化学反应体系实施加压。醋酸乙烯溶液聚合在常压沸腾条件下进行，装置搬迁至高原地区后，因反应温度下降致使反应速度下降。例如在兰州地区（海拔１５７０米，气压６３５ｍ／ｍＨｇ），反应温度下降约５℃，反应速度下降１．７倍。采用本加压工艺保证了装置生产能力，避免了过量２～３倍消耗昂贵引发剂，年经济效益达２６～２９万元。此加压工艺亦可用于高原地区所有常压沸腾化学反应装置。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术用于化学工程中对常压沸腾化学反应体系实施加压。目前醋酸乙烯溶液聚合系以偶氮二异丁腈(AZN)为引发剂，以甲醇为溶剂，以醋酸乙烯为聚合单体，在沸腾温度下进行聚合反应，要求控制聚合转化率50±2%，聚合度1750±50，物料在聚合釜内仃留时间为4～6小时，属连续性生产，其化学反应式如下 如图所示虚线柜外为原流程。引发剂AZN和甲醇，醋酸甲脂经予热器(1)予热后进入第一聚合釜(2)，再送至第二聚合釜(3)，聚合反应在聚合釜内进行。聚合反应热由釜内上升的物料蒸汽带出分别进入一釜冷凝器(4)，二釜冷凝器(5)，冷凝后液体仍回聚合釜，冷凝器尾气处压力为常压。因兰州地区处高海拨地区，气压仅635m/mHg，造成系统沸点下降约5℃，亦即聚合反应温度下降5℃，致使反应速度严重下降，定量计算需用化学动力学积分式该反应属链反应，有链引发，链增长，链转移，链终止四个过程、我们依据反应机理推导出如下实用方程 式中 为聚合转化率;Kp为链增长反应速度常数;Ki为链引发反应速度常数;Kt为链终止反应速度常数;f为引发剂率;B为引发剂用量。据此式及反应活化能数据可计算出在兰州地区因温度下降5℃，聚合反应时间延长至平原地区同类厂1.7倍，即该装置生产能力下降1.7倍，聚合装置若不改革，唯有多加2-3倍引发剂才能维持同样的仃留时间t，仅此项费用每年多耗26～29万元。地处高原气压为650m/mHg的某同行业厂的生产实践证实了上述数据，该厂开车遇到极大困难，仃留时间延长至十余小时，后为了维持生产，引发剂用量相当于平原地区同类厂3～4倍，且反应易发生爆聚，生产难以控制。我们在装置投产前提出对聚合反应系统实施加压，改常压沸腾化学反应体系为加压沸腾化学反应体系，其加压数值为兰州地区气压(635m/mHg)与标准大气压(760m/mHg)的差值760m/mHg-635m/mHg＝125m/mHg＝1.7M水柱。加压的目的意在恢复反应温度，保证反应速度，从而保证了装置生产能力和产品质量，避免了昂贵引发剂的过量消耗。从而每年节约引发剂费用26～29万元。加压工艺技术方案有两种图1为水封槽加压方案将一釜冷凝器及二釜冷凝器的尾气接管至缓冲槽(6)，向缓冲槽中注入少许隋性气体(如氮气.N2)以保持反应装置正压，隋性气体从水封槽(7)内1.7米深的水层处徐徐排出后放空。水封槽设有几处溢流口以便调节水封高度，以调节加压数值。水封槽如在露天放置应考虑保温防冻，注入隋性气体量不可过大以免改变水封槽内液体实际比重造成压力变化和波动，此法价廉实用，可满足一般工业装置要求，我厂亦采用此法，使用数年效果较好，但系统压力较图2方案有少许波动，因而在系统压力恒定要求特别严格的场合，可用图2技术方案。图2为压力自动调节方案一釜冷凝器尾气及二釜冷凝器尾气仍接管至缓冲槽，仍向缓冲槽内注入少许隋性气体，过量隋性气体经压力自动调节系统P/LT的调节阀排出，以保证系统压力恒定。缓冲槽上设有安全阀(8)以利事故情况泄压。我厂投产后发现在遇到聚合前后工序出事故时，一旦希望降低聚合反应速度，即可将水封槽内的水放掉，这时系统由加压变成常压，聚合反应速度立刻显著减缓，这一方面证明了加压工艺的必要性，又使生产中有了一个保障安全，防止爆聚的手段，而且根据聚合反应的进行情况，少许调节加压的数值也可起到调节聚化转化率合格的作用。投产后我厂引发剂消耗均低于部颁0.88kg/T聚乙烯醇的标准 值得注意的是，高原地区占我国国土总面积一半以上分布在西部十一个省区，还有不少国家处于高原地区，工业装置一般采用全套引进方式，在化工生产中许多产品的生产采用常压回流反应系统(即常压沸腾反应系统，此时反应温度恒定，反应热易带出)，只要装置的尾气是通大气的，反应温度又处于体系沸点，在高原地区其反应温度及速度都必定受高原低气压的影响而降低，因而也降低了产品收率和装置生产能力。对这些装置都可采用图1或图2所示加压方法，用费极少，效果明显。诸如醋酸和丁醇在硫酸催化剂作用下制醋酸丁脂的装置，制取醋酸乙脂，醋酸甲脂，醋酸异丙脂的装置等。所有在高原地区的常压沸腾化学反应装置，都可应用本加压工艺。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在高原地区对常压沸腾化学反应装置实施加压的工艺。其特征在于：ａ．在常压装置尾气处充入惰性气体经水槽排出。使水封槽起加压作用，其加压数值为该地区气压与标准大气压（７６０ｍ／ｍＨｇ）的差值。ｂ．在常压装置尾气处充入惰性气体，过量惰性 气体经压力自动调节阀排出，使装置尾气处压强恢复至标准大气压７６０ｍ／ｍＨｇ。

【技术特征摘要】
1.一种在高原地区对常压沸腾化学反应装置实施加压的工艺。其特征在于a.在常压装置尾气处充入惰性气体经水槽排出。使水封槽起加压作用，其加压数值为该地区气压与...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈有光，
申请(专利权)人：兰州维尼纶厂，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]