丙烯腈反应器催化剂密度在线调整装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种在线调整生产丙烯腈反应器内催化剂密度的装置。在反应器内有旋风分离器，旋风分离器与急冷器之间连接有管线，急冷器与急冷塔之间连接有管线。其特征在于：在反应器顶部催化剂细颗粒较多的稀相段有引出管线，连接到急冷器和急冷塔中间连接的管线上。反应器顶部引出管线的位置在反应器项部中心半径２７００ｍｍ的范围之内。引出管线中间有阀门。管线的内径在２５－５０ｍｍ之间。有效地控制反应气体中带出的细颗粒催化剂的数量，获得较高的催化剂的选择性和较高的丙烯腈、氢氰酸的收率。克服了旋风分离器的分离效率不能调节的缺点。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油化工行业中生产丙烯腈
，是一种在线调整生产丙烯腈反应器内催化剂密度的装置。
技术介绍
目前，80％以上的丙烯腈生产工艺均采用丙烯与氨在流化床反应器中进行反应，其所用的催化剂为粉末状颗粒。在正常生产过程中，对反应器内催化剂的密度分布有较严格的要求，必须控制在一定的范围之内，否则反应效果将不理想。而催化剂密度分布的控制是靠反应器内部安装的旋风分离器来实现的。当反应气体以一定流速通过旋风分离器时，大部分催化剂颗粒被截留下来，少量的在流化过程中被磨损的粒径很小的催化剂颗粒随反应气体带出。然后通过补加一定数量的催化剂，保持反应器内催化剂的密度分布及数量的平衡。实践经验得知在正常生产过程中，每生产一吨丙烯腈产品带出催化剂0.4kg。即生产一吨丙烯腈产品应消耗催化剂0.4kg，维持反应器内催化剂的密度分布在正常范围内。我国从上世纪80年代引进的丙烯腈生产装置，其原设计生产能力均为5万吨/年。在上世纪90年代后期开始，各装置陆续进行了扩能改造，其生产能力均达到8万吨/年，是原设计生产能力的160％。为了满足扩能的需要，国内的丙烯腈装置在改造过程中将原来的三级旋风分离器，更换为国产的PV型两级旋风分离器。但是，由于此旋风分离器的分离效率过高，并且分离效率不可调整。实际催化剂的消耗只有0.05-0.1kg/t。生产装置长期运行以后，造成不能及时带出的细颗粒催化剂。细颗粒催化剂在反应器内累积，使反应器内的催化剂密度远低于正常值400-420kg/m3，催化剂床层也随之增高。丙烯氨生成丙烯腈的反应为放热反应，在反应过程中必须及时将反应热撤出。由于，高出的催化剂没有撤热设备，副反应急剧增加，严重影响了丙烯腈的收率及副产品氢氰酸的收率。对于年产8万吨的丙烯腈装置来说，每小时少生产氢氰酸达200kg，少生产丙烯腈35kg，年损失经济效益达1000万余元。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种丙烯腈反应器催化剂密度在线调整装置，能及时将催化剂在流化过程中被磨损的较细的催化剂颗粒带出反应器，保持反应器内催化剂的密度在400-420kg/m3范围内，以保证催化剂的活性及较高的丙烯腈、氢氰酸的收率。减少由于细颗粒催化剂积累造成床层过高而引起的副反应的发生。克服现在使用的旋风分离器分离效率过高且不可调整，不能按照工艺要求及时将细颗粒催化剂带出，导致反应器催化剂密度低的不足。本技术采用的技术方案是本技术在反应器内有旋风分离器，旋风分离器与急冷器之间连接有管线，急冷器与急冷塔之间连接有管线。经旋风分离器分离出的粒径很小的催化剂颗粒，随反应气体带入急冷器，并通过急冷塔排出。其特征在于在反应器顶部催化剂细颗粒较多的稀相段有引出管线，连接到急冷器和急冷塔中间连接的管线上。使一部分带有粒径很小的催化剂颗粒的反应气体，绕过旋风分离器直接进入急冷器，从而实现将部分细颗粒催化剂及时带出反应器达到在线调整反应器催化剂密度的目的。引出管线中间有阀门，控制反应气体排出流量。阀门可以采用球阀、截止阀或闸板阀中的一种。反应器顶部引出管线的位置在反应器项部中心半径2700mm的范围之内。管线的内径在25-50mm之间。引出管线的直径是根据反应器的压力及生产负荷状况计算而得。另外，为了实现自动控制阀门开启量，与引出管线并联有管线，并联管线上有自动调节阀。自动调节阀连接计算机控制系统。自动调节阀可以采用电磁阀或气动调节阀。根据反应器的相关参数如压力、反应器顶部温度、催化剂密度、床层高度等数据来确定调节阀的开度，以调节经过此管线带出催化剂的量，此量与经过旋风分离器带出的催化剂量的总和为0.4kg/t，从而保证反应器内催化剂的密度在合理范围内。本技术的有益效果由于本丙烯腈反应器催化剂密度在线调整装置，根据反应器运行的相关数据及时调整调节阀的开度，从而可以人为地控制从反应气体中带出反应器的细颗粒催化剂的数量，克服了旋风分离器的分离效率不能调节的缺点。本催化剂密度在线调整装置实施容易，并且可实现自动化，不需要人工操作。2004年大庆石化公司8万吨/年丙烯腈装置在没应用催化剂密度在线调整装置之前，反应器内催化剂密度由正常的400-420kg/m3，已经降到了320-350kg/m3，床层高度达到9米以上。氢氰酸及丙烯腈的收率受到了严重影响，每小时损失丙烯腈35kg左右，氢氰酸损失200kg左右。在装置使用本技术方法以后，在2个月的时间内，就将催化剂的密度恢复到的正常范围，获得了催化剂的活性和较高的丙烯腈、氢氰酸的收率。年创效益达1000多万元。需要注意的是，在使用催化剂密度在线调整装置时，催化剂的密度调整不可过快，否则会造成较粗颗粒催化剂的流失，从而增加催化剂的消耗。本技术的丙烯腈反应器催化剂密度在线调整装置，结构设计有较大的改进，其生产丙烯腈更具有实用性，完全符合丙烯腈生产的需要并产生了好用及实用的效果。是一项新颖、进步、实用的新设计。附图说明附图为本技术结构剖面示意图。也是实施例的结构示意图。图中，1.反应器，2.旋风分离器，3.急冷器，4.急冷塔，5.阀门，6.自动调节阀，7.反应器压力传感器，8.反应器顶部温度传感器，9.计算机控制系统，10.床层高度传感器，11.压力传感器，12.压力传感器，13.密度传感器。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术作进一步的详细说明。实施例1参阅附图。在反应器(1)内有旋风分离器(2)，旋风分离器(2)与急冷器(3)之间连接有管线。急冷器(3)与急冷塔(4)之间连接有管线。本技术丙烯腈反应器催化剂密度在线调整装置，改进之处在于在反应器(1)顶部催化剂细颗粒较多的稀相段有引出管线，管线的内径是40mm。管线连接到急冷器(3)和急冷塔(4)中间连接的管线上。反应器(1)顶部引出管线的位置是在反应器(1)项部距离中心半径为1500mm处。引出管线中间有阀门(5)。阀门(5)是手动球阀。在与引出管线阀门(5)并联有管线，并联管线上有自动调节阀(6)。自动调节阀(6)采用电磁阀。自动调节阀(6)的两端串联有手动阀门。自动调节阀(6)连接计算机控制系统(9)。自动控制系统首先根据两个压力传感器(11、12)计算出反应器(1)内的密度，并通过密度传感器(13)，结合反应器床层高度传感器(10)计算出反应器(1)内催化剂藏量的数据，传输给计算机控制系统(9)。采用催化剂藏量数据计算出催化剂的消耗是大于0.4kg/t，还是小于0.4kg/t。若消耗小于0.4kg/t，则根据反应器顶部温度传感器(8)及反应器压力传感器(7)数据，给自动调节阀(6)发出指令信号，指示其开大；当催化剂消耗大于0.4kg/t时，指示其关小。这些功能均由计算机控制系统(9)自动完成。大庆石化公司丙烯腈装置原设计生产能力为5万吨/年，2003年10月扩能改造到8万吨/年。在改造时使用了国产的高分离效率的PV型二级旋风分离器。在改造运行近一年后，到2004年10月，由于细颗粒的催化剂不能及时从系统中排出，丙烯腈反应器内的催化剂密度已经由正常的420kg/m3左右降到320-350kg/m3之间，催化剂床层高度已经远远超出正常值6.8米，达到9.2米。由于床层过高，在6.8米以上部分由于没有撤热设备，反应器顶部温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯腈反应器催化剂密度在线调整装置，在反应器（１）内有旋风分离器（２），旋风分离器（２）与急冷器（３）之间连接有管线，急冷器（３）与急冷塔（４）之间连接有管线，其特征在于：在反应器（１）顶部催化剂细颗粒较多的稀相段有引出管线，连接到急冷器（３）和急冷塔（４）中间连接的管线上，反应器（１）顶部引出管线的位置在反应器（１）项部中心半径２７００ｍｍ的范围之内，引出管线中间有阀门（５），管线的内径在２５－５０ｍｍ之间。

【技术特征摘要】
1.一种丙烯腈反应器催化剂密度在线调整装置，在反应器(1)内有旋风分离器(2)，旋风分离器(2)与急冷器(3)之间连接有管线，急冷器(3)与急冷塔(4)之间连接有管线，其特征在于在反应器(1)顶部催化剂细颗粒较多的稀相段有引出管线，连接到急冷器(3)和急冷塔(4)中间连接的管线上，反应器(1)顶部引出管线的位置在反应器(1)项部中心半径2700mm的范围之内，引出管线中间有阀门(5)，管线的内径在25-50mm之间。2.根据权利要求1所述的丙烯腈反应器催化剂密度在线调整装置，其特征在于所述的阀门(5)是球阀。3.根据权利要求1所述的丙烯腈反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾志军，张兴春，凌人志，付金荣，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]