[實用新型]用于煤制乙二醇亞硝酸甲酯酯化再生塔安全裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720155752.4
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN206529421U
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓聯(lián)國;陳帥;鄭衛(wèi);程亞娟
• 申請（專利權(quán)）人: 安陽永金化工有限公司
• 主分類號: C07C203/00
• 分類號: C07C203/00;C07C201/04
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司41102
• 代理人: 亢志民

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及屬于乙二醇生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤制乙二醇的安全裝置，特別涉及一種用于煤制乙二醇亞硝酸甲酯酯化再生塔安全裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有煤制乙二醇技術(shù)工藝路線主要采用羰化、加氫兩步法合成乙二醇的原料路線，總反應(yīng)方程式為2CO＋4H2+1/2O2=(CH2OH)2＋H2O；

第一步，亞硝酸甲酯（MN）的制備和再生，反應(yīng)方程式為2CH3OH＋2NO+1/2O2=2CH3ONO+H2O；

第二步，草酸二甲酯（DMO）的合成，反應(yīng)方程式為2CH3ONO+2CO=（COOCH3)2+2NO；

第三步，草酸二甲酯加氫制備乙二醇，反應(yīng)方程式為(COOCH3)2+4H2=(CH2OH)2+2CH3OH；

其中，亞硝酸甲酯的酯化再生是煤制乙二醇的重要步驟之一，在酯化再生塔中通入合成循環(huán)氣，塔頂噴淋甲醇循環(huán)溶液，配入精確比例的氧氣，合成循環(huán)氣中的NO、氣化甲醇、氧氣三者在65-70℃、0.35MPa壓力下反應(yīng)生成亞硝酸甲酯。在操作過程中，必須嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，溫度升高后反應(yīng)速率將會大幅上升，產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，造成超溫，危害設(shè)備和系統(tǒng)安全運行。

亞硝酸甲酯是一種極易分解的物質(zhì)，簡稱MN，不但會發(fā)生熱分解，在催化劑存在的情況下還會發(fā)生催化分解。MN的熱分解產(chǎn)物是甲醇、甲醛、NO和水，MN的催化分解產(chǎn)物是甲酸甲酯、甲醇、NO和水。亞硝酸甲酯分解會產(chǎn)生大量的分解熱，導(dǎo)致溫度和壓力的快速升高，造成反應(yīng)失控。

過量的氧氣配比同樣會造成酯化再生塔內(nèi)反應(yīng)劇烈，隨著溫度、壓力的升高，反應(yīng)加劇，造成設(shè)備超溫超壓。

煤制乙二醇亞硝酸甲酯的酯化再生步驟中，移出反應(yīng)熱的主要措施一方面是通過大量和循環(huán)氣帶走熱量，另一方面利用足夠的噴淋甲醇?xì)饣瘞ё邿崃浚呋ハ嘌a充，缺一不可。當(dāng)酯化再生系統(tǒng)遇停電、停蒸汽、停水等情況導(dǎo)致合成循環(huán)氣壓縮機跳車、酯化再生塔甲醇循環(huán)甲醇泵跳車等異常工況時，短時間內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)的工藝氣體不流動，循環(huán)甲醇停止供應(yīng)，而塔內(nèi)在短時間內(nèi)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，造成MN的濃度超標(biāo)，達(dá)到爆炸極限，極有可能發(fā)生超溫、超壓甚至爆炸的事故。近年來，國內(nèi)煤制乙二醇企業(yè)曾發(fā)生過酯化塔爆炸事故，原因即是事故狀態(tài)下的反應(yīng)熱無法迅速移出，導(dǎo)致超溫、超壓、爆炸。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的酯化再生塔在循環(huán)氣中斷、甲醇中斷等異常工況下極易導(dǎo)致超溫、超壓、爆炸的缺陷而提供一種有效解決因停電、停蒸汽、停水等造成異常工況的問題并確保系統(tǒng)應(yīng)急處置安全高效的用于煤制乙二醇亞硝酸甲酯酯化再生塔安全裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：一種用于煤制乙二醇亞硝酸甲酯酯化再生塔安全裝置，包括酯化再生塔、甲醇儲罐及蓄能器，所述甲醇儲罐設(shè)置于酯化再生塔塔頂并通過連接管線與酯化再生塔相連接，酯化再生塔上端設(shè)置有合成循環(huán)氣入口，合成循環(huán)氣入口連接有合成循環(huán)氣入口管線，酯化再生塔中上部設(shè)置有氧氣入口，氧氣入口連接有氧氣入口管線，酯化再生塔中下部出口處連接有氣相出口管線；甲醇儲罐入口通過管道連接在甲醇入口管線上，甲醇儲罐上的甲醇出口連接有甲醇出口管線，甲醇出口管線連接至第一級循環(huán)甲醇總管，并通過甲醇分布器進(jìn)入酯化再生塔噴淋，甲醇入口管線通過管道與甲醇分布器連接；甲醇儲罐上端設(shè)置蓄能器，甲醇儲罐與蓄能器通過管線和閥門連接。

所述酯化再生塔的下端出口通過第二級循環(huán)甲醇總管連接在循環(huán)甲醇泵的入口端，酯化再生塔的中上部入口通過第一級循環(huán)甲醇總管連接在循環(huán)甲醇泵的出口端，所述第一級循環(huán)甲醇總管上設(shè)置有止回閥，避免甲醇儲罐的甲醇被壓入循環(huán)甲醇泵端。

所述甲醇儲罐設(shè)計體積1~2m3，在循環(huán)甲醇中斷后30~60s內(nèi)提供相應(yīng)的甲醇噴淋。

所述甲醇儲罐與酯化再生塔的連接管線的長度不大于5米。

所述甲醇儲罐與酯化再生塔間連接管線設(shè)置有快開閥，快開閥選用氣關(guān)閥，并設(shè)置聯(lián)鎖動作，循環(huán)甲醇泵一旦停車，快開閥迅速聯(lián)鎖打開。

所述蓄能器控制壓力0.6MPa~1.0MPa。

甲醇儲罐上設(shè)置有蓄能器，壓力控制在0.6~1.0MPa，當(dāng)循環(huán)甲醇中斷時，快開閥聯(lián)鎖打開，儲罐內(nèi)儲存的甲醇在蓄能器壓力的作用下，將甲醇儲罐的甲醇迅速壓入酯化塔內(nèi)，按照管徑DN150，流速2m/s計算，甲醇可在小于3s的時間進(jìn)入酯化塔，1m3甲醇可以連續(xù)供應(yīng)28s（1m3/(2*3.14*0.15*0.15/4)=28s），可以滿足事故狀態(tài)下的熱量快速移出。