專利名稱：甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于甲醇氨氧化的工藝領(lǐng)域，特別是一種在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的 工藝中，預(yù)防甲醇蒸氣、氨氣及空氣混合氣體爆炸、提高甲醇氨氧化的生產(chǎn)效率的甲醇氨 氧化防爆增產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的采用甲醇、氨氣及空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝，其工藝 流程為經(jīng)預(yù)熱后的空氣、氨氣混合進(jìn)到文丘里入口管，由文丘里吸入管抽吸預(yù)熱后的甲 醇蒸氣一起入列管熱交換器殼程被加熱，然后進(jìn)入填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固 定床催化反應(yīng)器，其部分反應(yīng)熱由管外介質(zhì)移走，反應(yīng)后高溫的混合氣體經(jīng)列管熱交換器 管程回收熱量，降溫后去分離回收系統(tǒng)?，F(xiàn)有的甲醇氨氧化的工藝中的原料氣配氣工藝指 標(biāo)為甲醇蒸氣4%、氨氣4.4%，設(shè)計(jì)的壓力等級(jí)為常壓。該工藝生產(chǎn)效率低、成本高；甲 醇蒸氣、氨氣與空氣預(yù)混時(shí)間長，較容易形成爆炸性混合氣體，存在著較大的安全隱患。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的采用甲醇蒸氣、氨氣與空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲 醇氨氧化的工藝中存在的上述生產(chǎn)效率低、成本高，甲醇蒸氣、氨氣與空氣預(yù)混時(shí)間長， 較容易形成爆炸性混合氣體，有較大的安全隱患的不足之處，提出了一種在用鐵/鉬氧化物 催化甲醇氨氧化的工藝中生產(chǎn)效率高、成本低，甲醇蒸氣、氨氣與空氣預(yù)混時(shí)間短，不容 易形成爆炸性混合氣體的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中，采 用了加入抑爆氣體抑制爆炸的方法，使原料混合氣體不會(huì)形成爆炸性混合氣體，其中抑爆 氣體是采用氮?dú)饣蛩羝龋徊捎昧藢⒖扇細(xì)怏w甲醇蒸氣、氨氣與空氣分開加熱方式，縮短可燃?xì)怏w甲醇蒸氣、氨氣與空氣預(yù)混時(shí)間，讓混合氣體處于不利于爆炸產(chǎn)生的向下流動(dòng) 等防爆措施。采用了本發(fā)明后，在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中將甲醇蒸氣、氨 氣與空氣混合氣體的爆炸可能性、爆炸范圍和破壞力降至最小程度，提高了原料混合氣體 中甲醇與氨濃度，大幅度地提高了生產(chǎn)能力，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明防爆增產(chǎn)方法的甲醇氨氧化的生產(chǎn)工藝流程為空氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第一段殼程加熱至1S0 19(TC，抑爆氣體與氨氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第二段殼程加熱至180 19(TC后，在固定床催化反應(yīng)器頂部，加熱后的空氣和加熱后的抑爆氣體與氨氣混 合進(jìn)文丘里入口管，由文丘里吸入管抽吸甲醇蒸氣，與空氣、抑爆氣及氨氣一同進(jìn)入填裝 有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器，其反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的部分反應(yīng)熱由管 外的傳熱介質(zhì)移走，甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)后，溫度為295 305
'C的混合氣體經(jīng)二段式列管熱交換器第一段與第二段的管程回收熱量，溫度降至215 225 'C的混合氣體經(jīng)二段式列管熱交換器頂部的管道去分離回收系統(tǒng)。其中，抑爆氣體是采用 氮?dú)饣蛩羝蚨趸嫉龋贿M(jìn)入二段式列管熱交換器中的空氣、抑爆氣體和氨氣及由文 丘里吸入管抽吸的甲醇蒸氣均是經(jīng)預(yù)熱至95 105'C的。本發(fā)明防爆增產(chǎn)方法的甲醇氨氧化的生產(chǎn)工藝的原料混合氣體的配氣工藝指標(biāo)為當(dāng) 抑爆氣體采用氮?dú)鈺r(shí)，氮?dú)?0 25%，甲醇7 8%，氨7. 7 8.8%，空氣58. 2 65, 3%; 當(dāng)抑爆氣體采用水蒸汽時(shí)，水蒸汽16 21%，甲醇7 8%，氨7.7 8.8%，空氣62.2 69.3%。本發(fā)明防爆增產(chǎn)方法的甲醇氨氧化的生產(chǎn)工藝的設(shè)備管道的設(shè)計(jì)壓力等級(jí)為^ 0. 6Mpa。從實(shí)驗(yàn)得出的抑爆氣的抑爆效果看加入氮?dú)饣蛩羝苁辜状颊魵?、氨氣與空氣混 合氣體的爆炸極限明顯縮小(參見附圖3)，氮?dú)狻⑺羝囊直Ч呛玫?。?dāng)?shù)獨(dú)獾募?入大于16. 8%，水蒸汽的加入大于14. 3%時(shí)，則無論怎樣改變甲醇蒸氣和氨氣與空氣的比例， 混合氣體都不會(huì)形成爆炸性混合氣體，故在原料氣中添加20 25%的氮?dú)饣?6 21%的水蒸 汽，可以抑制爆炸性混合氣體的形成。由在工藝上采用的防爆措施分析看將可燃性氣體甲醇蒸氣和氨氣與空氣分開加熱， 把原列管熱交換器改造成二段式列管熱交換器，或者改造為兩個(gè)熱交換器，盡量減少甲醇、 氨與空氣預(yù)混的機(jī)會(huì)，可以避免在配氣誤操作的情況下，形成爆炸性混合氣體；由于甲醇 蒸氣、氨氣與空氣混合氣體爆炸的難易程度與火焰?zhèn)鞑シ较蛴嘘P(guān)，其中火焰向下傳播是較 難爆炸的，將空氣與甲醇和氨氣在反應(yīng)器頂部混合，使混合氣體處于不利于產(chǎn)生爆炸的向 下流動(dòng)等；再由獲得的爆炸壓力波形與爆炸形態(tài)分析甲醇蒸氣、氨氣和空氣混合氣體(氨 氣/甲醇蒸氣=1.05 1.1)在最佳濃度下的爆炸最高壓力為0.25937 Mpa，壓力上升速率為 2.81 MPa，S—、爆炸只有冷焰與爆燃二種形態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的爆轟現(xiàn)象。故考慮設(shè)備管 道的強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，以其爆炸最高壓力為參考，再考慮安全系數(shù)，設(shè)計(jì)壓力等級(jí)定為》 0.6Mpa，這是安全的，如果一旦發(fā)生爆炸事故，也不會(huì)造成人員的傷亡與財(cái)產(chǎn)的損失的。從氨氣對(duì)甲醇蒸氣和空氣混合氣體爆炸的阻尼效應(yīng)分析看在甲醇蒸氣和空氣中加入 氨氣，不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的爆轟現(xiàn)象，爆炸的破壞力大大減小，濃度爆炸極限大大縮小，甲醇 蒸氣、氨氣和空氣混合氣體的濃度爆炸極限實(shí)測值比計(jì)算值寬得多，在溫度24 27'C，壓強(qiáng) 101. 0 104. 5kPa(絕壓)時(shí)，實(shí)測值為13. 25% 45. 25%;在溫度195 205°C，壓強(qiáng)101. 0 104. 5kPa(絕壓)時(shí)，實(shí)測值為12. 15% 50. 65%。在有20 25%的氮?dú)饣?6 21%的水蒸汽加 入的情況下，則甲醇蒸氣、氨氣和空氣混合氣體不會(huì)形成為爆炸性混合氣體，故將原料氣 中甲醇蒸氣與氨的濃度提高至甲醇7 8%，氨7. 7 8. 8%是安全的。本發(fā)明甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)工藝與現(xiàn)有的甲醇氨氧化的工藝相比，具有抑爆效果好、 防爆措施有力、生產(chǎn)能力增加多、經(jīng)濟(jì)效益明顯、投資省上馬快等特點(diǎn)。本發(fā)明可適用于 采用甲醇蒸氣、氨氣和空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的新建廠家使用，也 可以用于改造現(xiàn)有采用甲醇蒸氣、氨氣和空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的 生產(chǎn)廠家。


圖1為熱交換器為二段式列管熱交換器的采用甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法的甲醇氨氧化 的生產(chǎn)工藝流程圖。其中，1表示二段式列管熱交換器；2表示文丘里；3表示固定床催化反應(yīng)器；4表示閥門；5表示管道；6表示二段式列管熱交換器第一段；7表示二段式列管 熱交換器第二段。圖2為熱交換器為兩個(gè)列管式熱交換器的采用甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法的甲醇氨氧化 的生產(chǎn)工藝流程圖。其中，8表示第一列管式熱交換器；9表示第二列管式熱交換器；10 表示文丘里；ll表示固定床催化反應(yīng)器；12表示閥門；13表示管道。圖3為氮?dú)馀c水蒸汽對(duì)甲醇、氨與空氣混合氣體爆炸極限的影響圖。其中，該圖是以 甲醇蒸氣、氨氣、空氣與氮?dú)饣蛩羝目倸鈽幼鳛?00%，濃度爆炸極限取接近的炸與不 炸的平均值計(jì)；以加入的氮?dú)馀c水蒸汽為總氣樣的體積百分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)，甲醇蒸氣和氨氣 占總氣樣的體積百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)(氨/甲醇=1.05 1.1(摩爾比))作圖；可繪出氮?dú)馀c水 蒸汽對(duì)甲醇蒸氣、氨氣和空氣混合氣體爆炸極限的影響圖，其中A為爆炸區(qū)，B為非爆 炸區(qū)。從圖3中可以看出，當(dāng)?shù)獨(dú)獾募尤氪笥?6.8%，水蒸汽的加入大于14.3%時(shí)，則無 論怎樣改變甲醇蒸氣和氨氣與空氣的比例，混合氣體就不會(huì)形成爆炸性氣體。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例h參見附圖1， 一種在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方 法。在采用甲醇、氨與空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的新建生產(chǎn)系統(tǒng)使用。在甲醇氨氧化工藝中采用加入氮?dú)庾鳛橐直瑲怏w；熱交換器采用二段式列管熱交換器 1，使可燃性氣體甲醇蒸氣和氨氣與空氣分開加熱；使空氣、甲醇和氨氣在固定床催化反應(yīng) 器3頂部混合，并使混合氣體處于不利于爆炸的向下流動(dòng)方向。原料混合氣體的配氣工藝 指標(biāo)為氮?dú)?0 25%,甲醇7~8%，氨7.7 8.8%,空氣58.2 65.3%。設(shè)備與管道 均按》0.6Mpa進(jìn)行設(shè)計(jì)，配管按圖l進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)備、管道接地，預(yù)防靜電積聚。生產(chǎn)工藝流程為空氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第一段6殼程加熱至180 190'C，氮 氣與氨氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第二段7殼程加熱至180 19(TC后，在固定床催化反應(yīng) 器3頂部，加熱后的空氣和加熱后的氮?dú)馀c氨氣混合進(jìn)文丘里2入口管，由文丘里2吸入 管抽吸甲醇蒸氣，與空氣、氮?dú)饧鞍睔庖煌M(jìn)入填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定 床催化反應(yīng)器3，甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器3內(nèi)反應(yīng)后，溫度為295 305 t:的混合氣體經(jīng)二段式列管熱交換器1管程回收熱量，溫度降至215 225t:的混合氣體經(jīng) 二段式列管加熱器1頂部的管道5去分離回收系統(tǒng)。填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式 固定床催化反應(yīng)器3內(nèi)所產(chǎn)生的部分反應(yīng)熱采用熔鹽移走。其中，進(jìn)入二段式列管熱交換 器1中的空氣、氮?dú)夂桶睔饧坝晌那鹄?吸入管抽吸的甲醇蒸氣均是經(jīng)預(yù)熱至95 105'C 的。
實(shí)施例2:參見附圖2， 一種在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方 法。在采用甲醇、氨與空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的新建生產(chǎn)系統(tǒng)使用。在甲醇氨氧化工藝中采用加入氮?dú)庾鳛橐直瑲怏w；熱交換器采用兩個(gè)列管式熱交換器， 使可燃性氣體甲醇蒸氣和氨氣與空氣分開加熱；使空氣、甲醇和氨氣在固定床催化反應(yīng)器 ll頂部混合，并使混合氣體處于不利于爆炸的向下流動(dòng)方向。原料混合氣體的配氣工藝指 標(biāo)為氮?dú)?0 25%，甲醇7 8%，氨7. 7 8.8%，空氣58. 2 65. 3% 。設(shè)備與管道均 按^0.6Mpa進(jìn)行設(shè)計(jì)，配管按圖2進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)備、管道接地，預(yù)防靜電積聚。生產(chǎn)工藝流程為空氣進(jìn)入第一列管式熱交換器8殼程加熱至180 19(TC,氮?dú)馀c氨 氣進(jìn)入第二列管式熱交換器9殼程加熱至180 19(TC后，在固定床催化反應(yīng)器11頂部， 加熱后的空氣和加熱后的氮?dú)馀c氨氣混合進(jìn)文丘里10入口管，由文丘里10吸入管抽吸甲 醇蒸氣，與空氣、氮?dú)饧鞍睔庖煌M(jìn)入填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反 應(yīng)器ll,甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器ll內(nèi)反應(yīng)后，溫度為295 305'C的混 合氣體經(jīng)第一列管式熱交換器8管程，再進(jìn)入第二列管式熱交換器9管程回收熱量，溫度 降至215 225。C的混合氣體經(jīng)第二個(gè)列管式熱交換器9頂部的管道13去分離回收系統(tǒng)。 填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器11內(nèi)所產(chǎn)生的部分反應(yīng)熱采用熔鹽 移走。其中，進(jìn)入第一列管式熱交換器8與第二個(gè)列管式熱交換器9中的空氣、氮?dú)夂桶?氣及由文丘里10吸入管抽吸的甲醇蒸氣均是經(jīng)預(yù)熱至95 105'C的。實(shí)施例3:參見附圖1， 一種在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方 法。在采用甲醇、氨與空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的新建生產(chǎn)系統(tǒng)使用。在甲醇氨氧化工藝中采用加入水蒸汽作為抑爆氣體；熱交換器采用二段式列管熱交換 器l，使可燃性氣體甲醇蒸氣和氨氣與空氣分開加熱；使空氣、甲醇和氨氣在固定床催化反 應(yīng)器3頂部混合，并使混合氣體處于不利于爆炸的向下流動(dòng)方向。原料混合氣體的配氣工 藝指標(biāo)為水蒸汽16 21%,甲醇7 8%，氨7. 7 8.8%，空氣62. 2 69. 3%。設(shè)備與 管道均按^0.6Mpa進(jìn)行設(shè)計(jì)，配管按圖l進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)備、管道接地，預(yù)防靜電積聚。生產(chǎn)工藝流程為空氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第一段6殼程加熱至180 190'C，水 蒸汽與氨氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第二段7殼程加熱至180 19(rC后，在固定床催化反 應(yīng)器3頂部，加熱后的空氣和加熱后的水蒸汽與氨氣混合進(jìn)文丘里2入口管，由文丘里2 吸入管抽吸甲醇蒸氣，與空氣、水蒸汽及氨氣一同進(jìn)入填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管 式固定床催化反應(yīng)器3，甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器3內(nèi)反應(yīng)后，溫度為295 305'C的混合氣體經(jīng)二段式列管熱交換器1管程回收熱量，溫度降至215 225。C的混合氣 體經(jīng)二段式列管加熱器1頂部的管道5去分離回收系統(tǒng)。填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列 管式固定床催化反應(yīng)器3內(nèi)所產(chǎn)生的部分反應(yīng)熱采用熔鹽移走。其中，進(jìn)入二段式列管熱 交換器1中的空氣、水蒸汽和氨氣及由文丘里2吸入管抽吸的甲醇蒸氣均是經(jīng)預(yù)熱至95 105。C的。
實(shí)施例4-參見附圖2， 一種在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方 法。在采用甲醇、氨與空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的新建生產(chǎn)系統(tǒng)使用。在甲醇氨氧化工藝中采用加入水蒸汽作為抑爆氣體；熱交換器采用兩個(gè)列管式熱交換 器，使可燃性氣體甲醇蒸氣和氨氣與空氣分開加熱，使空氣、甲醇和氨氣在反應(yīng)器頂部混 合，并使混合氣體處于不利于爆炸的向下流動(dòng)方向。原料混合氣體的配氣工藝指標(biāo)為水 蒸汽16 21%，甲醇7 8%，氨7. 7 8. 8%，空氣62. 2 69. 3% 。設(shè)備與管道均按》0. 6Mpa 進(jìn)行設(shè)計(jì)，配管按圖2進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)備、管道接地，預(yù)防靜電積聚。生產(chǎn)工藝流程為空氣進(jìn)入第一列管式熱交換器8殼程加熱至180 19(TC，水蒸汽與 氨氣進(jìn)入第二列管式熱交換器9殼程加熱至180 19(TC后，在固定床催化反應(yīng)器11頂部， 加熱后的空氣和加熱后的水蒸汽與氨氣混合進(jìn)文丘里10入口管，由文丘里10吸入管抽吸 甲醇蒸氣，與空氣、水蒸汽及氨氣一同進(jìn)入填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催 化反應(yīng)器ll，甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器ll內(nèi)反應(yīng)后，溫度為295 305'C 的混合氣體經(jīng)第一列管式熱交換器8管程，再進(jìn)入第二列管式熱交換器9管程回收熱量， 溫度降至215 225'C的混合氣體經(jīng)第二個(gè)列管式熱交換器9頂部的管道13去分離回收系 統(tǒng)。填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器11內(nèi)所產(chǎn)生的部分反應(yīng)熱采用 熔鹽移走。其中，進(jìn)入第一列管式熱交換器8與第二個(gè)列管式熱交換器9中的空氣、氮?dú)?和氨氣及由文丘里10吸入管抽吸的甲醇蒸氣均是經(jīng)預(yù)熱至95 105'C的。實(shí)施例5:參見附圖1， 一種在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方 法。在現(xiàn)有采用甲醇蒸氣、氨氣和空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的舊生產(chǎn) 系統(tǒng)中使用。在甲醇氨氧化工藝中采用加入氮?dú)庾鳛橐直瑲怏w；熱交換器采用二段式列管熱交換器 1，使可燃性氣體甲醇蒸氣和氨氣與空氣分開加熱；使空氣、甲醇和氨氣在固定床催化反應(yīng) 器3頂部混合，并使混合氣體處于不利于爆炸的向下流動(dòng)方向。原料混合氣體的配氣工藝 指標(biāo)為氮?dú)?0 25%，甲醇7 8%，氨7,7 8.8%，空氣58. 2 65. 3%。保留原有填 裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器3、文丘里2與管道5，只要在原列管 熱交換器的基礎(chǔ)上，改造成二段式列管熱交換器1，配管按圖1進(jìn)行改造，設(shè)備、管道接地， 預(yù)防靜電積聚。生產(chǎn)工藝流程為空氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第一段6殼程加熱至180 19(TC，氮 氣與氨氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第二段7殼程加熱至180 19(TC后，在固定床催化反應(yīng) 器3頂部，加熱后的空氣和加熱后的氮?dú)馀c氨氣混合進(jìn)文丘里2入口管，由文丘里2吸入 管抽吸甲醇蒸氣，與空氣、氮?dú)饧鞍睔庖煌M(jìn)入填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定 床催化反應(yīng)器3，甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器3內(nèi)反應(yīng)后，溫度為295 305 。C的混合氣體經(jīng)二段式列管熱交換器1管程回收熱量，溫度降至215 225。C的混合氣體經(jīng)
二段式列管加熱器1頂部的管道5去分離回收系統(tǒng)。填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式 固定床催化反應(yīng)器3內(nèi)所產(chǎn)生的部分反應(yīng)熱采用熔鹽移走。其中，進(jìn)入二段式列管熱交換 器1中的空氣、氮?dú)夂桶睔饧坝晌那鹄?吸入管抽吸的甲醇蒸氣均是經(jīng)預(yù)熱至95 105°C 的。實(shí)施例6:參見附圖2， 一種在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方 法。在現(xiàn)有采用甲醇蒸氣、氨氣和空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的舊生產(chǎn) 系統(tǒng)中使用。在甲醇氨氧化工藝中采用加入氮?dú)庾鳛橐直瑲怏w；熱交換器采用兩個(gè)列管式熱交換器， 使可燃性氣體甲醇蒸氣和氨氣與空氣分開加熱；使空氣、甲醇和氨氣在固定床催化反應(yīng)器 ll頂部混合，并使混合氣體處于不利于爆炸的向下流動(dòng)方向。原料混合氣體的配氣工藝指 標(biāo)為氮?dú)?0 25%，甲醇7 8%，氨7.7 8.8%，空氣58. 2 65. 3%。保留原有填裝 有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器11、文丘里10與管道13，只要在原列管 熱交換器的基礎(chǔ)上，改造成兩個(gè)列管熱交換器，配管按圖2進(jìn)行改造，設(shè)備、管道接地， 預(yù)防靜電積聚。生產(chǎn)工藝流程為空氣進(jìn)入第一列管式加熱器8殼程加熱至180 19(TC，氮?dú)馀c氨氣 進(jìn)入第二列管式熱交換器9殼程加熱至180 19(TC后，在固定床催化反應(yīng)器11頂部，加 熱后的空氣和加熱后的氮?dú)馀c氨氣混合進(jìn)文丘里10入口管，由文丘里10吸入管抽吸甲醇 蒸氣，與空氣、氮?dú)饧鞍睔庖煌M(jìn)入填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng) 器ll，甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器ll內(nèi)反應(yīng)后，溫度為295 305'C的混合 氣體經(jīng)第一列管式熱交換器8管程，再進(jìn)入第二列管式熱交換器9管程回收熱量，溫度降 至215 225。C的混合氣體經(jīng)第二列管式熱交換器9頂部的管道13去分離回收系統(tǒng)。填裝 有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器11內(nèi)所產(chǎn)生的部分反應(yīng)熱采用熔鹽移 走，其中，進(jìn)入第一列管式熱交換器8與第二個(gè)列管式熱交換器9中的空氣、氮?dú)夂桶睔?及由文丘里10吸入管抽吸的甲醇蒸氣均是經(jīng)預(yù)熱至95 105'C的。實(shí)施例7:參見附圖1， 一種在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方 法。在現(xiàn)有采用甲醇蒸氣、氨氣和空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的舊生產(chǎn) 系統(tǒng)中使用。在甲醇氨氧化工藝中采用加入水蒸汽作為抑爆氣體；熱交換器釆用二段式列管熱交換 器l，使可燃性氣體甲醇蒸氣和氨氣與空氣分開加熱；使空氣、甲醇和氨氣在固定床催化反 應(yīng)器3頂部混合，并使混合氣體處于不利于爆炸的向下流動(dòng)方向。原料混合氣體的配氣工 藝指標(biāo)為水蒸汽16 21%，甲醇7 8%，氨7.7 8.8%，空氣62. 2 69. 3% 。保留原 有填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器3、文丘里2與管道5，只要在原 列管熱交換器的基礎(chǔ)上，改造成二段式列管熱交換器l，配管按圖l進(jìn)行改造，設(shè)備、管道 接地，預(yù)防靜電積聚。生產(chǎn)工藝流程為空氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第一段6殼程加熱至180 19(TC，水 蒸汽與氨氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第二段7殼程加熱至180 19(TC后，在固定床催化反 應(yīng)器3頂部，加熱后的空氣和加熱后的水蒸汽與氨氣混合進(jìn)文丘里2入口管，由文丘里2 吸入管抽吸甲醇蒸氣，與空氣、水蒸汽及氨氣一同進(jìn)入填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管 式固定床催化反應(yīng)器3，甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器3內(nèi)反應(yīng)后，溫度為295 305。C的混合氣體經(jīng)二段式列管熱交換器1管程回收熱量，溫度降至215 225'C的混合氣 體經(jīng)二段式列管加熱器1頂部的管道5去分離回收系統(tǒng)。填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列 管式固定床催化反應(yīng)器3內(nèi)所產(chǎn)生的部分反應(yīng)熱采用熔鹽移走。其中，進(jìn)入二段式列管熱 交換器1中的空氣、水蒸汽和氨氣及由文丘里2吸入管抽吸的甲醇蒸氣均是經(jīng)預(yù)熱至95 105。C的。實(shí)施例8:參見附圖2， 一種在用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方 法。在現(xiàn)有采用甲醇蒸氣、氨氣和空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的舊生產(chǎn) 系統(tǒng)中使用。在甲醇氨氧化工藝中采用加入水蒸汽作為抑爆氣體；熱交換器采用兩個(gè)列管式熱交換 器，使可燃性氣體甲醇蒸氣和氨氣與空氣分開加熱，使空氣、甲醇和氨氣在固定床催化反 應(yīng)器ll頂部混合，并使混合氣體處于不利于爆炸的向下流動(dòng)方向。原料混合氣體的配氣工 藝指標(biāo)為水蒸汽16 21%，甲醇7 8%，氨7. 7 8.8%，空氣62. 2 69. 3% 。保留原 有填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器11、文丘里10與管道13，只要在 原列管熱交換器的基礎(chǔ)上，改造成二個(gè)列管熱交換器，配管按圖2進(jìn)行改造，設(shè)備、管道 接地，預(yù)防靜電積聚。生產(chǎn)工藝流程為空氣進(jìn)入第一列管式熱交換器8殼程加熱至180 19(TC，水蒸汽與 氨氣進(jìn)入第二列管式熱交換器9殼程加熱至180 19(TC后，在固定床催化反應(yīng)器11頂部， 加熱后的空氣和加熱后的水蒸汽與氨氣混合進(jìn)文丘里10入口管，由文丘里10吸入管抽吸 甲醇蒸氣，與空氣、水蒸汽及氨氣一同進(jìn)入填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催 化反應(yīng)器ll，甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器ll內(nèi)反應(yīng)后，溫度為295 305'C 的混合氣體經(jīng)第一列管式熱交換器8管程，再進(jìn)入第二列管式熱交換器9管程回收熱量， 溫度降至215 225'C的混合氣體經(jīng)第二個(gè)列管式熱交換器9頂部的管道13去分離回收系 統(tǒng)。填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器U內(nèi)所產(chǎn)生的部分反應(yīng)熱采用 熔鹽移走。其中，進(jìn)入第一列管式熱交換器8與第二個(gè)列管式熱交換器9中的空氣、氮?dú)?和氨氣及由文丘里10吸入管抽吸的甲醇蒸氣均是經(jīng)預(yù)熱至95 105°。的。
權(quán)利要求
1、一種甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法，其特征在于在采用甲醇蒸氣、氨氣與空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中，加入抑爆氣體，并采用將可燃?xì)怏w甲醇蒸氣、氨氣與空氣分開加熱方式，縮短可燃?xì)怏w甲醇蒸氣、氨氣與空氣預(yù)混時(shí)間，讓混合氣體處于不利于爆炸產(chǎn)生的向下流動(dòng)的防爆措施。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法，其特征在于所加入的抑爆氣體是氮?dú)饣蛩羝蚨趸肌?br> 3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法，其特征在于對(duì)可燃?xì)怏w甲醇蒸 氣、氨氣與空氣分開加熱，是釆用二段式列管熱交換器(l)進(jìn)行的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法，其特征在于對(duì)可燃?xì)怏w甲醇蒸 氣、氨氣與空氣分開加熱，是采用兩個(gè)熱交換器進(jìn)行的。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法，其特征在于采用甲醇氨氧 化防爆增產(chǎn)方法的甲醇氨氧化的生產(chǎn)工藝的流程為空氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第一段(6) 管程加熱至1S0 19(TC，抑爆氣體與氨氣進(jìn)入二段式列管熱交換器第二段(7)管程加熱至 180 19(TC后，在固定床催化反應(yīng)器(3)頂部，加熱后的空氣和加熱后的抑爆氣體與氨氣混 合進(jìn)文丘里(2)入口管，由文丘里(2)吸入管抽吸甲醇蒸氣，與空氣、抑爆氣及氨氣一同進(jìn)入 填裝有鐵/鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器(3)，其反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的部分反 應(yīng)熱由管外的傳熱介質(zhì)移走，甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器(3)內(nèi)反應(yīng)后，溫度 為295 305。C的混合氣體經(jīng)二段式列管熱交換器第一段(6)與二段式列管熱交換器第二段(7) 的管程回收熱量，溫度降至215 225'C的混合氣體經(jīng)二段式列管熱交換器(1)頂部的管道 (5)去分離回收系統(tǒng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法，其特征在于采用甲醇氨氧 化防爆增產(chǎn)方法的甲醇氨氧化的生產(chǎn)工藝的流程為空氣進(jìn)入第一列管式熱交換器(8)管程 加熱至180 19(TC，抑爆氣體與氨氣進(jìn)入第二列管式熱交換器(9)管程加熱至180 190°C 后，在固定床催化反應(yīng)器(ll)頂部，加熱后的空氣和加熱后的抑爆氣體與氨氣混合進(jìn)文丘里 卿入口管，由文丘里柳吸入管抽吸甲醇蒸氣，與空氣、抑爆氣及氨氣一同進(jìn)入填裝有鐵/ 鉬氧化物催化劑的列管式固定床催化反應(yīng)器(ll)，其反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的部分反應(yīng)熱由管外 的傳熱介質(zhì)移走，甲醇、氨氣、與空氣在固定床催化反應(yīng)器(U)內(nèi)反應(yīng)后，溫度為295 305 °C的混合氣體經(jīng)第一列管式熱交換器(8)管程，再進(jìn)入第二列管式熱交換器(9)管程回收熱 量，溫度降至215 225。C的混合氣體經(jīng)第二列管式熱交換器(9)頂部的管道(13)去分離回收系 統(tǒng)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法，其特征在于在采用甲醇氨 氧化防爆增產(chǎn)方法的甲醇氨氧化的生產(chǎn)工藝中，抑爆氣體是采用氮?dú)鈺r(shí)，甲醇氨氧化的生 產(chǎn)工藝的原料混合氣體的配氣工藝指標(biāo)為氮?dú)?0 25%，甲醇7 8%，氨7.7 8.8%， 空氣58.2 65.3%。抑爆氣體是采用水蒸汽時(shí)，甲醇氨氧化的生產(chǎn)工藝的原料混合氣體的 配氣工藝指標(biāo)為水蒸汽16 21%,甲醇7 8%，氨7.7 8.8%，空氣62. 2 69. 3%。
8、根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法，其特征在于在采用甲醇氨氧 化防爆增產(chǎn)方法的甲醇氨氧化的生產(chǎn)工藝中，生產(chǎn)工藝的設(shè)備管道的設(shè)計(jì)壓力等級(jí)為》 0. 6Mpa。
全文摘要
本發(fā)明是一種在甲醇氨催化氧化的工藝中預(yù)防甲醇蒸氣、氨氣及空氣混合氣體爆炸、提高甲醇氨氧化的生產(chǎn)效率的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法。針對(duì)現(xiàn)有的以甲醇蒸氣、氨氣與空氣為原料，用鐵/鉬氧化物催化甲醇氨氧化的工藝中存在的生產(chǎn)效率低、成本高，存在較大的安全隱患的缺陷，提出了一種在上述工藝中生產(chǎn)效率高、成本低，不容易形成爆炸性混合氣體的甲醇氨氧化防爆增產(chǎn)方法。本發(fā)明的要點(diǎn)是采用了加入抑爆氣體抑制爆炸的方法，將可燃?xì)怏w甲醇蒸氣、氨氣與空氣分開加熱方式，讓混合氣體處于不利于爆炸產(chǎn)生的向下流動(dòng)等防爆措施，使原料混合氣體不會(huì)形成爆炸性混合氣體；提高了原料混合氣體中甲醇與氨濃度，大幅度地提高了生產(chǎn)能力，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C01C3/02GK101157458SQ20071007130
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者銳 胡, 胡耀元 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)