一種在合成氣制乙二醇工藝中保護(hù)羰化催化劑的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種在合成氣制乙二醇工藝中保護(hù)羰化催化劑的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在合成氣制乙二醇工藝中，羰化工序涉及反應(yīng)式:
[0003]主反應(yīng)C0+2CH30N0 = (COOCH3) 2+2N0 (I)
[0004]副反應(yīng)C0+2CH30N0 = CH30C00CH3+2N0 (2)
[0005]CO與MN之間的羰化反應(yīng)從反應(yīng)速率角度來看，屬于快速反應(yīng)，其反應(yīng)機(jī)理如圖1所示。羰化反應(yīng)在催化劑上存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，如CO量過大就會(huì)大量占據(jù)催化劑的活性中心，造成反應(yīng)無法繼續(xù)進(jìn)行，正常生產(chǎn)時(shí)的CO:CH30N0 = 1:1.2?2。
[0006]在合成氣制草酸二甲酯的工藝流程中，原料氣亞硝酸甲酯和CO的反應(yīng)主要是在羰化反應(yīng)器中進(jìn)行。由于羰化反應(yīng)放熱量較大，為有效控抑制反應(yīng)溫度，反應(yīng)器按列管式固定床進(jìn)行設(shè)計(jì)。反應(yīng)器上下封頭均為橢圓形封頭，內(nèi)部為列管，管內(nèi)裝填催化劑，管間采用飽和水移熱。另外，為監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)床層溫度分布，在反應(yīng)器不同徑向設(shè)置了三個(gè)熱電偶套管，每個(gè)套管內(nèi)設(shè)有九支熱電偶，分布在不同軸向位置。羰化反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，現(xiàn)有工藝一般是采用栗將汽包內(nèi)的水強(qiáng)制送入羰化反應(yīng)器管間移走反應(yīng)放熱。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況，如原料氣配比失常，壓縮機(jī)故障停車等，都會(huì)造成高溫?fù)p壞催化劑，必須迅速關(guān)閉羰化反應(yīng)器的閥門，將羰化反應(yīng)器切出系統(tǒng)，并聯(lián)鎖閥門動(dòng)作通入高壓氮?dú)?，稀釋反?yīng)器床層的反應(yīng)氣氣體濃度，保護(hù)催化劑不超溫。羰化催化劑非常昂貴，占裝置總投資的約十分之一，如何在事故狀態(tài)下保護(hù)催化劑就成為重中之重。
[0007]傳統(tǒng)的方法中是在裝置上設(shè)置一個(gè)氮?dú)饩彌_罐并引入高壓氮?dú)夤芫€，對(duì)羰化反應(yīng)器進(jìn)行置換，最后視具體情況做好系統(tǒng)長(zhǎng)?；蚨掏Ｌ幚?，但用氮?dú)膺M(jìn)行置換需要一個(gè)過程，由于亞硝酸甲酯很不穩(wěn)定，極易分解，如果此時(shí)羰化反應(yīng)器中亞硝酸甲酯濃度偏大，且催化劑床層溫度偏高，便會(huì)造成亞硝酸甲酯的催化分解，該分解反應(yīng)過程中將放出大量的熱，瞬間使羰化反應(yīng)器的催化劑床層溫度急劇上升，而造成催化劑失活，生產(chǎn)設(shè)備遭到破壞，嚴(yán)重的甚至?xí){生產(chǎn)作業(yè)人員的人身安全。
[0008]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201320872595.0，申請(qǐng)日:2013年12月27日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:
一種合成氣制乙二醇中防止飛溫的羰化反應(yīng)裝置，該申請(qǐng)案將貯氣罐的進(jìn)氣端分別與高壓氮?dú)夤芘c一氧化碳管連接。在羰化生產(chǎn)發(fā)生異常情況時(shí)，將高壓氮?dú)馀c一氧化碳按一定的體積比對(duì)羰化反應(yīng)器內(nèi)氣體進(jìn)行快速置換，利用一氧化碳抑制亞硝酸甲酯的催化分解，在一定程度上避免了飛溫現(xiàn)象的發(fā)生，但是在出現(xiàn)緊急情況后操作人員關(guān)閉工藝氣閥門并手動(dòng)打開氮?dú)庵脫Q閥門，需要一定的時(shí)間，高溫仍會(huì)在這段時(shí)間內(nèi)造成對(duì)催化劑的損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]1.實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題
[0010]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種在合成氣制乙二醇工藝中保護(hù)羰化催化劑的裝置。采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，能夠在羰化反應(yīng)過程中遇到緊急情況時(shí)，快速有效的切除反應(yīng)器，并通過CO占據(jù)催化劑的活性中心而抑制亞硝酸甲酯的催化分解，避免反應(yīng)器的飛溫對(duì)催化劑、設(shè)備、人身和安全生產(chǎn)造成危害。
[0011]2.技術(shù)方案
[0012]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0013]本實(shí)用新型的一種在合成氣制乙二醇工藝中保護(hù)羰化催化劑的裝置，包括與循環(huán)氣管線依次連接的加熱器1、加熱器II和羰化反應(yīng)器，所述的循環(huán)氣管線入加熱器I前與CO管線匯合，其特征在于:所述的CO管線引出一路CO置換管線直接通入羰化反應(yīng)器，所述的CO置換管線上設(shè)置有CO置換閥，所述的CO置換閥為氣動(dòng)切斷閥，且CO置換閥安裝有氣動(dòng)切斷閥快速啟閉裝置。
[0014]作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的循環(huán)氣管線設(shè)置有循環(huán)氣閥，所述的CO管線設(shè)置有CO氣閥。
[0015]作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，還包括氮?dú)饩彌_罐，所述的氮?dú)饩彌_罐通過氮?dú)庵脫Q管線與羰化反應(yīng)器連接，氮?dú)庵脫Q管線設(shè)有氮?dú)庵脫Q閥。
[0016]作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的CO氣閥、循環(huán)氣閥和氮?dú)庵脫Q閥為遙控切斷閥。
[0017]作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的羰化反應(yīng)器還與汽包機(jī)、循環(huán)栗連接成閉環(huán)回路。
[0018]3.有益效果
[0019]采用本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0020](I)本實(shí)用新型的一種在合成氣制乙二醇工藝中保護(hù)羰化催化劑的裝置，從裝置中現(xiàn)有的CO管線引出一路CO置換管線直接通入羰化反應(yīng)器，可替代高壓氮?dú)庖部膳c高壓氮?dú)饣旌现脫Q反應(yīng)器中的反應(yīng)氣，利用CO在催化劑上存在的競(jìng)爭(zhēng)吸附，大量占據(jù)催化劑的活性中心，從而抑制亞硝酸甲酯的催化分解，快速阻斷反應(yīng)，停止放熱，避免反應(yīng)器的飛溫對(duì)催化劑、設(shè)備、人身和安全生產(chǎn)造成危害。
[0021](2)本實(shí)用新型的一種在合成氣制乙二醇工藝中保護(hù)羰化催化劑的裝置，CO置換管線上設(shè)置的CO置換閥為氣動(dòng)切斷閥，減少人工走到閥門處關(guān)閉的時(shí)間，避免此段時(shí)間的反應(yīng)放熱對(duì)催化劑的影響，氣動(dòng)切斷閥還另安裝快速啟閉裝置，保證氣動(dòng)切斷閥的正常工作，進(jìn)而保證反應(yīng)及時(shí)被停止，保護(hù)催化劑。
[0022](3)本實(shí)用新型的一種在合成氣制乙二醇工藝中保護(hù)羰化催化劑的裝置，CO氣閥、循環(huán)氣閥和氮?dú)庵脫Q閥均可設(shè)置為遙控切斷閥，一旦生產(chǎn)過程出現(xiàn)緊急狀況，可立刻切出羰化反應(yīng)器，并及時(shí)充入氮?dú)庵脫Q。
[0023](4)本實(shí)用新型的一種在合成氣制乙二醇工藝中保護(hù)羰化催化劑的裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，原理簡(jiǎn)單，成本低廉、易于維護(hù)，減少了不必要的財(cái)產(chǎn)損失，保障人生安全。
【附圖說明】
[0024]圖1為【背景技術(shù)】中合成氣制乙二醇的羰化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型的在合成氣制乙二醇工藝中保護(hù)羰化催化劑的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型中氣動(dòng)切斷閥快速啟閉裝置的管路圖。
[0027]示意圖中的標(biāo)號(hào)說明:
[0028]1、循環(huán)氣管線；11、循環(huán)氣閥；2、加熱器I ;3、加熱器II ;4、羰化反應(yīng)器；5、汽包機(jī)；6、循環(huán)栗；7、CO管線