本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)，具體而言，尤其涉及一種用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法。

背景技術(shù)：

1、順酐，又稱順丁烯二酸酐、馬來酸酐、2，5-呋喃二酮等，斜方晶系無色針狀或片狀晶體，有強(qiáng)烈刺激氣味，溶于乙醇、乙醚和丙酮，難溶于石油醚和四氯化碳，與熱水作用而生成馬來酸，主要用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、農(nóng)藥馬拉硫磷、高效低毒農(nóng)藥、長效碘胺的原料；也是涂料、馬來松香、聚馬來酐、順酐-苯乙烯共聚物的共聚單體；也是生產(chǎn)油墨助劑、造紙助劑、增塑劑、酒石酸、富馬酸、四氫呋喃等的有機(jī)化工原料。

2、順酐反應(yīng)是由壓縮機(jī)提供的199kpa空氣經(jīng)預(yù)熱器(壓降3.44kpa)與130℃丁烷氣體在混合器(壓降6kpa)中混合后進(jìn)入反應(yīng)器(壓降100kpa)反應(yīng)的一種氧化放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度400℃，壓力88kpa；

3、主反應(yīng)為：

4、c4h10+3.5o2→c4h2o3+4h2o+21453kj；

5、副反應(yīng)為：

6、c4h10+4.5o2→4co+5h2o+26322kj；

7、c4h10+6.5o2→4co2+5h2o+45820kj；

8、反應(yīng)裝置后段需用溶劑將反應(yīng)生成的順酐氣體吸收，再經(jīng)一系列精制等步驟產(chǎn)出成品，但溶劑在高溫下容易裂解產(chǎn)生副產(chǎn)物，所以須將反應(yīng)后的高溫順酐氣體冷卻降溫至170℃左右，再進(jìn)行吸收。目前現(xiàn)有是使用兩臺管殼式換熱器利用除氧水給反應(yīng)生成順酐氣體降溫，換熱后的除氧水經(jīng)降溫后返回除氧器再次利用，在此過程中存在熱量損失且有泄露風(fēng)險(xiǎn)。

9、因此，本發(fā)明提出一種新的冷卻系統(tǒng)解決熱量損失的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)上述提出兩臺管殼式換熱器對順酐氣體冷卻時(shí)存在熱量損失以及泄露風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)問題，而提供一種從一種用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法。本發(fā)明主要利用一臺組合式換熱器，降低了反應(yīng)生成順酐氣經(jīng)過設(shè)備所產(chǎn)生的壓降，同時(shí)減小壓縮機(jī)負(fù)荷。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

3、一種用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，包括如下步驟：

4、s1、順酐反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)生產(chǎn)順酐工藝氣，同時(shí)釋放大量熱量：

5、s2、工藝氣從順酐反應(yīng)器的下封頭進(jìn)入冷卻系統(tǒng)進(jìn)行熱量回收和產(chǎn)物分離；

6、所述冷卻系統(tǒng)包括一級冷卻器、二級冷卻器以及三級冷卻器，所述一級冷卻器、二級冷卻器為組合式冷卻器；

7、工藝氣自組合式冷卻器底部入口進(jìn)入，依次沖刷一級冷卻器和二級冷卻器的蛇形換熱管，經(jīng)冷卻后的工藝氣從組合式冷卻器頂部出口引出至三級冷卻器上部，工藝氣在三級冷卻器內(nèi)沖刷列管至冷卻到170℃引出冷卻系統(tǒng)；

8、s3、冷卻后的順酐工藝氣被溶劑吸收，再經(jīng)精制產(chǎn)出成品。

9、進(jìn)一步地，s1中順酐氧化反應(yīng)的工藝流程為：由壓縮機(jī)提供的199kpa空氣經(jīng)預(yù)熱器，壓降3.44kpa，通過氣體分布器輸入原料氣130℃正丁烷，空氣與正丁烷氣體在靜態(tài)混合器充分混合，壓降6kpa，再從順酐反應(yīng)器上封頭進(jìn)入，混合后的氣體正丁烷占比1.85mol％，氣體溫度178℃；

10、混合氣體自上封頭進(jìn)入反應(yīng)管中，反應(yīng)管中裝有氧釩基焦磷酸釩(vo)2p2o7催化劑，混合氣體在反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行氧化反應(yīng)產(chǎn)順酐。

11、進(jìn)一步地，所述氧化反應(yīng)如下：

12、c4h10+3.5o2→c4h2o3+4h2o+21453kj；

13、c4h10+4.5o2→4co+5h2o+26322kj；

14、c4h10+6.5o2→4co2+5h2o+45820kj。

15、進(jìn)一步地，所述一級冷卻器通過給水進(jìn)口集裝箱將冷卻水分配給一級冷卻器內(nèi)受熱管組的受熱管，冷卻水受熱后通過給水出口集箱、連接管引至鹽冷器繼續(xù)受熱蒸發(fā)。

16、進(jìn)一步地，所述二級冷卻器的給水引入汽包與二冷循環(huán)水混合后經(jīng)下降管進(jìn)入下集箱再分配給受熱管組的受熱管，循環(huán)水受熱后變成汽水混合物通過上集箱、上升管引至汽包進(jìn)行汽水分離，分離出的水繼續(xù)參與循環(huán)，飽和蒸汽引出界區(qū)。

17、進(jìn)一步地，所述三級冷卻器的給水引入換熱器殼側(cè)經(jīng)特設(shè)折流板向上橫掠，所述三級冷卻器的換熱管被加熱成汽水混合物，在三級冷卻器上部預(yù)留的蒸發(fā)空間內(nèi)蒸發(fā)，飽和蒸汽引出界區(qū)。

18、較現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

19、1、本發(fā)明將兩個(gè)管殼式換熱器優(yōu)化為蛇管+汽包式組合式換熱器，換熱器和汽包的組合方式，可以有效的減少泄露風(fēng)險(xiǎn)，且可以利用換熱產(chǎn)生蒸汽，免除熱量的浪費(fèi)。

20、2、本發(fā)明將兩臺換熱器改為一臺組合式換熱器，大大降低了反應(yīng)生成順酐氣經(jīng)過設(shè)備所產(chǎn)生的壓降，現(xiàn)在只需經(jīng)過一臺換熱器壓力降為83kpa，設(shè)備壓降5kpa，因此可以在滿足工藝條件的同時(shí)降低壓縮機(jī)負(fù)荷，給公司帶來可觀的收益。

技術(shù)特征：

1.一種用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，s1中順酐氧化反應(yīng)的工藝流程為：由壓縮機(jī)提供的199kpa空氣經(jīng)預(yù)熱器，壓降3.44kpa，通過氣體分布器輸入原料氣130℃正丁烷，空氣與正丁烷氣體在靜態(tài)混合器充分混合，壓降6kpa，再從順酐反應(yīng)器上封頭進(jìn)入，混合后的氣體正丁烷占比1.85mol％，氣體溫度178℃；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，所述氧化反應(yīng)如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，所述一級冷卻器通過給水進(jìn)口集裝箱將冷卻水分配給一級冷卻器內(nèi)受熱管組的受熱管，冷卻水受熱后通過給水出口集箱、連接管引至鹽冷器繼續(xù)受熱蒸發(fā)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，所述二級冷卻器的給水引入汽包與二冷循環(huán)水混合后經(jīng)下降管進(jìn)入下集箱再分配給受熱管組的受熱管，循環(huán)水受熱后變成汽水混合物通過上集箱、上升管引至汽包進(jìn)行汽水分離，分離出的水繼續(xù)參與循環(huán)，飽和蒸汽引出界區(qū)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，其特征在于，所述三級冷卻器的給水引入冷卻器殼側(cè)經(jīng)特設(shè)折流板向上橫掠，所述三級冷卻器的換熱管被加熱成汽水混合物，在三級冷卻器上部預(yù)留的蒸發(fā)空間內(nèi)蒸發(fā)，飽和蒸汽引出界區(qū)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，涉及化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域；包括如下步驟：S1、順酐反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)生產(chǎn)順酐工藝氣，同時(shí)釋放大量熱量：S2、工藝氣從順酐反應(yīng)器的下封頭進(jìn)入冷卻系統(tǒng)進(jìn)行熱量回收和產(chǎn)物分離；工藝氣自組合式冷卻器底部入口進(jìn)入，依次沖刷一級冷卻器和二級冷卻器的蛇形換熱管，經(jīng)冷卻后的工藝氣從組合式冷卻器頂部出口引出至三級冷卻器上部，工藝氣在三級冷卻器內(nèi)沖刷列管至冷卻到170℃引出冷卻系統(tǒng)；S3、冷卻后的順酐工藝氣被溶劑吸收，再經(jīng)精制產(chǎn)出成品。本發(fā)明將兩個(gè)管殼式換熱器優(yōu)化為蛇管+汽包式組合式換熱器，換熱器和汽包的組合方式，可以有效的減少泄露風(fēng)險(xiǎn)，且可以利用換熱產(chǎn)生蒸汽，免除熱量的浪費(fèi)。

技術(shù)研發(fā)人員：許錦,劉擎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：恒力石化（大連）新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19