本發(fā)明涉及一種氧化反應(yīng)器反應(yīng)溫度安全操作邊界的評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

氧化反應(yīng)是一種放熱危險(xiǎn)化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)可燃?xì)怏w和氧氣在氧化器中反應(yīng)過(guò)程中如果控制不好反應(yīng)器溫度、物料停留時(shí)間、氧氣濃度和初始?jí)毫Γ瑒t很可能會(huì)發(fā)生完全氧化(即燃燒)，導(dǎo)致反應(yīng)器飛溫，進(jìn)而發(fā)生燃燒爆炸事故。

cn201510185390.9涉及一種反應(yīng)過(guò)程中氣相燃爆特性的測(cè)定裝置，包括反應(yīng)器、點(diǎn)火頭、溫度與壓力傳感器、進(jìn)料系統(tǒng)、溫度與壓力采集系統(tǒng)、點(diǎn)火控制系統(tǒng)和外循環(huán)取熱系統(tǒng)。

現(xiàn)有檢測(cè)手段無(wú)法滿足工況需求，氧化反應(yīng)器關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)只能通過(guò)模擬手段和熱力學(xué)計(jì)算來(lái)估算，由于氧化反應(yīng)器中涉及到“三傳一反”四種變化，現(xiàn)有模擬手段將無(wú)法準(zhǔn)確的得到關(guān)鍵參數(shù)。

本發(fā)明有針對(duì)性的解決了該問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法有效檢測(cè)氧化反應(yīng)器燃爆危險(xiǎn)的問(wèn)題，提供一種新的氧化反應(yīng)器反應(yīng)溫度安全操作邊界的評(píng)估方法。該方法用于氧化反應(yīng)器反應(yīng)溫度安全操作邊界的評(píng)估中，具有可以有效檢測(cè)氧化反應(yīng)器燃爆危險(xiǎn)并提供數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種氧化反應(yīng)器反應(yīng)溫度安全操作邊界的評(píng)估方法，在氧化反應(yīng)器評(píng)估裝置上進(jìn)行反應(yīng)溫度的評(píng)估，氧氣和可燃?xì)怏w在混氧器中混合均勻后，經(jīng)計(jì)量泵進(jìn)入帶溫控的反應(yīng)器，反應(yīng)器上安裝有熱電偶，熱電偶將溫度信號(hào)傳輸給電腦，電腦通過(guò)溫度變化情況判斷混合可燃?xì)怏w是否發(fā)生了燃燒，一旦氣體發(fā)生了燃燒爆炸，則安全閥或爆破片將打開(kāi)，尾氣通過(guò)尾氣排放管排出室外；如果未發(fā)生燃爆，則混合可燃?xì)怏w將返回至計(jì)量泵入口，如果混合可燃?xì)怏w壓力未達(dá)到預(yù)定壓力，則混合可燃?xì)怏w會(huì)繼續(xù)注入計(jì)量泵，通過(guò)多次循環(huán)直至發(fā)生燃爆，記錄混合可燃?xì)怏w在發(fā)生燃爆時(shí) 的各種狀態(tài)，得到氧化反應(yīng)的安全臨界參數(shù)；所述氧化反應(yīng)器評(píng)估裝置包括混氧器、帶溫控的反應(yīng)器和真空泵，氧氣管線、可燃?xì)怏w管線分別與混氧器連接，混氧器中裝有阻火防爆填料，混氧器出口分為兩路，第一路與計(jì)量泵入口相連，第二路與帶溫控的反應(yīng)器出口相連，計(jì)量泵出口與帶溫控的反應(yīng)器入口相連，帶溫控的反應(yīng)器上設(shè)有安全閥、爆破片和至少一個(gè)熱電偶，熱電偶與電腦相連，真空泵與帶溫控的反應(yīng)器出口相連。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述混氧器出口經(jīng)背壓閥和單向閥后分為兩路，第一路與計(jì)量泵入口相連，第二路經(jīng)單向閥后與帶溫控的反應(yīng)器出口相連。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述安全閥、爆破片出口均與尾氣排放管線相連。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述真空泵與帶溫控的反應(yīng)器相連的管線上設(shè)有閥門(mén)。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述阻火防爆填料為多孔球型非金屬有機(jī)材料。

上述技術(shù)方案中，更優(yōu)選地，所述多孔球型非金屬有機(jī)材料聚氨酯泡沫海綿、聚醚型多孔球。

本專(zhuān)利針對(duì)氧化反應(yīng)反應(yīng)器中存在的燃爆危險(xiǎn)性，通過(guò)測(cè)試不同物料停留時(shí)間、氧氣濃度和初始?jí)毫Φ葪l件來(lái)考察反應(yīng)器溫度的安全臨界值，為氧化反應(yīng)制定反應(yīng)條件提供依據(jù)，取得了較好的技術(shù)效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，1氧氣管線；2可燃?xì)怏w管線；3阻火防爆填料；4混氧器；5a背壓閥；5b閥門(mén)；6a/b單向閥；7a計(jì)量泵；7b真空泵；8電腦；9帶溫控的反應(yīng)器；10熱電偶；11安全閥；12爆破片；13尾氣排放管。

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

【實(shí)施例1】

一種氧化反應(yīng)器反應(yīng)溫度安全操作邊界的評(píng)估方法，在氧化反應(yīng)器評(píng)估裝置上進(jìn)行反應(yīng)溫度安全操作邊界的評(píng)估，如圖1所示，氧化反應(yīng)器評(píng)估裝置包括混氧器、帶溫控的反應(yīng)器和真空泵，氧氣管線、可燃?xì)怏w管線分別與混氧器連接，混氧器中裝有阻火防爆填料，阻火防爆填料多孔球型非金屬有機(jī)材料?；煅跗鞒隹诜譃閮陕罚谝宦放c計(jì)量泵入口相連，第二路與帶溫控的反應(yīng)器出口相連，計(jì)量泵出口與帶溫控的反應(yīng)器入口相連，帶溫控的反 應(yīng)器上設(shè)有安全閥、爆破片和熱電偶，熱電偶與電腦相連，真空泵與帶溫控的反應(yīng)器出口相連。

氧氣和可燃?xì)怏w在混氧器中混合均勻后，通過(guò)背壓閥6a和單向閥后進(jìn)入計(jì)量泵，計(jì)量泵將混合氣體沖入帶溫控的反應(yīng)器，反應(yīng)器上間隔均勻的安裝有熱電偶，熱電偶總共有6只，熱電偶將溫度信號(hào)傳輸給電腦，電腦通過(guò)溫度變化情況判斷混合可燃?xì)怏w是否發(fā)生了燃燒，一旦氣體發(fā)生了燃燒爆炸，則安全閥或爆破片將動(dòng)作，尾氣通過(guò)尾氣排放管排出室外；如果未發(fā)生燃爆，則混合可燃?xì)怏w將通過(guò)單向閥6b返回計(jì)量泵中打循環(huán)，如果混合可燃?xì)怏w壓力未達(dá)到預(yù)定壓力，則混合可燃?xì)怏w會(huì)通過(guò)背壓閥繼續(xù)注入計(jì)量泵，通過(guò)多次循環(huán)直至發(fā)生燃爆后，記錄混合可燃?xì)怏w在發(fā)生燃爆時(shí)的各種狀態(tài)，得到氧化反應(yīng)的安全臨界參數(shù)。

此外，裝置進(jìn)樣前需要開(kāi)啟真空泵將系統(tǒng)抽真空，真空泵與反應(yīng)器相連的管線上設(shè)有閥門(mén)。

以乙烯部分氧化制環(huán)氧乙烷反應(yīng)器為例。

固定乙烯濃度、物料停留時(shí)間和初始?jí)毫?，考察反?yīng)溫度的安全操作邊界。

操作方法：

1.開(kāi)啟真空泵和閥門(mén)5b對(duì)系統(tǒng)抽真空；

2.按比例通入乙烯和氧氣；

3.將背壓閥調(diào)節(jié)至目標(biāo)壓力；

4.設(shè)置反應(yīng)器至反應(yīng)溫度；

5.調(diào)節(jié)計(jì)量泵至合適流量；

6.打循環(huán)后記錄溫升變化情況，如未發(fā)生燃爆則將尾氣排出，清洗系統(tǒng)，將反應(yīng)器溫度升高后重復(fù)步驟1-6，直至發(fā)生燃爆；

7.記錄發(fā)生燃爆的反應(yīng)溫度。

經(jīng)過(guò)工業(yè)化放大，可以為工業(yè)氧化反應(yīng)器設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

【實(shí)施例2】

按照實(shí)施例1所述的條件和步驟，只是熱電偶總共有2只，阻火防爆填料為聚氨酯泡沫海綿，可以有效檢測(cè)氧化反應(yīng)器燃爆危險(xiǎn)并提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

【實(shí)施例3】

按照實(shí)施例1所述的條件和步驟，只是熱電偶總共有8只，阻火防爆填料為聚醚型多孔球，可以有效檢測(cè)氧化反應(yīng)器燃爆危險(xiǎn)并提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種氧化反應(yīng)器反應(yīng)溫度安全操作邊界的評(píng)估方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法有效檢測(cè)氧化反應(yīng)器燃爆危險(xiǎn)的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)采用一種氧化反應(yīng)器反應(yīng)溫度安全操作邊界的評(píng)估方法，包括混氧器、帶溫控的反應(yīng)器和真空泵，氧氣管線、可燃?xì)怏w管線分別與混氧器連接，混氧器中裝有阻火防爆填料，混氧器出口分為兩路，第一路與計(jì)量泵入口相連，第二路與帶溫控的反應(yīng)器出口相連，計(jì)量泵出口與帶溫控的反應(yīng)器入口相連，帶溫控的反應(yīng)器上設(shè)有安全閥、爆破片和至少一個(gè)熱電偶，熱電偶與電腦相連，真空泵與帶溫控的反應(yīng)器出口相連的技術(shù)方案較好地解決了上述問(wèn)題，可用于氧化反應(yīng)器反應(yīng)溫度安全操作邊界的評(píng)估中。

技術(shù)研發(fā)人員：王振剛;劉靜如;張帆;費(fèi)軼;徐偉;石寧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.22
技術(shù)公布日：2017.09.29