煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備的製作方法
2023-07-28 06:16:41
專利名稱：煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化工生產供氮設備，特別是涉及一種乙二醇生產中的供氮設備。
背景技術：
四氧化二氮是一種劇毒，且有腐蝕性的無色氣體，其分子量為92. 011，冰點-11. 23° C，沸點21. 5° C，蒸汽壓96kPa(20° C時)，四氧化二氮一般通過a反應生產，N204==2N02 (可逆) (a)當溫度升高時，反應向生成二氧化氮的方向進行，所以實際上四氧化二氮成品都是與二氧化氮的平衡態混合物，四氧化二氮與水發生(b)反應N204+H20==HN02+HN03 (b)目前合成氣制乙二醇工業化裝置的草酸二甲酯的生產包括酯化反應和羰化反應兩部分，其主要化學反應式如下2N0+2CH30H+1/2Q2 — 2CH30N0+H20 (c)2CH30N0+2C0 — (COOH3) 2+2N0(d)綜合上述反應，草酸二甲酯總的化學反應式為2CH30H+2C0+1/2Q2 — (COOH3) 2+H20(f)從總的反應式可以看出，草酸二甲酯的生產理論上是不需要消耗氮氧化物的，而實際的工業化生產中往往會有一定的副反應存在，比如CH30H+N204 — CH30N0+HN03 (e)3N02+H20 — 2HN03+N0(h)N204+H20 — HN02+HN03(g)這些副反應的存在必然會使整個反應系統的氮氧化物有一定的損耗，為此就需要向反應系統內補入少量的氮氧化物，以維持整個乙二醇生產的正常進行。實際生產中氮氧化物的補入設備如圖I所示包括通過輸送管(3』)連通的四氧化二氮貯罐(I』)和四氧化二氮蒸發罐(2 』)，四氧化二氮貯罐(I』)上端連通四氧化二氮輸入管(11』)、氮氣輸入管(12』)和第一放空管(13』)，下端連通輸送管(3』)前端，輸送管(3』)後端連通在四氧化二氮蒸發罐(2』)上端，輸送管(3』)上設置有液氮控制閥(31』)和四氧化二氮孔板流量計(32』)，四氧化二氮蒸發罐(2』)上端還設置有第二放空管(21』)和連通精餾塔預熱器的第二輸送管(22』)，四氧化二氮蒸發罐(2』)的下端安裝有循環蒸汽加熱管(4』)。傳統的補氮工藝如下首先從界外通過四氧化二氮輸入管(11』)接收液體四氧化二氮進入四氧化二氮貯罐(I』)，這期間整個管道的輸送過程中需要進行保冷，然後通過氮氣輸入管(12』)輸送氮氣給四氧化二氮貯罐(I』)充壓，把液體四氧化二氮壓入四氧化二氮蒸發罐(2』)。雖然在輸送管(3』)上裝有四氧化二氮孔板流量計(32』)，但它只能控制四氧化二氮壓進四氧化二氮蒸發罐(2』)的總量。接著再根據對整個反應系統循環氣氣體組分的取樣分析，氮氧化物含量達不到生產工藝要求時進行補氮，這時只能用四氧化二氮蒸發罐(2』)的蒸汽調節閥控制蒸汽量的大小，蒸汽量越大，帶來熱量越多，液態四氧化二氮蒸發就越多，生成的二氧化氮也越多，同時結合四氧化二氮蒸發罐(2』)液位降低量來控制四氧化二氮汽化補入反應系統量的大小。一般情況下四氧化 二氮蒸發罐(2』)液位下降10%左右就要停止向系統補氮。這樣補入的氮氧化物只能維持三、四個小時的正常生產，接著還要重複進行上述補氮操作。而在補氮的實際的操作過程中，由於蒸汽壓力不穩，波動比較大，控制的不好蒸汽量，當蒸汽量大，液態四氧化二氮蒸發過多，四氧化二氮蒸發罐(2』)會超壓，安全閥起跳，大量的氮氧化物就通過第二放空管(21』)排入大氣，對環境造成汙染，同時也造成氮氧化物不必要的損耗，為此就需要人為的在現場進行蒸汽控制，這不僅增加了化工操作人員的勞動強度，同樣也使氮氧化物的補入量很難做到連續穩定的進行。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、精準、持續供氮的煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備。本實用新型煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備，包括液態四氧化二氮貯罐，所述四氧化二氮貯罐上端連通氮氣輸入管、四氧化二氮輸入管和放空管，下端連通輸送管前端，所述輸送管後端連通精餾塔預熱器，所述輸送管從前到後依次設置有液氮控制閥和孔板流量計，在所述液氮控制閥和孔板流量計之間的輸送管上設置有四氧化二氮計量泵，所述孔板流量計與精餾塔預熱器之間的所述輸送管套裝在蒸汽循環輸送管的部分管道內。與現有技術相比，本實用新型通過輸送管上的四氧化二氮計量泵及孔板流量計，依據生產需求準確地穩定地控制液體四氧化二氮的抽出量，結合對輸送管上套裝的蒸汽循環輸送管中蒸汽量大小再進一步調節，控制四氧化二氮同二氧化氮的轉化量，這樣便能實現四氧化二氮計量泵連續穩定的供料，同時避免了以前四氧化二氮蒸發罐超壓，氮氧化物外洩而給環境造成的汙染，降低了氮氧化物在乙二醇生產的消耗，也減輕了操作人員的勞動強度。本實用新型煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備，其中所述蒸汽循環輸送管底部設置有冷凝液收集池，所述冷凝液收集池下端連通冷凝液輸送管，採用上述結構能夠及時的排出蒸汽循環輸送管中的冷凝水，使蒸汽循環順暢，保護管道不被冷凝水腐蝕。
以下結合附圖對本實用新型煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備作進一步說明。
圖I為現有煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備結構簡圖；圖2為本實用新型煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備結構簡圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備包括液態四氧化二氮貯罐1，四氧化二氮貯罐I上端連通氮氣輸入管11、四氧化二氮輸入管12和放空管13，下端連通輸送管2前端，輸送管2後端連通精餾塔預熱器，輸送管2從前到後依次設置有液氮控制閥21和孔板流量計22，在液氮控制閥21和孔板流量計22之間的輸送管2上設置有四氧化二氮計量泵23，孔板流量計22與精餾塔預熱器之間的輸送管2套裝在蒸汽循環輸送管3的部分管道內，蒸汽循環輸送管3底部設置有冷凝液收集池31，冷凝液收集池31下端連通冷凝液輸送管311。本實用新型煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備在使用時，液態的四氧化二氮經過四氧化二氮輸入管12進入四氧化二氮貯罐1，這個過程要全程保冷，如果生產中需要補氮作業，通過系統分析確定需要氮氧化物的量，設定四氧化二氮計量泵23的泵出量，打開液氮控制閥21，通過氮氣輸入管11 輸入氮氣增加四氧化二氮貯罐I的壓力，配合四氧化二氮計量泵23和孔板流量計22將定量的液態四氧化二氮泵入輸送管2，輸送管2套裝在蒸汽循環輸送管3的部分管道內，蒸汽循環輸送管3管道內的蒸汽對輸送管2中的四氧化氮加熱，使之蒸發，轉化成二氧化氮進入精餾塔預熱器，補充完成後，關閉液氮控制閥21，停止氮氣輸入管11的氮氣輸入，如果此時四氧化二氮貯罐I中的壓力過大，則放空管13上的安全閥開啟，四氧化二氮貯罐I中的氮氧化物、氮氣排放到空氣中。以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護範圍內。
權利要求1.一種煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備，包括液態四氧化二氮貯罐(1)，所述四氧化二氮貯罐(I)上端連通氮氣輸入管(11 )、四氧化二氮輸入管(12)和放空管(13)，下端連通輸送管(2)前端，所述輸送管(2)後端連通精餾塔預熱器，所述輸送管(2)從前到後依次設置有液氮控制閥(21)和孔板流量計(22)，其特徵在於在所述液氮控制閥(21)和孔板流量計(22)之間的輸送管(2)上設置有四氧化二氮計量泵(23)，所述孔板流量計(22)與精餾塔預熱器之間的所述輸送管(2)套裝在蒸汽循環輸送管(3)的部分管道內。
2.根據權利要求I所述的煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備，其特徵在於所述蒸汽循環輸送管(3 )底部設置有冷凝液收集池(31)，所述冷凝液收集池(31)下端連通冷凝液輸送管(311)。
專利摘要本實用新型涉及一種化工供料設備。其目的是為了提供一種結構簡單、供料精準的供氮設備。本實用新型煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備包括液態四氧化二氮貯罐，四氧化二氮貯罐上端連通氮氣輸入管、四氧化二氮輸入管和放空管，下端連通輸送管前端，輸送管後端連通精餾塔預熱器，輸送管從前到後依次設置有液氮控制閥和孔板流量計，在液氮控制閥和孔板流量計之間的輸送管上設置有四氧化二氮計量泵，孔板流量計與精餾塔預熱器之間的輸送管套裝在蒸汽循環輸送管的部分管道內，本實用新型可以通過四氧化二氮計量泵直接對精餾塔預熱器進行精準、持續供氮，減少氮氧化物的流失。
文檔編號C07C31/20GK202791348SQ201220490459
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者段巍, 李紅 申請人:安徽淮化股份有限公司