一種製備氯乙酸的設備的製作方法

2023-07-28 06:17:26 1

專利名稱：一種製備氯乙酸的設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化學工業設備，具體的說是一種以氯氣和醋酸為原料以硫磺做催化劑製備氯乙酸時使用的設備。
背景技術：
以氯氣和醋酸為主原料，以硫磺作氯化催化劑製備氯乙酸的製備工藝屬於危險化工工藝，國家安監總局要求進行自動化改造減少現場操作人員，避免人員傷亡的安全事故。目前，上述製備氯乙酸的工藝主要是使用間歇式氯化工藝，氯乙酸間歇氯化工藝為醋酸來自於儲罐，經計量罐後一次性加入反應釜中，催化劑硫磺同樣是一次性加入反應釜，只有氯氣是反應過程中不斷加入的。故實現氯化反應過程中物料比例的控制，只需控制氯氣的通入量即可。目前周期式氯乙酸氯化反應的比例控制為手動操作，通過測量反應釜中液體的·密度判斷反應進程，依據反應操作工經驗控制氯氣通量，不能滿足自動化操作要求。具體為反應開始液體的相對密度為I. 04,反應終點相對密度I. 36。在反應過程中通過測量液體的相對密度，判斷反應的進程，從而手動調節氯氣閥門的大小，來控制氯氣的流量，實現氯化反應的比例控制，當相對密度達到I. 36時，即為反應終點，關閉氯氣閥門。現有工藝通過反應密度判斷反應進程及反應終點，因操作工測量存在誤差，對進程的判斷容易造成影響，增大了氯氣消耗，而且操作工的現場操作量較大存在安全隱患。現有間歇氯乙酸工藝不能量化各反應進程階段的氯氣通入量，不能將物料比例控制轉換為自動控制系統。

實用新型內容本實用新型需要解決的技術問題是提供一種能夠自動控制的周期式製備氯乙酸的設備。為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是一種製備氯乙酸的設備，包括周期式反應釜以及與反應釜連通的輸送氯氣的輸氣管道，所述輸送氯氣的輸氣管道上設置有電動閥I和氯氣流量計，反應釜內安裝安裝有與電動閥I通過DCS控制系統聯鎖的溫度傳感器和壓力傳感器，反應釜外面設置有冷卻裝置，反應釜還與安全洩放裝置連通，所述電動閥I、氯氣流量計、冷卻裝置、安全洩放裝置、溫度傳感器和壓力傳感器均與DCS控制系統連接，電動閥I通過DCS控制系統與冷卻裝置、安全洩放裝置、溫度傳感器和壓力傳感器聯鎖。本實用新型的進一步改進在於所述冷卻裝置包括套裝在反應釜外面的與循環水連接的水夾套，為水夾套輸送冷卻水的輸水管路上設置有與DCS控制系統連接的電動閥II，電動閥II通過DCS控制系統與溫度傳感器形成聯鎖。本實用新型的進一步改進在於所述安全洩放裝置包括與反應釜內部連通的爆破裝置，爆破裝置通過洩放管道與噴射真空泵連接，噴射真空泵受控於DCS控制系統並與壓力傳感器聯鎖。[0009]本實用新型的進一步改進在於所述爆破裝置為爆破閥或者爆破片的其中一種。本實用新型的進一步改進在於所述爆破裝置與噴射真空泵之間還依次設置有回收罐、緩衝罐、真空循環罐，噴射真空泵和真空循環罐連接有噴射循環管路。由於採用了上述技術方案，本實用新型取 得的技術進步是採用本實用新型的生產氯乙酸，可以將過去必須由人工監控的周期性氯化反應改變為DCS計算機控制系統的自動化控制。通過計量反應釜內氯化反應所消耗氯氣的累積流量來判斷反應的進程，並依據消耗氯氣總量數據判斷反應終點，反應結果及產物比原來更加準確。本實用新型不用操作工現場頻繁的測量密度和調節閥門的開度，安全係數相應提高。輸送氯氣的管道上的電動閥I的信號來自於DCS控制系統。當反應釜出現溫度或壓力超標，則電動閥I聯鎖切斷。本實用新型的反應釜內安裝溫度傳感器和壓力傳感器，反應釜外壁設置的冷卻水夾套，在反應釜正常工作時僅通入少量的冷卻水，電動閥II的開度很小。當出現超溫後，除了切斷電磁閥I停止通入氯氣不再增加反應熱量外，電動閥II還在DCS控制系統的控制下立即打開，向水夾套內全量通入冷卻水，這樣可以快速將反應釜內的熱量帶走，使反應回復到正常的溫度範圍。氯化反應罐上安裝安全洩放裝置，安全係數高，當DCS控制系統檢測到壓力傳感器傳來的壓力超過允許值時，安全洩放裝置的噴射真空泵(也可以用風機替代)啟動，使爆破裝置的外側管路中形成負壓，安裝在反應罐上的爆破裝置的爆破片爆破，罐內尾氣通過管道被吸入回收罐，保證了反應釜上方玻璃冷凝器的安全，同時也保證了不超壓時能夠正常生產。本實用新型的安全洩放裝置中的緩衝罐可以積存從反應釜中被抽出的液體，使從反應釜出來的物料在安全洩放裝置後能夠分離出能夠作為產品的氯乙酸，從而減少物料的浪費和對環境的汙染。

圖I是本實用新型的結構示意圖；其中，I、輸氣管道，2、電動閥I，3、氯氣流量計，4、反應釜，5、電動閥II，6、水夾套，
7、輸水管路,8、洩放管道，9、回收罐，10、緩衝罐，11、真空循環罐，12、噴射真空泵，13、爆破
>j-U ρ α裝直。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明本實用新型所用原料為醋酸、氯氣，催化劑為硫磺。本實用新型所涉及到的主要設備仍然是原來的周期式的反應釜，在原來的周期式的反應釜的基礎上增加了自動控制裝置，並通過DCS計算機系統控制各裝置和反應參數的協調。生產氯乙酸的每套反應系統包括兩臺反應釜，兩臺反應釜的設置是一樣的，當其中一臺進行反應時，另一臺就作為付反應釜。每臺反應釜上都連通有輸送氯氣的輸氣管道I，輸氣管道上設置有進料緩衝器、電動閥I 2和氯氣流量計3，每兩臺反應釜共用一個轉子流量計和一臺氯氣電動閥I。電動閥I和氯氣流量計與DCS控制系統連接，在DCS控制系統的控制下根據反應不同階段氯氣瞬時流量和總量調節電動閥開度。在反應釜內還安裝安裝有溫度傳感器和壓力傳感器，反應釜外面設置有冷卻裝置，反應釜還與安全洩放裝置連通，電動閥I、氯氣流量計、冷卻裝置、安全洩放裝置、溫度傳感器和壓力傳感器均與DCS控制系統連接，電動閥I通過DCS控制系統與冷卻裝置、安全洩放裝置、溫度傳感器和壓力傳感器聯鎖。所上述冷卻裝置包括套裝在反應爸4外面的與循環水連接的水夾套6,為水夾套輸送冷卻水的輸水管路7上設置有與DCS控制系統連接的電動閥II 5，電動閥II通過DCS控制系統與溫度傳感器形成聯鎖。電動閥II通過DCS控制系統控制水夾套內的冷卻水的流量，當溫度反應釜內溫度超標時，電動閥II打開，電磁閥I關閉。在反應釜上還設置有安全洩放裝置，所述安全洩放裝置包括與反應釜內部連通的爆破裝置13，爆破裝置通過洩放管道與噴射真空泵12連接，所述爆破裝置與噴射真空泵之間還依次設置有回收罐、緩衝罐、真空循環罐,噴射真空泵和真空循環罐連接有噴射循環管路。所述爆破裝置為爆破閥或者爆破片的其中一種。噴射真空泵受控於DCS控制系統並與壓力傳感器聯鎖。·[0022]在反應過程中，如果反應釜溫度高於110°C時，DCS控制系統開始報警，當反應釜溫度高於120°C時，DCS控制系統控制電動閥II為全開，向水夾套內全量通水，使反應溫度下降，完成自動緊急冷卻。如果壓力超過設定值，真空泵將啟動，對連接爆破裝置的管道抽真空，使爆破片或者爆破閥打開，將反應釜內的氣體抽出，放置發生設備是損壞或者造成安全事故。爆破片洩放的氣液混合物，經管道進入回收罐進行氣液分離，液體留在回收罐內，氣體進入緩衝罐二次氣液分離然後氣體進入噴射真空泵系統。真空系統由循環罐、循環泵、噴射真空泵及管線組成，循環罐儲存液體供循環泵連續運行，噴射真空泵又稱噴射器在循環罐上方管線上安裝，循環泵打出的液體流經噴射器後進入循環罐，噴射器靠循環泵液體流形成負壓真空。
權利要求1.一種製備氯乙酸的設備，包括周期式反應釜(4)以及與反應釜(4)連通的輸送氯氣的輸氣管道(I)，其特徵在於所述輸送氯氣的輸氣管道(I)上設置有電動閥I (2)和氯氣流量計(3)，反應釜(4)內安裝安裝有與電動閥I (2)通過DCS控制系統聯鎖的溫度傳感器和壓力傳感器，所述電動閥I (2)、氯氣流量計(3)、冷卻裝置、安全洩放裝置、溫度傳感器和壓力傳感器均與DCS控制系統連接，電動閥I (2)通過DCS控制系統與冷卻裝置、安全洩放裝置、溫度傳感器和壓力傳感器聯鎖。
2.根據權利要求I所述的一種製備氯乙酸的設備，其特徵在於所述冷卻裝置包括套裝在反應釜(4)外面的與循環水連接的水夾套(6)，為水夾套(6)輸送冷卻水的輸水管路(7)上設置有與DCS控制系統連接的電動閥II (5)，電動閥II (5)通過DCS控制系統與溫度傳感器形成聯鎖。
3.根據權利要求I所述的一種製備氯乙酸的設備，其特徵在於所述安全洩放裝置包括與反應釜內部連通的爆破裝置(13)，爆破裝置(13)通過洩放管道(8)與噴射真空泵(12)連接，噴射真空泵受控於DCS控制系統並與壓力傳感器聯鎖。
4.根據權利要求3所述的一種製備氯乙酸的設備，其特徵在於所述爆破裝置為爆破閥或者爆破片的其中一種。
5.根據權利要求3或者4任一項所述的一種製備氯乙酸的設備，其特徵在於所述爆破裝置與噴射真空泵之間還依次設置有回收罐(9)、緩衝罐(10)、真空循環罐(11)，噴射真空泵和真空循環罐連接有噴射循環管路。
專利摘要本實用新型公開了一種製備氯乙酸的設備，包括周期式反應釜以及與反應釜連通的輸送氯氣的輸氣管道，所述輸送氯氣的輸氣管道上設置有電動閥Ⅰ和氯氣流量計，反應釜內安裝安裝有與電動閥Ⅰ通過DCS控制系統聯鎖的溫度傳感器和壓力傳感器，所述電動閥Ⅰ、氯氣流量計、冷卻裝置、安全洩放裝置、溫度傳感器和壓力傳感器均與DCS控制系統連接並互相聯鎖。採用本實用新型的生產氯乙酸可以實現自動化控制。但反應釜內溫度或者壓力超標時本實用新型能夠自動控制，防止發生危險。
文檔編號C07C53/16GK202778451SQ20122049546
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者閆文忠, 王立輝, 王娜, 劉瑞英, 蔡建紅, 郭宏斌, 李興強, 李前鋒, 韓素娟, 張寧寧, 杜斌, 趙建芬, 李玉槐, 吳振宇, 揚志剛 申請人:河北東華冀衡化工有限公司