氧化反應器最高壓力的評估方法與流程

2024-04-06 12:48:05 1

本發明涉及一種氧化反應器最高壓力的評估方法。

背景技術：

氧化反應是一种放熱危險化學反應，當可燃氣體和氧氣在氧化器中反應過程中如果控制不好反應器溫度、物料停留時間、氧氣濃度和初始壓力，則很可能會發生完全氧化(即燃燒)，導致反應器飛溫，進而發生燃燒爆炸事故。

cn201510185390.9涉及一種反應過程中氣相燃爆特性的測定裝置，包括反應器、點火頭、溫度與壓力傳感器、進料系統、溫度與壓力採集系統、點火控制系統和外循環取熱系統。

現有檢測手段無法滿足工況需求，氧化反應器關鍵參數的設計只能通過模擬手段和熱力學計算來估算，由於氧化反應器中涉及到「三傳一反」四種變化，現有模擬手段將無法準確的得到關鍵參數。

本發明有針對性的解決了該問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是現有技術中無法有效檢測氧化反應器燃爆危險的問題，提供一種新的氧化反應器最高壓力的評估方法。該方法用於氧化反應器最高壓力的評估中，具有可以有效檢測氧化反應器燃爆危險並提供相應參數數據的優點。

為解決上述問題，本發明採用的技術方案如下：一種氧化反應器最高壓力的評估方法，在氧化反應器評估裝置上進行最高壓力的評估，氧氣和可燃氣體在混氧器中混合均勻後，經計量泵進入帶溫控的反應器，反應器上安裝有熱電偶，熱電偶將溫度信號傳輸給電腦，電腦通過溫度變化情況判斷混合可燃氣體是否發生了燃燒，一旦氣體發生了燃燒爆炸，則安全閥或爆破片將打開，尾氣通過尾氣排放管排出室外；如果未發生燃爆，則混合可燃氣體將返回至計量泵入口，如果混合可燃氣體壓力未達到預定壓力，則混合可燃氣體會繼續注入計量泵，通過多次循環直至發生燃爆，記錄發生燃爆的最高可燃氣濃度；所述氧化反 應器評估裝置包括混氧器、帶溫控的反應器和真空泵，氧氣管線、可燃氣體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，第一路與計量泵入口相連，第二路與帶溫控的反應器出口相連，計量泵出口與帶溫控的反應器入口相連，帶溫控的反應器上設有安全閥、爆破片和至少一個熱電偶，熱電偶與電腦相連，真空泵與帶溫控的反應器出口相連。

上述技術方案中，優選地，所述混氧器出口經背壓閥和單向閥後分為兩路，第一路與計量泵入口相連，第二路經單向閥後與帶溫控的反應器出口相連。

上述技術方案中，優選地，所述安全閥、爆破片出口均與尾氣排放管線相連。

上述技術方案中，優選地，所述真空泵與帶溫控的反應器相連的管線上設有閥門。

上述技術方案中，優選地，所述阻火防爆填料為多孔球型非金屬有機材料。

上述技術方案中，更優選地，所述多孔球型非金屬有機材料聚氨酯泡沫海綿、聚醚型多孔球。

本專利針對氧化反應，反應器中存在的燃爆危險性，通過測試不同反應器溫度、可燃氣濃度和物料停留時間等條件來考察反應壓力的安全臨界值，為氧化反應制定反應條件提供依據，取得了較好的技術效果。

附圖說明

圖1為本發明所述裝置的結構示意圖。

圖1中，1氧氣管線；2可燃氣體管線；3阻火防爆填料；4混氧器；5a背壓閥；5b閥門；6a/b單向閥；7a計量泵；7b真空泵；8電腦；9帶溫控的反應器；10熱電偶；11安全閥；12爆破片；13尾氣排放管。

下面通過實施例對本發明作進一步的闡述，但不僅限於本實施例。

具體實施方式

【實施例1】

一種氧化反應器最高壓力的評估方法，在氧化反應器評估裝置上進行最高壓力的評估，如圖1所示，氧化反應器評估裝置包括混氧器、帶溫控的反應器和真空泵，氧氣管線、可燃氣體管線分別與混氧器連接，混氧器中裝有阻火防爆填料，阻火防爆填料為多孔球型非金屬有機材料。混氧器出口分為兩路，第一路與計量泵入口相連，第二路與帶溫控的反應器出口相連，計量泵出口與帶溫控的反應器入口相連，帶溫控的反應器上設有安全閥、 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器出口相連。

氧氣和可燃氣體在混氧器中混合均勻後，通過背壓閥6a和單向閥後進入計量泵，計量泵將混合氣體衝入帶溫控的反應器，反應器上間隔均勻的安裝有熱電偶，熱電偶總共有6隻，熱電偶將溫度信號傳輸給電腦，電腦通過溫度變化情況判斷混合可燃氣體是否發生了燃燒，一旦氣體發生了燃燒爆炸，則安全閥或爆破片將動作，尾氣通過尾氣排放管排出室外；如果未發生燃爆，則混合可燃氣體將通過單向閥6b返回計量泵中打循環，如果混合可燃氣體壓力未達到預定壓力，則混合可燃氣體會通過背壓閥繼續注入計量泵，通過多次循環直至發生燃爆後，記錄混合可燃氣體在發生燃爆時的各種狀態，得到氧化反應的安全臨界參數。

此外，裝置進樣前需要開啟真空泵將系統抽真空，真空泵與反應器相連的管線上設有閥門。

以乙烯部分氧化制環氧乙烷反應器為例。

固定停留時間、反應溫度和乙烯濃度，考察反應壓力的安全操作邊界。

操作方法：

1.開啟真空泵和閥門5b對系統抽真空；

2.按比例通入乙烯和氧氣；

3.將背壓閥調節至目標壓力；

4.設置反應器至反應溫度；

5.調節計量泵至合適流量；

6.打循環後記錄溫升變化情況，如未發生燃爆則將尾氣排出，清洗系統，將反應器溫度升高後重複步驟1-6，直至發生燃爆；

7.記錄發生燃爆的反應壓力。

經過工業化放大，可以為工業氧化反應器設計提供參考依據。

【實施例2】

按照實施例1所述的條件和步驟，只是熱電偶總共有2隻，阻火防爆填料為聚氨酯泡沫海綿，可以有效檢測氧化反應器燃爆危險並提供設計數據。

【實施例3】

按照實施例1所述的條件和步驟，只是熱電偶總共有8隻，阻火防爆填料為聚醚型多孔球，可以有效檢測氧化反應器燃爆危險並提供設計數據。