丙烯酸装置氧化单元空气温度控制系统优化设计.pdfVIP

学兔兔 30 CHEMICAL ENGINEEIUNG DESIGN 丙烯酸装置氧化单元空气温度控制系统优化设计 李欣平 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院 吉林 132002 摘要 通过控制空气预热器的电加热器组别和空气进预混合器前的温度，使新鲜空气进料温度在催化剂 性能允许的操作温度范围内，确保混合气体温度稳定，节约装置蒸汽用量，避免因环境温度变化对装置操作的 干扰，提高丙烯转化率。 关键词 丙烯酸装置 空气预热器 温度控制系统 优化设计 1 装置运行过程中存在的问题 丙烯两步加氧法制丙烯酸是在氧化催化剂存 在的条件下进行的，第一步是丙烯氧化生成丙烯 醛，第二步是将丙烯醛进一步氧化生成丙烯酸， 其反应方程式为： C 一 c —CH]+o1 CH2CII2一 CH—CH0+H2O(1) CH2CH2一 CH—CHO+1／2 02一 CH2CH2一 CH—cooH (2) 在丙烯酸氧化反应中，新鲜空气提供氧气参 与化学反应，用量较大，使用不同厂家的氧化催 图1 丙烯酸氧化单元新鲜空气温度控制系统优化 化剂对于新鲜空气进料温度有不同的要求。以80 设计方案流程简图 kt／a丙烯酸装置为例，某厂家氧化催化剂性能要 出口设有空气预热器H一1001，为第一氧化反应器 求第一氧化反应器人口混合气体温度在 150～ R一1001附带设备，其出口气体温度随装置操作环 200％范围，即要求混合前新鲜空气进料温度控制 境温度变化而调整变化。本优化方案中，在压缩 在160cC以上，多数装置在进料混合器M一1002和 空气进预混合器M一1001前的管道上设有TRC一 第一反应器R一1001之间设有空气加热器，能耗 1001热电偶，配有温度变送器，其输出信号进装 较大，且装置操作受环境温度不断变化的干扰， 置的DCS系统，DCS输出信号控制空气预热器H 使得进人第一反应器R一1001的混合气体温度不 一 1001的电加热器组，控制空气进预混合器M一 稳定，从而影响催化剂性能，影响丙烯酸收率。 1001前的温度在160~C～170℃范围；同时在混合 气进入第一反应器R一1001前的管道上设热电偶 2 空气温度控制系统优化设计方案 TRC一1002，配以温度变送器，其输出信号进装置 空气温度控制系统优化设计方案流程见图1。 的DCS系统，DCS系统的输出信号作TRC一1001 丙烯酸装置氧化单元反应中新鲜空气、蒸汽、 调节系统的给定信号，构成串级调节系统，以第 循环尾气进预混合器M一1001，再与丙烯一起进人 一 反应器R一1001的混合气体温度信号修正空气 混合器M一1002，进行充分混合，作为第一反应器 进预混合器M一1001的温度给定值。 R一1001的进料，在催化剂存作用下，丙烯与空气 在我国西北、华北、东北地区，一年四季大 中的氧气在第一反应器R一100l内进行化学反应， 气环境温度变化大，白天黑夜温差较大。本设计 生成丙烯醛和少量丙烯酸。空气压缩机K一1001 方案优点在于，设有进入第一反应器R一1001的 李欣平：高级工程师。2004年毕业于北京石油大学获硕士学位。一直从事化工工艺设计与管理工作。联系电话：(0432