专利名称：丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有机化学品丙烯酸生产工艺。
背景技术：
丙烯二步氧化法生产丙烯酸，是一个放热反应。反应分两步完成。第 一步丙烯氧化生成丙烯醛，第二步将丙烯醛进一步氧化成丙烯酸。其反应 式如下
CH2=CH-CH3+02—CH2=CH-CHO+H20+334.88kJ CH2=CH-CHO+l/202—CH2=CHCOOH+251.16kJ 从上述反应式中可以看出，由丙烯与空气中的氧进行反应，每生成lmol 的丙烯酸将放出5S6.04kJ的热量，这些热量由熔盐热载体移走，通过冷却 器产生一定压力的饱和蒸汽，送入蒸汽管网。同时，反应单元产生的废气 需要进入催化焚烧系统进行催化焚烧处理，会释放出大量的热量，不能利 用，造成能源浪费，又增加废气冷却时的费用。反应单元用空气压縮机的 透平需要过热蒸汽驱动，需要补未过热蒸汽。已有的装置能耗高，资源浪 费，污染环境，从而降低装置的整体效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺。
在丙烯酸生产过程中，在第一反应器R—1中，丙烯有选择性地氧化成 丙烯醛，少量丙烯醛深度氧化成丙烯酸。反应生成的热量由循环于反应器 壳程的无机盐热载体(以下简称HTS)移出，之后该热量通过E—3和E—4 (R-l第一 HTS冷却器和R-l第二 HTS冷却器)产生1. 5MPaG蒸汽进入高压 蒸汽罐D-4。
在第二反应器R—2中，丙烯醛氧化成丙烯酸，反应生成的热量由循环 于反应器壳程的HTS移出，之后该热量通过E—5 (R-2的HTS冷却器)产 生1. 5MPaG蒸汽进入闪蒸罐D-4。
在闪蒸罐D-4中产生恒压的饱和蒸汽。
本发明的方案在于将反应单元高压蒸汽罐D-4产生的饱和蒸汽送入 催化焚烧单元过热器E-7进行过热，其过热温度可由压縮机的透平要求而 定。
反应器产生的热量可在E—3、E—4及E-5中生成1. 5-2. 0MPaG的蒸汽。 将产生的蒸汽送入闪蒸罐D-4进一步闪蒸，保压后可生成1. 5-2. 0MPaG的 饱和蒸汽。
一种丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺，第一反应器R-l生成 的反应热，由循环于反应器壳程的热载体移出，经冷却器E-3、 E-4，将冷 却水加热并送至闪蒸罐D-4;第二反应器R-2生成的反应热，由循环于反应 器壳程的热载体移出，经冷却器E-5，将冷却水加热并送至闪蒸罐D-4，闪 蒸罐D-4闪蒸得蒸汽1.5MPa 2.0MPa，其特征在于，此闪蒸后的蒸汽送入 过热器E-7，进行过热，其压力1.5-2.0 MPa，过热后蒸汽温度300 320°C ， 过热后的蒸汽用来作为压縮机KT-1驱动透平的动力，而焚烧炉R-4的尾气温度从500~550°C ，降至400~450°C 。过热器E-7设在分离塔C-l塔顶放出 尾气焚烧炉R-4后，以其尾气焚烧热用来蒸汽过热。
本发明的效益显著，催化焚烧系统的反应器出口温度可达550'C左右， 经过废热锅炉产生过热蒸汽后，1、废气的温度可降到450。C左右.降低了尾 气冷却器的负荷和净化尾气的排放温度。2、经废热锅炉产生的过热蒸汽， 可连续供反应系统的空气压縮机透平使用，降低了装置的能耗。
采用本发明在装置的开车初期也可起到灵活操作的作用，开车初期可 引进外来气源，当装置负荷达到100%时将催化焚烧单元的过热蒸汽切换到 压縮机透平。
如果装置界区外没有足够的蒸汽供开车使用，可在反应系统开车之前， 启动催化焚烧系统。在催化焚烧系统的开工炉中加入燃料气，控制催化焚 烧反应器的温度，放出的热量由废热锅炉产生1.5-2.0MPaG的饱和蒸汽供 开车初期压縮机透平使用。当装置负荷达到70%时，逐渐关闭燃料气进料 阀门。
图1为本发明简要工艺流程图
具体实施例方式
下面结合具体实例对本实用新型作出进一步地详细描述。 某年产8万吨丙烯酸装置，反应系统放出的热量为29943kW/h，通过 E-3，E-4，E-105分别产生1. 5MPaG饱和蒸汽为25.787t/h， 2.973t/h， 14.192t/h。 催化焚烧系统将产生29943kW/h的热量，E-6产生1. 5MPaG饱和蒸汽为 8.69t/h。 KT-1消耗1. 5MPaG过热蒸汽45 t/h。产生44.37 t/h的0.3MPaG蒸汽。通过本发明实施后，可利用催化焚烧系统的废热29943kW/h的热量，压縮 机透平无需外来蒸汽，不必另设蒸汽锅炉、蒸汽过热器装置，减少基建投 资和运行费用。
当开车初期时，压縮机的透平驱动可有两种方式。第一种方式，先在 催化焚烧系统的开工炉中通入一定热值的燃料气，在产生1.5MPaG恒压饱和 蒸汽8.69t/h时，将该蒸汽引入KT-1，当负荷达到70%时，切断燃料气的入 口阀。此时，将反应器产生的蒸汽切换到催化焚烧的过热蒸器中。将产生 的过热蒸汽通入KT-1中。同时KT-1产生0.3MPaG饱和蒸汽。
第二种方式是开车初期从外管网引入1.5MPaG饱和蒸汽，供KT-1使 用。当负荷达到70%时，反应器产生蒸汽已经稳定，将D-4产生的高压蒸 汽切换到蒸汽过热器中产生该压力下的过热蒸汽，供KT-1使用。
本发明的优点在于，分离塔C-1的塔顶放出尾气经焚烧炉R-4焚烧后， 设过热器E-7对D-4出来的蒸汽进行过热，供本装置空气压縮机KT-1驱动 透平之用，尾气焚烧，减少对大气的污染，其尾气作为燃料又回收利用， 热量用来加热蒸汽，此过热蒸汽送入KT-1的透平，从而不必为此再建锅炉， 增设过滤器设备可降低工程造价，减少装置的运行费用，其经济和社会效 益都是显著的。
权利要求
1、丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺，第一反应器R-1生成的反应热，由循环于反应器壳程的热载体移出，经冷却器E-3、E-4，将冷却水加热并送至闪蒸罐D-4；第二反应器R-2生成的反应热，由循环于反应器壳程的热载体移出，经冷却器E-5，将冷却水加热并送至闪蒸罐D-4，闪蒸罐D-4闪蒸得蒸汽1.5MPa～2.0MPa，其特征在于，此闪蒸后的蒸汽送入过热器E-7，进行过热，其压力1.5～2.0MPa，过热后蒸汽温度300～320℃，过热后的蒸汽用来作为压缩机KT-1驱动透平的动力，而焚烧炉R-4的尾气温度从500～550℃，降至400～450℃。
2、 按照权利要求1所述丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺，其 特征在于，所述过热器E-7，设在分离塔C-l塔顶放出尾气焚烧炉R-4后， 以其尾气焚烧热用来蒸汽过热。
全文摘要
本发明公开一种丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺，反应器R-1、R-2生成的反应热，由热载体移出，经冷却器将冷却水加热并送至闪蒸罐，其特征在于，经闪蒸罐闪蒸后的蒸汽送入过热器进行过热，过热后的蒸汽用来驱动本装置的空气压缩机透平，所述过热器，设在分离塔尾气焚烧炉后，以其尾气焚烧热来过热蒸汽。本发明的有益效果在于，分离塔尾气焚烧，减少对自然环境污染，尾气又作为燃料回收利用，变废为宝，所产生过热蒸汽，用来驱动空气压缩机的透平，从而不必再建锅炉、增设过热器，可降低工程造价，减少装置的运行费用，其经济和社会效益都是显著的。
文档编号C07C57/00GK101445448SQ200910066408
公开日2009年6月3日 申请日期2009年1月1日 优先权日2009年1月1日
发明者利 刘, 唐忠杰, 孙玉净, 巩传志, 张木兰, 张锐峰, 伟 李, 李志远, 李艳红, 柴立忠, 梁宏斌, 纪忠斌, 赵德山, 马庆刚, 魏立林 申请人:中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院