一种自动添加催化剂的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工设备领域，具体涉及一种自动添加催化剂的方法。
【背景技术】
[0002]甲苯二胺(TDA)最主要的用途是作为生产甲苯二异氰酸酯(TDI)的原料，而TDI是生产聚氨酯的主要原料之一。甲苯二胺由二硝基甲苯(DNT)催化加氢还原制得，该法分为三类:第一类为化学还原法，如用铁粉、硫化碱等还原二硝基甲苯制备甲苯二胺；第二类为催化加氢法，常用的加氢还原金属催化剂有Pd/C、Pd-Fe/C、Raney-Ni等；最后一类是C0/H20催化还原法。催化加氢分为气相催化加氢和液相催化加氢。气相催化加氢由于受原料沸点限制，应用范围较窄。液相催化加氢以其应用面广，环境友好，产品质量稳定，工艺先进而受到人们青睐。因此，现工业上普遍采用液相催化加氢法制备TDA。
[0003]DNT加氢还原制备TDA的生产过程中，催化剂消耗是TDA生产效益的重要指标。TDA合成过程中催化剂的消耗主要有两方面原因:(一)系统流失，即TDA合成过程中催化剂虽经过一段时间的重力沉降使得大部分催化剂得以循环利用，但仍然有一部分极细小的催化剂会随着反应液进入后续分离工序中，最后随系统产生的焦油排出界外；(二)催化剂失活，即在反应过程中活性逐渐降低需不断补加新鲜催化剂以维持系统反应活性。催化剂失活和催化剂浓度相关，合理控制反应系统的催化剂浓度，可以有效减少催化剂消耗，降低生产成本。
[0004]对于催化剂加料方法和装置，专利CN2660147Y介绍了一种具有称重功能的小型加料器，《炼油设计》杂质2002年第9期“LPEC-2型小型催化剂自动加料器的研制” 一文中，对其做了改进，主要在流化罐内设置了内称重桶。上述小型加料器，有效催化剂溶剂仅为0.04?0.3立方米，单批次催化剂质量一般为36?270千克。
[0005]现有技术添加方式为人工将催化剂加至催化剂配制槽与工艺水混合后，通过28bar氮气直接压入到氢化反应器中。存在劳动强度大；反应器内催化剂浓度控制不好，催化剂消耗量大；氢气可能反窜带来安全隐患等问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为解决上述问题而提供一种自动添加催化剂的方法。
[0007]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:一种自动添加催化剂的方法，通过自动添加催化剂的装置实现自动添加催化剂；
自动添加催化剂的装置为:催化剂配制槽(I)出料口并列连接催化剂缓冲槽A (2)和催化剂缓冲槽B (3)，催化剂缓冲槽A (2)顶部排气管连接冷却器(12)，冷却器(12)出口连接返回催化剂缓冲槽A (2);催化剂缓冲槽B (3)顶部排气管连接冷却器(12)，冷却器(12)出口连接返回催化剂缓冲槽B (3);催化剂缓冲槽A (2)底部出料口连接循环泵A (4)，循环泵A (4)出口通过管路C接入加氢反应器A (13);催化剂缓冲槽B (3)底部出料口连接循环泵B (5)，循环泵B (5)出口通过管路D接入加氢反应器B (14);循环泵A (4)连接加氢反应器A (13)的管路C上设有流量计A (6)，加氢反应器A (13)上设有液位计A (8)，并与管路C连接；循环泵B (5)连接加氢反应器B (14)的管路D上设有流量计B (7)，加氢反应器B (14)上设有液位计B (9)，并与管路D连接；该装置所有阀门均为程控阀，在中央控制室设有一个控制按钮，控制相关程控阀的开关，按程序自动完成催化剂的配料。
[0008]具体方法如下:
a.催化剂配料:在中央控制室按下控制按钮，催化剂开始自动配制:在催化剂配制槽(I)中先加入20%液位工艺水，打开搅拌，再按照配置槽每立方米体积加催化剂20kg的量将催化剂到催化剂配制槽(I)中、继续注入工艺水至70%液位，将催化器与工艺水在搅拌条件下充分混合，同时通入氮气至3.0bar对催化剂予以保护；在反应系统需要补加催化剂时，停止搅拌，在控制系统按下切换按钮，打开程控阀，将混合物流入催化剂缓冲槽中；
b.催化剂循环:新加入的催化剂混合物和来自催化剂沉降槽的旧混合物在催化剂缓冲槽A (2)或B (3)中混合后，再分别通过循环泵A (4)和循环泵B (5)通入加氢反应器A (13)和加氢反应器B (14)中进行反应。按照每吨DNT消耗催化剂0.5kg的比例，计算各个反应器消耗完20kg催化剂的时间，当加氢反应器A (13)或加氢反应器B (14)需要补充催化剂时，再次启动催化剂的自动配料程序，并将催化剂配制槽(I)中配置好的新混合物放入到催化剂缓冲槽中A (2)或催化剂缓冲槽B (3)中，与来自催化剂沉降槽的旧混合物混合后，通过循环泵A (4)和循环泵B (5)通入加氢反应器A (13)和加氢反应器B (14)进行反应；通过这样的催化剂循环，始终保持氢化系统中催化剂的浓度稳定在一个范围之内；循环泵的流量按照刚补充完催化剂时催化剂缓冲罐液位达到最高90%，在需要补充催化剂时，催化剂缓冲罐液位达到最低40-50%稳定控制；
催化剂缓冲槽中A (2)和催化剂缓冲槽B (3)的排气用冷却器(12)进行冷凝回流，不凝气进入尾气回收系统。
[0009]所述催化剂缓冲槽A (2)上设有补充氮气管路，该管路上设有压力表A (10);所述催化剂缓冲槽B (3)上设有补充氮气管路，该管路上设有压力表B (11)。
[0010]所述催化剂配制槽(I)上设有尾气排放管路。
[0011]所述冷却器(12)上设有尾气回收管路。
[0012]所述催化剂缓冲槽A (2)和催化剂缓冲槽B (3)与催化剂沉降槽相连通，催化剂缓冲槽A (2)和催化剂缓冲槽B (3)内部均设有搅拌器。
[0013]本发明的有益效果是:因为新鲜催化剂间断添加，每个反应器添加频率为3次/天，故一个催化剂配制槽可以同时完成两套DNT加氢还原反应系统的催化剂添加工作，实现了加氢还原催化剂的自动配置、添加，降低了劳动强度；同时不再依靠分析反应系统催化剂浓度来确定补充催化剂的时间，避免了补充催化剂的滞后；催化剂按比例添加，通过控制反应系统催化剂浓度，降低了催化器消耗；避免了高压反应系统氢气返回配料槽，进而从系统泄漏带来的安全隐患。
【附图说明】
[0014]图1为本发明示意图。
[0015]图中:1_催化剂配制槽，2-催化剂缓冲槽A，3-催化剂缓冲槽B，4_循环泵A，5_循环泵B，6-流量计A，7-流量计B，8-液位计A，9-液位计B，10-压力表A，11-压力表B， 12-冷却器，13-加氢反应器A, 14-加氢反应器B。
【具体实施方式】
[0016]实施例1，见图1，一种自动添加催化剂的方法，通过自动添加催化剂的装置实现自动添加催化剂；
自动添加催化剂的装置为:催化剂配制槽I出料口并列连接催化剂缓冲槽A 2和催化剂缓冲槽B 3，催化剂缓冲槽A 2顶部排气管连接冷却器12，冷却器12出口连接返回催化剂缓冲槽A 2 ;催化剂缓冲槽B 3顶部排气管连接冷却器12，冷却器12出口连接返回催化剂缓冲槽B 3;催化剂缓冲槽A 2底部出料口连接循环泵A 4，循环泵A 4出口通过管路C接入加氢反应器A 13;催化剂缓冲槽B 3底部出料口连接循环泵B 5，循环泵B 5出口通过管路D接入加氢反应器B 14 ;循环泵A 4连接加氢反应器A 13的管路C上设有流量计A6，加氢反应器A 13上设有液位计A 8，并与管路C连接；循环泵B 5接加氢反应器B 14的管路D上设有流量计B