丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统的制作方法

文档序号:10072064阅读:1431来源:国知局
丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种丙烯酸或甲基丙烯酸的制备系统,尤其是涉及一种丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统。
【背景技术】
[0002]利用(甲基)丙烯氧化生产丙烯酸或甲基丙烯酸已经是成熟的工艺。丙烯酸或甲基丙烯酸生产通常是由(甲基)丙烯经两步氧化反应制得。其工艺设备主要包括第一氧化反应器、第二氧化反应器、吸收塔、精制塔,工艺流程为(甲基)丙烯与适量的空气、水蒸气混合并加热后依次送入第一氧化反应器、第二氧化反应器进行氧化反应生成丙烯酸或甲基丙烯酸,然后再经吸收、精制最终得到丙烯酸或甲基丙烯酸产品。该工艺流程中(甲基)丙烯氧化会产生大量的热量,这些热量通过熔岩或导热油从反应器中带走,从而维持反应过程的温度。被熔岩或导热油带走的热量最后通过与熔岩(导热油)冷却器由水带走产生蒸汽。同时,氧化尾气在焚烧过程中产生大量的热量,空压机需要大量的蒸汽提供动力,精制系统的精馏塔需要大量的低压蒸汽提供热量。所有这些过程中产生的热量和利用的热量如果通过合理的集成匹配,可大大降低整个系统的能耗。

【发明内容】

[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种、能量有效回收和逐级高效利用的丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统,包括第一进料混合器、第一氧化反应器、第二进料混合器、第二氧化反应器、吸收塔、脱轻塔、脱酸塔和精制塔,所述的第一进料混合器与所述的第一氧化反应器的顶部进料口连接,所述的第一氧化反应器的底部出料口通过所述的第二进料混合器与所述的第二氧化反应器的顶部进料口连接,所述的第二氧化反应器的底部出料口与所述的吸收塔的下部进料口连接,所述的吸收塔的底部出料口与所述的脱轻塔的中部进料口连接,所述的脱轻塔的底部出料口与所述的脱酸塔的中部进料口连接,所述的脱酸塔的底部出料口与所述的精制塔的中部进料口连接,所述的第一氧化反应器的上段反应区连接有用于换热的第一换热器,所述的第一氧化反应器的下段冷却区连接有用于换热的第二换热器,所述的第二氧化反应器连接有用于换热的第三换热器,所述的第一换热器、所述的第二换热器和所述的第三换热器分别连接蒸汽包,所述的蒸汽包的高压蒸汽出口连接有用于形成过热高压蒸汽的蒸汽过热器,所述的蒸汽过热器出口连接透平压缩机,所述的蒸汽包的液体出口分别连接所述的第一换热器、所述的第二换热器和所述的第三换热器,所述的吸收塔的顶部尾气出口连接有尾气焚烧器,所述的尾气焚烧器与所述的蒸汽过热器连接,所述的脱轻塔的底部设置有脱轻塔再沸器、所述的脱酸塔的底部设置有脱酸塔再沸器,所述的产品精制塔的底部设置有产品精制塔再沸器,所述的透平压缩机的低压蒸汽出口分别与所述的脱轻塔再沸器、所述的脱酸塔再沸器、所述的产品精制塔再沸器连接,所述的脱轻塔再沸器的凝液出口、所述的脱酸塔再沸器的凝液出口、所述的产品精制塔再沸器的凝液出口分别连接凝液回收罐,所述的凝液回收罐通过凝液输送栗与所述的蒸汽包连接。
[0005]所述的第一氧化反应器与所述的第一换热器之间、所述的第一氧化反应器与所述的第二换热器之间以及所述的第二氧化反应器与所述的第三换热器之间分别设置有轴流栗,用于提供流动动力。
[0006]所述的吸收塔塔顶排出的尾气经催化焚烧除去有机物后,一部分经循环气压缩机提压送入第一进料混合器,剩余部分排空。
[0007]所述的透平压缩机采用抽背压式汽轮机。抽出的背压压力为0.05MPaG-0.25MPaG。
[0008]与现有技术相比,本实用新型的优点在于:本实用新型首次公开了丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统,利用氧化反应热量在蒸汽发生器内通过蒸汽包产生饱和蒸汽(常用压力为1.5MpaG-2.5MPaG),饱和蒸汽通过蒸汽过热器回收高温焚烧尾气热量进行过热,过热后的蒸汽用于空气压缩机透平,空气压缩机透平选用抽背压式汽轮机。背压抽出的低压蒸汽(0.05MPaG-0.25MPaG)用于装置脱轻塔、脱酸塔、产品精制塔塔底再沸器加热,加热后的蒸汽凝液经栗提压后送回蒸汽包循环利用,最终实现热量的多级利用,其主要优点如下:
[0009](1)回收利用氧化反应产生的热量产生中压蒸汽,回收热量的品位高;
[0010](2)饱和蒸汽利用尾气焚烧热量过热,用于透平驱动。焚烧热量高效回收,过热蒸汽驱动透平,能量利用率高;
[0011](3)透平选用抽背压式汽轮机,抽出的低压蒸汽再利用;抽出的0.05MPaG-0.25MPaG低压蒸汽用于装置脱轻塔、脱酸塔、产品精制塔塔底再沸器加热;
[0012](4)加热再沸器后的蒸汽凝液经栗提压后送回反应器蒸汽包循环利用,实现水的循环利用;
[0013](5)凝液(水)依次经过蒸汽、过热蒸汽、驱动透平、低压冷凝的多状态、多次梯级利用,热量利用率高。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0016]具体实施例
[0017]—种丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统,如图1所示,包括第一进料混合器1、第一氧化反应器2、第二进料混合器3、第二氧化反应器4、吸收塔5、脱轻塔6脱酸塔7和产品精制塔8,第一进料混合器1与第一氧化反应器2的顶部进料口连接,第一氧化反应器2的底部出料口通过第二进料混合器3与第二氧化反应器4的顶部进料口连接,第二氧化反应器4的底部出料口与吸收塔5的下部进料口连接,吸收塔5的底部出料口与脱轻塔6的中部进料口连接,脱轻塔6的底部出料口与脱酸塔7的中部进料口连接,脱酸塔7的底部出料口与产品精制塔8的中部进料口连接,第一氧化反应器2的上段反应区连接有用于换热的第一换热器9,第一氧化反应器2的下段冷却区连接有用于换热的第二换热器10,第二氧化反应器4连接有用于换热的第三换热器11,第一换热器9、第二换热器10和第三换热器11分别连接蒸汽包12,蒸汽包12的高压蒸汽出口连接有用于形成过热高压蒸汽的蒸汽过热器13,蒸汽过热器13连接透平压缩机14,蒸汽包12的液体出口分别连接第一换热器9、第二换热器10和第三换热器11,吸收塔5的顶部尾气出口连接有尾气焚烧器15,尾气焚烧器15与蒸汽过热器13连接,脱轻塔6的底部设置有脱轻塔再沸器16、脱酸塔7的底部设置有脱酸塔再沸器17,产品精制塔8的底部设置有产品精制塔再沸器18,透平压缩机14的低压蒸汽出口分别与脱轻塔再沸器16、脱酸塔再沸器17、产品精制塔再沸器18连接,脱轻塔再沸器16的凝液出口、脱酸塔再沸器17的凝液出口、产品精制塔再沸器18的凝液出口分别连接凝液回收罐19,凝液回收罐19通过凝液输送栗20与蒸汽包12连接。
[0018]在此具体实施例中,第一氧化反应器2与第一换热器9之间、第一氧化反应器2与第二换热器10之间以及第二氧化反应器3与第三换热器11之间分别设置有轴流栗21。吸收塔5的塔顶排出的尾气经催化焚烧除去有机物后,一部分经循环气压缩机22提压送入第一进料混合器1,剩余部分排空。透平压缩机14采用抽背压式汽轮机。
[0019]上述实施例是对本实用新型的进一步说明,但本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
【主权项】
1.一种丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统,包括第一进料混合器、第一氧化反应器、第二进料混合器、第二氧化反应器、吸收塔、脱轻塔、脱酸塔和产品精制塔,所述的第一进料混合器与所述的第一氧化反应器的顶部进料口连接,所述的第一氧化反应器的底部出料口通过所述的第二进料混合器与所述的第二氧化反应器的顶部进料口连接,所述的第二氧化反应器的底部出料口与所述的吸收塔的下部进料口连接,所述的吸收塔的底部出料口与所述的脱轻塔的中部进料口连接,所述的脱轻塔的底部出料口与所述的脱酸塔的中部进料口连接,所述的脱酸塔的底部出料口与所述的产品精制塔的中部进料口连接,其特征在于: 所述的第一氧化反应器的上段反应区连接有用于换热的第一换热器,所述的第一氧化反应器的下段冷却区连接有用于换热的第二换热器,所述的第二氧化反应器连接有用于换热的第三换热器,所述的第一换热器、所述的第二换热器和所述的第三换热器分别连接蒸汽包,所述的蒸汽包的高压蒸汽出口连接有用于形成过热高压蒸汽的蒸汽过热器,所述的蒸汽过热器连接透平压缩机,所述的蒸汽包的液体出口分别连接所述的第一换热器、所述的第二换热器和所述的第三换热器,所述的吸收塔的顶部尾气出口连接有尾气焚烧器,所述的尾气焚烧器连接所述的蒸汽过热器,所述的脱轻塔的底部设置有脱轻塔再沸器、所述的脱酸塔的底部设置有脱酸塔再沸器,所述的产品精制塔的底部设置有产品精制塔再沸器,所述的透平压缩机的低压蒸汽出口分别与所述的脱轻塔再沸器、所述的脱酸塔再沸器、所述的产品精制塔再沸器连接,所述的脱轻塔再沸器的凝液出口、所述的脱酸塔再沸器的凝液出口、所述的产品精制塔再沸器的凝液出口分别连接凝液回收罐,所述的凝液回收罐通过凝液输送栗与所述的蒸汽包连接。2.根据权利要求1所述的丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统,其特征在于:所述的第一氧化反应器与所述的第一换热器之间、所述的第一氧化反应器与所述的第二换热器之间以及所述的第二氧化反应器与所述的第三换热器之间分别设置有轴流栗。3.根据权利要求1所述的丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统,其特征在于:所述的丙烯酸吸收塔的塔顶排出的尾气经催化焚烧除去有机物后,一部分经循环气压缩机提压送入第一进料混合器。4.根据权利要求1所述的丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统,其特征在于:所述的透平压缩机采用抽背压力汽轮机。
【专利摘要】本实用新型公开了丙烯酸或甲基丙烯酸制备的反应热高效利用系统,包括第一进料混合器、第一氧化反应器、第二进料混合器、第二氧化反应器、吸收塔、脱轻塔、脱酸塔和产品精制塔,特点是第一氧化反应器连接有第一换热器和第二换热器,第二氧化反应器连接有第三换热器,各个换热器分别连接蒸汽包,蒸汽包、蒸汽过热器和透平压缩机依次连接,脱轻塔、脱酸塔和产品精制塔的底部依次设置有再沸器,透平压缩机分别与各个再沸器连接,各个脱轻塔再沸器的凝液出口分别与蒸汽包连接,优点是反应热有效回收且热量利用率高。
【IPC分类】F01K27/00, F22B33/18, C07C57/04, F01D15/08, C07C51/215
【公开号】CN204981701
【申请号】CN201520667529
【发明人】吴立娟, 谷新春, 李全, 王爱芳, 胡晓铮, 苗延军, 卫维剑, 马文华
【申请人】中国化学赛鼎宁波工程有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年8月31日
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