[实用新型]合成气制乙二醇中羰化工序的低耗分程控温装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及乙二醇合成技术领域，具体涉及合成气制乙二醇中羰化工序的低耗分程控温装置。

背景技术

乙二醇是一种重要的有机化工原料，传统的乙二醇生产方法是走石油化工路线，即由石油加工得到乙烯，使用银催化剂将乙烯氧化生成环氧乙烷，再由环氧乙烷水合生成乙二醇。随着世界石油资源的日渐短缺，以及我国煤多油少的能源现状，现多采用以煤制合成气与草酸二甲酯（DMO）加氢反应制备乙二醇这一工艺。其中羰化工序是以原料气CO与CH₃ONO进行羰化反应，其反应方程式为：2CH₃ONO+2CO →(COOCH₃)₂+2NO。由于原料气CO的温度为5℃，其参加反应前要对其进行升温，即先经过预热器中的中压蒸汽加热至120℃时，再进入反应器中；反应生成气的温度升高至135℃，需要再经过冷凝器的冷却水冷凝后将其温度降到65℃左右，才能排放至草酸二甲酯气液分离罐中进行分离。

在这步反应中，低温的原料气（温度为5℃）在反应前需要经过蒸汽加热至120℃，反应后又要经过冷凝器温度降至65℃，存在着很大的能源浪费。另外，进入反应器中的反应气温度与出冷凝器的温度不好控制，温差较大而导致影响反应收率。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供合成气制乙二醇中羰化工序的低耗分程控温装置，达到降低能源消耗，并能精确控温的两个目的。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：合成气制乙二醇中羰化工序的低耗分程控温装置，包括对原料气进行加热的预热器，以及反应器与冷凝器，所述原料气通过换热器与预热器的进气端连接，所述预热器的出气端与所述反应器的进气端连接，所述反应器的出口分别与换热器、冷凝器的入口连接；所述换热器、冷凝器的出口分别通过管道与气液分离罐连接。

进一步，为了实现反应过程中的温度控制，所述原料气通过第二气动阀与预热器的进气端连接；所述冷凝器的入口端设有第三气动阀，反应器的出口通过第三气动阀与冷凝器的入口连接；所述预热器的加热管路上设有第一气动阀，冷凝器的冷却水管路上设有第四气动阀。

更进一步，为了对反应过程中各温度进行精确的控制，所述预热器的出气端设有第一温度指示控制仪，所述第一温度指示控制仪的输出端与第一气动阀进行电连接；所述气液分离罐的入口端设有第二温度指示控制仪，所述第二温度指示控制仪的输出端分别与第二气动阀、第三气动阀进行电连接；所述冷凝器的出口端设有第三温度指示控制仪，所述第三温度指示控制仪的输出端与第四气动阀进行电连接。

本实用新型的羰化工序是在预热器前加一个换热器，正常运行时，低温的羰化原料气体（温度为5℃）可以通过第二气动阀和换热器这两路管路进入预热器中进行预热处理，在经过预热器的中压蒸汽加热至120℃左右后进入反应器中进行羰化反应生成草酸二甲酯。反应后的气体温度升高至135℃，然后再分两路进入草酸二甲酯的气液分离罐中，其中一路是通过换热器的壳程进行换热，把其热量传递给需要加热的羰化原料气；另一路则是通过冷凝器的管程进行制冷。这样，不仅减少了预热器对原料气进行加热蒸汽量，也减少了反应后气体冷却所消耗的冷却水用量，大大降低了能量消耗，达到节能降耗的目的。

另一方面，本实用新型还可通过气动阀与温度指示控制仪（TIC）对反应过程中的温度进行精确控制，以达到满足生成产品质量的要求。正常情况下，需要控制进入气液分离罐的物料温度为60℃-70℃，其具体控制过程如下：

（1）当第二温度指示控制仪（TIC02）检测的物料温度低于60℃时，将驱动打开第二气动阀，使羰化原料气中一部分通过第二气动阀，则通过换热器的气量将减少，这样经过进入预热器的混合气体的温度将降低，第一温度指示控制仪（TIC01）检测的预热器出气端的温度也将降低，则为了保持温度，TIC01驱动第一气动阀的阀门开度变大来维持温度。第三气动阀保持关闭状态，使得反应后的物料全部通过换热器壳程后直接进入气液分离罐中，从而使反应物的温度符合要求，并减少了冷凝水的用量。

（2）当TIC02检测的物料温度高于70℃时，则驱动打开第三气动阀，而第二气动阀保持关闭状态，使得反应器的出口端气体将有一部分通过冷凝器的壳程冷却后到达气液分离罐，而减少进入换热器中的量。同时，TIC03驱动打开第四气动阀的阀门开度，以增加循环水量来增加冷凝器的冷却效果。最终，TIC02将会被逐渐控制反应物料的温度进行降低至低于70℃。