[发明专利]压力平衡式反应器系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工过程的反应装置，属于化学工程技术领域，应用于反应器系统的废气处理和环境保护。

背景技术

反应器是化工过程反应装置的关键设备，常用的反应器形式包括釜式反应器、管式反应器和塔式反应器等。以反应器为核心，反应器系统往往还包括原料储罐、中间罐、混合罐、分离罐、产物储罐中的一种或多种。对于常压反应和微压反应过程，反应器和各种储液罐通常设有进液管、出液管、进气口、排气口。对没有气相原料和产物的反应过程，进气口、排气口并不用于气体物料进出，只是与外部连通以平衡压力。有的储液罐采用进气口和排气口共用一根管线，或者不专设进、排气口而是通过加料口、取样口或设备间隙等与外部相通，在本专利中也将其作为进气口、排气口的特殊形式。

反应器系统在生产过程中，产生的挥发性有机物从反应器及其它储液罐的排气口排出，往往浓度较高，直接排放会对环境造成污染，需要送入废气处理装置进行净化处理。必要时，可以用冷凝装置对废气进行预处理，将废气中的低沸点有机物冷凝回收后，再送入废气处理装置。

特别地，不论是否存在气相反应物、中间物或产物，在液体物料从一个储液罐向另一个储液罐输送时：上游储液罐的液体在重力或泵压作用下从出液管排出，空气从该储液罐的进气口流入；液体从进液管流入下游储液罐，该储液罐中的气体从排气口排出。从下游储液罐排出的气体是液体物料的饱和蒸汽，往往含有较高浓度的挥发性有机物。与生产过程中从储液罐的排气口排出的少量废气相比，物料转移过程中储液罐在短时间内会排出大量的高浓度废气，总量相当于所转移的液体物料体积，往往会超出废气处理系统的处理能力，致使结果废气处理系统处理后排出的气体仍然超标。为了避免排放超标，就必须加大废气处理系统的处理能力，这不仅会增大废气处理系统的投资和体积，而且还会增大废气处理系统的运行能耗和维护费用。

发明内容

因此，本发明是为解决反应器系统在物料转移过程中排出大量高浓度废气、超过废气处理系统处理能力而导致排放超标的问题而提出的，目的是提供一种新型的压力平衡式反应器系统及其控制方法，可以大幅降低反应器系统在物料转移时的废气排放量。

一种压力平衡式反应器系统，包括至少两个储液罐，所述储液罐是原料罐、反应釜、中间罐、混合罐、分离罐、产物罐中的一种或多种，每个储液罐设有进液管、出液管、进气口、排气口，上游储液罐的出液管与相邻的下游储液罐的进液管相通，其特征在于：上游储液罐的进气口与下游储液罐的排气口之间设有压力平衡管路。所述上游储液罐的进气口与所述下游储液罐的排气口之间还可以设有阀门，上游储液罐的进气口也可以设有阀门。

所述的上游与下游储液罐，是按照反应器系统的流程，也即液相物流流动的方向确定的。液相物料从一个储液罐输送到另一个储液罐，将物料流出的储液罐称为上游，而将物料流入的储液罐称为下游。

所述的储液罐的进气口和排气口，包括采用采用独立设置的进气口和排气口的方式，也包括进气口和排气口共用一根管线与外部相通的方式，还包括不专设进、排气口而是通过加料口、取样口或设备间隙等与外部相通的方式。

进一步地，所述的压力平衡式反应器系统，设有气体处理系统，如冷凝回收装置、和/或净化处理装置。一个或多个所述的储液罐的排气口与气体处理装置的入口相通，下游储液罐的排气口与所述气体处理装置的入口之间设有阀门。

进一步地，所述的压力平衡式反应器系统还设有与所述下游储液罐的排气口相连的真空泵，在下游储液罐内形成负压，以提高液体物料从上游储液罐到下游储液罐的输送速度，其特征在于，真空泵的排气口与所述上游储液罐的进气口相连。

如本发明所述的压力平衡式反应器系统的控制方法，包括以下步骤：

1)当所述上游储液罐向所述下游储液罐输送物料时，打开所述上游储液罐进气口与下游储液罐排气口之间的阀门，关闭所述上游储液罐进气口的阀门，关闭所述下游储液罐排气口的阀门；

2)当所述上游储液罐停止向所述下游储液罐输送物料时，打开所述上游储液罐进气口的阀门，打开所述下游储液罐排气口的阀门，关闭所述上游储液罐进气口与下游储液罐排气口之间的阀门。

应用本发明所述的压力平衡式反应器系统及其控制方法，在上游储液罐向下游储液罐输送物料时，将下游储液罐的排气送入上游储液罐，使反应器系统在物料转移时的废气在系统内循环不向外排放，实现从污染源头减排，减小废气处理系统的投资和能耗，其结构简单、操作稳定、便于维护。

附图说明

图1是实施例1的压力平衡式反应器系统的示意图。