[实用新型]一种反应装置温度控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化学反应自动控制系统，尤其是一种石油化工的反应装置的自动控制系统，具体地说是一种反应装置温度控制系统。

背景技术

绝热式固定床反应器，在反应为放热反应的情况下，随着原料在反应器内向下游侧流通，即随着反应进行，原料的温度上升。当原料的温度不在适合主反应的温度范围时，催化剂的活性发生变化，就会生成不希望的副生成物(杂质)，造成原料损耗、目标产物产率降低，副反应的发生可能进而导致催化剂劣化。为更好地得到目标产物，需将催化剂床层内的温度维持在目的温度范围内，维持催化剂床层内温度的操作方法其中一种是：将催化剂床层分隔成多个区域，向反应器供给一股或一股以上冷激流体，所述冷激流体与在上游侧催化剂床层区域反应后的热流体混合，以将热流体的温度降至目的温度范围内，然后一起进入下游侧催化剂床层区域进行反应。

中国专利申请公布号CN 103611477 A，申请公布日2014.03.05，发明专利的名称为甲醇制丙烯反应器的控制系统，该申请案公开了一种甲醇制丙烯反应器的控制系统，其特征在于，热二甲醚从反应器顶部进料，反应产物从反应器底部出来，去分离单元，冷二甲醚进入反应器的催化剂2至最底层的各层，分别设有冷二甲醚的FC流量控制系统，反应器的催化剂2至最底层的各层的TC温度控制系统；饱和稀释蒸汽从反应器的催化剂2至最底层的各层进料管上设有饱和稀释蒸汽TC温度调节阀，分别与反应器的催化剂2至最底层的各层上TC温度控制系统相连。所设置的控制系统均为单回路控制系统，分别进入各层的冷二甲醚均为气态，所述二甲醚为反应原料。其不足之处为：气态的冷二甲醚的质量比热容比较小，催化剂床层温度变化较大时，为将催化剂床层温度维持在目标范围内，冷二甲醚的进料量将产生较大的波动，从而反应器的生产负荷也较大地波动，反应器下游的后续工序也随之波动，因此甲醇制丙烯装置的生产运行易受波动；非紧急状态下通过饱和稀释蒸汽降温时，蒸汽的供给量增加了后续工序中水处理的负荷，另外还改变反应器内部物料的水含量，可能对化学反应造成不利影响。

日本专利特开2004-298768中提出了将固定床流通式的隔热型反应器内的催化剂床层分割成多层，在该各层间设置用于冷却原料的骤冷区域，在该骤冷区域以液态供给作为骤冷流体的原料，从而对反应器内进行冷却的方法。在该装置中，当从上侧供给被加热的原料时，在上游侧的催化剂床层进行放热反应，原料的温度上升。接着，原料在骤冷区域被骤冷流体冷却，之后流向下游侧的催化剂床层，同样地进行反应。在供给骤冷流体后的骤冷区域的下游侧测定原料温度，调节骤冷流体的流量，使测定的所述原料温度成为适合主反应的温度范围。其不足之处为：基于下游侧的催化剂床层的入口侧的温度，调节骤冷流体的供给量，控制反应器的内部温度，然而，在控制体系的特性上难以使上述入口侧的温度稳定化，加之原料的温度变化等要因，不能避免该入口侧的温度变化；催化剂床层出口侧的组成（或者说目的产物的产率、纯度）更主要地受催化剂床层出口侧的温度影响，在入口侧温度一样的情况下，随着骤冷流体的供给量不同，催化剂床层出口侧的温度随之变化，进而催化剂床层出口侧的组成也随之变化。为使催化剂床层出口侧的组成保持相对稳定，宜选择催化剂床层出口侧（催化剂床层里）的温度为基准来调节骤冷流体的供给量。

中国专利申请公布号 CN 103977751 A，申请公布日 2014.08.13，发明专利的名称为甲醇制烯烃装置反应器超温的控制方法，该申请案公开了一种甲醇制烯烃装置反应器超温的控制方法，在流化床反应器的密相段和稀相段各至少设置一个温度检测器，当所述温度检测器的检测温度超过500℃时报警，操作人员需要进行降低原料负荷或提高取热负荷的操作，当检测温度超过535℃时，启动喷淋水降温联锁，若检测温度仍然上升，启动切断原料联锁，若喷淋水后检测温度下降，当检测温度降低至500℃以下时，停喷淋水的技术方案较好地解决了上述问题，可用于MTO装置反应器温度控制中。其不足之处为：该方法不适用于固定床反应器。

中国专利申请公布号CN 101903323 A，申请公布日2010.12.01，发明专利的名称为反应器内部的温度控制方法、反应器及二甲醚的制造方法，该申请案公开了一种反应器内部的温度控制方法，将反应区域分割成多个，将所分割的多个反应区域分配给一个或两个以上的隔热型反应器，并向隔热型反应器内供给原料，通过伴随放热的平衡反应制造目的物，该温度控制方法是在制造所述目的物时进行的：