[实用新型]丙烯酸及酯装置薄膜蒸发器夹套加热介质控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自动控制系统，更具体地说涉及一种丙烯酸及酯装置中的自动控制系统。 

技术背景

在丙烯酸及酯装置中，丙烯酸及酯产品精制后，所剩重组分需经过进一步提纯回收丙烯酸及丙烯酸酯产品，丙烯酸及酯产品精制的塔底物料，具有粘度大、腐蚀性强等特殊物性，对此工序工艺设备要求较为苛刻。在丙烯两步加氧法制丙烯酸及丙烯酸连续酯化法制丙烯酸酯的生产装置中，采用薄膜蒸发器，对丙烯酸及酯产品精制后的塔底重组分进一步提纯回收。 

薄膜蒸发器的全名为机械搅拌式薄膜蒸发器，是一种在真空条件下，采用机械搅拌进行降膜蒸发的高效蒸发器。薄膜蒸发器的结构形式如图1所示，包括分配器、旋流板分离器、分离筒、滑动刮板及沟槽、夹套加热筒和电机减速器等。 

薄膜蒸发器的工艺物料蒸发过程为：工艺物料连续进入分离筒，在分配器上，均匀分布在筒体内壁，在滑动刮板的推动下，在筒体内壁加热面上，形成很薄的液膜，内筒抽真空，夹套加热筒内由热介质蒸汽加热。工艺物料中的挥发性组分快速蒸发，逆流升至薄膜蒸发器顶端的旋流板分离器。在此夹带的料滴或泡沫与气相组分分离并返回加热段，已蒸发的气相组分，从设备上端气相出口流出薄膜蒸发器，进入下一工段冷凝后回收。工艺物料中未 挥发性重组分，沿加热面螺旋下降至薄膜蒸发器底部，在短时间内离开蒸薄膜发器。 

该过程的特点为设备传热系数高，蒸发强度大，蒸发效果好，物料停留时间短，适用的工艺物料粘度范围宽，工艺操作弹性大。同时，在真空条件下蒸发具有如下优点：一是工艺物料的沸点大为降低，提高了传热推动力，提高了蒸发强度；二是丙烯酸及酯装置生产中的重组分粘度大，高温下易聚合，且腐蚀性强，采用薄膜蒸发器，在真空条件下蒸发、回收轻组分产品是非常有效的。 

随着现代有机化工行业的不断发展，丙烯酸及酯装置规模也在逐渐增大。在3万吨/年及以下较小规模的丙烯酸及酯装置中，薄膜蒸发器外形尺寸较小，其蒸发表面积均小于5m²，通过控制夹套进料加热介质蒸汽流量，较容易控制薄膜蒸发器夹套蒸汽温度，以保证薄膜蒸发器内的工艺物料蒸发效果。对于大规模的丙烯酸及酯装置，如8万吨/年及以上规模丙烯酸及酯装置中，薄膜蒸发器外形尺寸较庞大，其蒸发表面积均大于10m²，丙烯酸甲酯单元的薄膜蒸发器，蒸发表面积甚至达到35m²以上，其夹套的温度控制稳定极为重要，成为保证薄膜蒸发器的蒸发效果、防止过热结垢及干烧等事故工况的关键。 

发明内容

本实用新型的目的在于改进现有技术不足，提供一种大规模的丙烯酸及酯装置薄膜蒸发器自动控制系统。 

传统的小型丙烯酸及酯装置，由于薄膜蒸发器处理能力小，外形尺寸较小，整个设备外部介质蒸汽加热夹套为一个壳体，其加热介质控制系统，是通过采用温度-流量串级调节回路来实现的，主要是通过改变进入薄膜蒸发器夹套加热介质流量大小，来控制薄膜蒸发器底部重组分物料的温度，以保证设备的正常运转，采用温度-流量(TIC3110-FIC3110)串级控制系统实现，具体做法为：通过串级系统的副环回路FIC3110，改变进入薄膜蒸发器夹套加热介质流量的大小，达到稳定控制薄膜蒸发器底部重组分物料的温度TI-3110，保证设备的正常运转。

在8万吨/年及以上规模丙烯酸及酯装置中，薄膜蒸发器外形尺寸较庞大，其蒸发表面积均大于10m²，甚至达到35m²以上，如果整个设备外部介质加热夹套仍为一个壳体，大蒸发表面积所需要的夹套介质加热温度极难平稳控制，难以保证薄膜蒸发器整体的介质加热效果和内部筒体工艺物料的均衡蒸发效果。因此，8万吨/年及以上规模丙烯酸及酯装置中，根据薄膜蒸发器蒸发表面积大小，夹套加热筒通常为上中下三段，此时通过单一控制进入薄膜蒸发器夹套介质流量，无法精确控制薄膜蒸发器各部分夹套内的介质温度，进而无法保证薄膜蒸发器内部工艺物料的蒸发效果。