[实用新型]丙烯腈反应器安全保护系统

说明书

本实用新型属于丙烯腈生产技术领域，具体涉及一种丙烯腈反应器安全保护系统，包括氨进料线、丙烯进料线、空气进料线、事故氮气线、反应器、急冷中和塔和急冷后冷却器，氨流量计、氨进料调节阀、丙烯流量计、丙烯进料调节阀、空气流量计和空气进料调节阀之间连接；急冷中和塔的下段液位计和上段液位计分别与下段补水调节阀、上段补水调节阀以及急冷后冷却器上的气相外送调节阀和液相外送调节阀连接。本实用新型可有效控制反应器内气体所占比例避免超过其爆炸极限发生着火及爆炸事故；联锁停车后可控制切断丙烯、氨以及空气三进料，避免了空气量过大导致的尾氧量过高造成系统爆炸；同时避免了因急冷中和塔液位低造成的系统损坏。

技术领域

本实用新型属于丙烯腈生产技术领域，具体涉及一种丙烯腈反应器安全保护系统。

背景技术

丙烯腈生产工艺大多采用丙烯、氨、空气氧化法，原料丙烯、氨和空气在钼铋系催化剂的作用下，生成丙烯腈、氢氰酸、乙腈、丙烯醛、丙酮、水等产物。其中，丙烯氨氧化反应器是最为核心的设备，对该反应器的联锁保护设计尤为重要，既要防止联锁冗余不够导致反应器经常性跳车，也要防止联锁冗余过量导致危险工况下反应器联锁不动作造成安全生产事故。国内目前常规的联锁保护仅为简单的联锁控制系统，难以做到本质安全。

目前，反应器进料正常控制条件下，氨烯比(氨与丙烯流量比)为1.15～1.25、空烯比(空气与丙烯流量比)为9～11。氨烯比高会造成氨单耗升高，后续处理过剩氨的硫酸量也相应变高；氨烯比低容易造成反应产物中丙烯醛等羰基化合物增多、当其小于1时，会造成丙烯超量，过量的丙烯可能在集气室中发生后燃烧、甚至爆炸，且后续急冷塔、吸收塔系统无法处理过量的丙烯，丙烯进入AOGC后，会导致催化氧化反应器飞温、造成AOGC催化剂烧结失活，与AOGC的空气形成爆炸性混合物，可能引起爆炸。空烯比高，会造成反应产物过度氧化，CO、CO₂等产物增多，丙烯腈收率下降，当其大于11.5时，会导致反应器尾氧升高，甚至可能发生爆炸；空烯比过低，会消耗催化剂中的晶格氧，若催化剂长期处于氧气含量低于0.5％的环境下，会出现不可逆的失活，而200吨的催化剂若失去活性，不仅当做危废处理麻烦、而且新催化剂采购周期长达半年，期间造成的损失难以计量。

通常情况下，反应器仅设有丙烯流量4785Nm³/h低低联锁、氨流量5713Nm³/h低低联锁，空气流量45450Nm³/h低低联锁，触发联锁后反应器切断进料，自动停车。但是关键性的氨烯比、空烯比过高或过低联锁停车未设置，可能会出现氨流量低于丙烯流量且未达到低低联锁值的情况，此时就会出现氨烯比小于1，就会发生后燃烧甚至爆炸事故。在反应器停车后，后续系统中有高浓度有机物，且温度高，此时应严格控制后系统氧含量≤8％，防止有机物燃烧爆炸，如反应器停车联锁无切出空气动作，即使事故氮气通入，氧含量也在19％左右，此时整个系统危险性极高。在反应器丙烯严重过量触发氨比低联锁的情况下，反应器中存在大量未反应的丙烯，如不同时切出空气，极易形成爆炸性气体，可能导致爆炸事故的发生。

另外，反应器停车后，后续急冷中和塔的上段液位低低联锁，停止上段循环泵；下段液位低低联锁，停止下段循环泵。循环泵停止后，会造成急冷中和塔自身循环停止，急冷中和塔将完全失去其作用，大量的200℃的高温气体进入后续系统，造成设备超出设计温度、出现设备损坏，危险性极大；同时，过量的氨气不经中和直接进入吸收塔后，不仅会造成pH增高，系统聚合加剧，堵塞管道，而且氨还会和丙烯腈发生腈乙基化反应，一个氨分子最多能消耗3个丙烯腈分子，造成丙烯腈收率大幅度下降。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种丙烯腈反应器安全保护系统，可有效控制反应器内气体所占比例避免超过其爆炸极限发生着火及爆炸事故。

本实用新型是采用以下技术方案实现的：