丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺

摘要

本发明公开一种丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺，反应器R-1、R-2生成的反应热，由热载体移出，经冷却器将冷却水加热并送至闪蒸罐，其特征在于，经闪蒸罐闪蒸后的蒸汽送入过热器进行过热，过热后的蒸汽用来驱动本装置的空气压缩机透平，所述过热器，设在分离塔尾气焚烧炉后，以其尾气焚烧热来过热蒸汽。本发明的有益效果在于，分离塔尾气焚烧，减少对自然环境污染，尾气又作为燃料回收利用，变废为宝，所产生过热蒸汽，用来驱动空气压缩机的透平，从而不必再建锅炉、增设过热器，可降低工程造价，减少装置的运行费用，其经济和社会效益都是显著的。

权利要求

1.丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺，利用焚烧单元产生的热量用来过热饱和蒸汽，第一反应器R-1生成的反应热，由循环于反应器壳程的热载体移出，经冷却器E-3、冷却器E-4，将冷却水加热并送至闪蒸罐D-4；第二反应器R-2生成的反应热，由循环于反应器壳程的热载体移出，经冷却器E-5，将冷却水加热并送至闪蒸罐D-4，闪蒸罐D-4闪蒸得蒸汽

1.5MPa～2.0MPa，其特征在于，此闪蒸后的蒸汽送入过热器E-7，进行过热，其压力1.5～

2.0MPa，过热后蒸汽温度300～320℃，过热后的蒸汽用来作为压缩机KT-1驱动透平的动力，而焚烧炉R-4的尾气温度从500～550℃，降至400～450℃过热器E-7，设在焚烧炉R-4后，以其尾气焚烧热用来蒸汽过热。

说明书

丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种有机化学品丙烯酸生产工艺。

背景技术

[0002] 丙烯二步氧化法生产丙烯酸，是一个放热反应。反应分两步完成。第一步丙烯氧化生成丙烯醛，第二步将丙烯醛进一步氧化成丙烯酸。其反应式如下：

[0003] CH2＝CH-CH3+O2→CH2＝CH-CHO+H2O+334.88kJ

[0004] CH2＝CH-CHO+1/2O2→CH2＝CHCOOH+251.16kJ

[0005] 从上述反应式中可以看出，由丙烯与空气中的氧进行反应，每生成1mol的丙烯酸将放出586.04kJ的热量，这些热量由熔盐热载体移走，通过冷却器产生一定压力的饱和蒸汽，送入蒸汽管网。同时，反应单元产生的废气需要进入催化焚烧系统进行催化焚烧处理，会释放出大量的热量，不能利用，造成能源浪费，又增加废气冷却时的费用。反应单元用空气压缩机的透平需要过热蒸汽驱动，需要补未过热蒸汽。已有的装置能耗高，资源浪费，污染环境，从而降低装置的整体效益。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺。

[0007] 在丙烯酸生产过程中，在第一反应器R-1中，丙烯有选择性地氧化成丙烯醛，少量丙烯醛深度氧化成丙烯酸。反应生成的热量由循环于反应器壳程的无机盐热载体(以下简称HTS)移出，之后该热量通过E-3和E-4(R-1第一HTS冷却器和R-1第二HTS冷却器)产生1.5MPaG蒸汽进入高压蒸汽罐D-4。

[0008] 在第二反应器R-2中，丙烯醛氧化成丙烯酸，反应生成的热量由循环于反应器壳程的HTS移出，之后该热量通过E-5(R-2的HTS冷却器)产生1.5MPaG蒸汽进入闪蒸罐D-4。

[0009] 在闪蒸罐D-4中产生恒压的饱和蒸汽。

[0010] 本发明的方案在于：将反应单元高压蒸汽罐D-4产生的饱和蒸汽送入催化焚烧单元过热器E-7进行过热，其过热温度可由压缩机的透平要求而定。

[0011] 反应器产生的热量可在E-3、E-4及E-5中生成1.5-2.0MPaG的蒸汽。将产生的蒸汽送入闪蒸罐D-4进一步闪蒸，保压后可生成1.5-2.0MPaG的饱和蒸汽。

[0012] 一种丙烯酸装置反应单元的能量优化利用工艺，第一反应器R-1生成的反应热，由循环于反应器壳程的热载体移出，经冷却器E-3、E-4，将冷却水加热并送至闪蒸罐D-4；第二反应器R-2生成的反应热，由循环于反应器壳程的热载体移出，经冷却器E-5，将冷却水加热并送至闪蒸罐D-4，闪蒸罐D-4闪蒸得蒸汽1.5MPa～2.0MPa，其特征在于，此闪蒸后的蒸汽送入过热器E-7，进行过热，其压力1.5～2.0MPa，过热后蒸汽温度300～320℃，过热后的蒸汽用来作为压缩机KT-1驱动透平的动力，而焚烧炉R-4的尾气温度从500～
550℃，降至400～450℃。过热器E-7设在分离塔C-1塔顶放出尾气焚烧炉R-4后，以其尾气焚烧热用来蒸汽过热。

[0013] 本发明的效益显著，催化焚烧系统的反应器出口温度可达550℃左右，经过废热锅炉产生过热蒸汽后，1、废气的温度可降到450℃左右.降低了尾气冷却器的负荷和净化尾气的排放温度。2、经废热锅炉产生的过热蒸汽，可连续供反应系统的空气压缩机透平使用，降低了装置的能耗。

[0014] 采用本发明在装置的开车初期也可起到灵活操作的作用，开车初期可引进外来气源，当装置负荷达到100％时将催化焚烧单元的过热蒸汽切换到压缩机透平。

[0015] 如果装置界区外没有足够的蒸汽供开车使用，可在反应系统开车之前，启动催化焚烧系统。在催化焚烧系统的开工炉中加入燃料气，控制催化焚烧反应器的温度，放出的热量由废热锅炉产生1.5-2.0MPaG的饱和蒸汽供开车初期压缩机透平使用。当装置负荷达到70％时，逐渐关闭燃料气进料阀门。

附图说明

[0016] 图1为本发明简要工艺流程图

具体实施方式

[0017] 下面结合具体实例对本实用新型作出进一步地详细描述。

[0018] 某年产8万吨丙烯酸装置，反应系统放出的热量为29943kW/h，通过E-3，E-4，E-105分别产生1.5MPaG饱和蒸汽为25.787t/h，2.973t/h，14.192t/h。催化焚烧系统将产生29943kW/h的热量，E-6产生1.5MPaG饱和蒸汽为8.69t/h。KT-1消耗1.5MPaG过热蒸汽45t/h。产生44.37t/h的0.3MPaG蒸汽。通过本发明实施后，可利用催化焚烧系统的废热
29943kW/h的热量，压缩机透平无需外来蒸汽，不必另设蒸汽锅炉、蒸汽过热器装置，减少基建投资和运行费用。

[0019] 当开车初期时，压缩机的透平驱动可有两种方式。第一种方式，先在催化焚烧系统的开工炉中通入一定热值的燃料气，在产生1.5MPaG恒压饱和蒸汽8.69t/h时，将该蒸汽引入KT-1，当负荷达到70％时，切断燃料气的入口阀。此时，将反应器产生的蒸汽切换到催化焚烧的过热蒸器中。将产生的过热蒸汽通入KT-1中。同时KT-1产生0.3MPaG饱和蒸汽。

[0020] 第二种方式是：开车初期从外管网引入1.5MPaG饱和蒸汽，供KT-1使用。当负荷达到70％时，反应器产生蒸汽已经稳定，将D-4产生的高压蒸汽切换到蒸汽过热器中产生该压力下的过热蒸汽，供KT-1使用。

[0021] 本发明的优点在于，分离塔C-1的塔顶放出尾气经焚烧炉R-4焚烧后，设过热器E-7对D-4出来的蒸汽进行过热，供本装置空气压缩机KT-1驱动透平之用，尾气焚烧，减少对大气的污染，其尾气作为燃料又回收利用，热量用来加热蒸汽，此过热蒸汽送入KT-1的透平，从而不必为此再建锅炉，增设过滤器设备可降低工程造价，减少装置的运行费用，其经济和社会效益都是显著的。