一种丙醛加氢反应热利用系统的制作方法

1.本发明属于反应热利用技术领域，具体涉及一种丙醛加氢反应热利用系统。


背景技术：

2.丙醛加氢反应是合成丙醇的重要途径，其在加氢反应器中完成，丙醛和氢气的混合体系经过预热汽化后从反应器底部进入，在压力差的推动下自下向上经过催化剂床层，在一定的高温条件下进行，完成缩聚生成丙醇。丙醛加氢生产丙醇的过程中，加氢反应器中产生的热量需要移走，目前一般使用循环水或空冷器将循环热水中的热量移除。
3.以上设备及工艺存在热量浪费的问题，同时增加了产品的生产成本，间接造成了成本的提高，目前存在将丙醛加氢反应热直接利用到丙醛蒸发器和热水加热器中，可以实现对丙醛加氢反应热的利用，但这种系统对设备的依赖性高，一旦某个设备损坏或停止生产，其它设备的运行也会出现问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的丙醛加氢反应热资源浪费，设备间依赖程度高的问题，本发明专利提供了一种丙醛加氢反应热利用系统，利用系统效组合，实现丙醛加氢反应热小或停止的异常工况下，系统能够不受影响，良好运行。
5.本发明通过以下技术方案实现：一种丙醛加氢反应热利用系统，包括循环热水罐、循环热水泵、辅助冷却器、丙醇换热器、丙醛加氢反应器、热水加热器、第一换热器、第二换热器、循环热水空冷器、辅助加热器和热水泵；所述的循环热水罐的出口与循环热水泵的进口连接，循环热水泵的出口分别与辅助冷却器、丙醇换热器、丙醛加氢反应器和热水加热器的进口连接；所述的丙醛加氢反应器的出口分别与热水加热器和循环热水空冷器的进口连接，循环热水空冷器的出口与循环热水泵进口连接；所述的热水加热器出口分别与第一换热器、第二换热器和循环热水罐的进口连接，第一换热器和第二换热器出口与循环热水罐的进口连接；所述的辅助冷却器和丙醇换热器的出水口分别与第一换热器和第二换热器的进口连接；所述的循环热水器与热水泵和辅助加热器之间构成循环水回路，保持循环热水罐内的水温度恒定。
6.进一步地，各设备前设置有调节阀，控制进水量及出水流流向。
7.进一步地，所述的丙醇换热器和丙醛加氢反应器的出水汇合后分别进入第一换热器和第二换热器。
8.进一步地，所述的第一换热器和第二换热器出水与来自热水加热器的剩余热水汇合后进入循环热水罐。
9.进一步地，所述的循环热水泵有两台，一开一备。
10.进一步地，通过dsc控制丙醛加氢反应热利用系统。
11.进一步地，正常运行时，热水加热器和循环热水空冷器的负荷均为零。
12.有益效果（1）本发明中的丙醛加氢反应热利用系统每小时可节约8吨0.5mpa低压蒸汽，同时将循环热水空冷器停用，每小时节约电机运行能耗45kw，将反应热利用到装置设备上，实现反应热和需热设备的完美结合；（2）本发明中的丙醛加氢反应热利用系统效组合，实现丙醛加氢反应热小或停止的异常工况下，系统能够不受影响，良好运行。
附图说明
13.图1为丙醛加氢反应热利用系统示意图；其中，1. 循环热水罐，2. 循环热水泵，3.辅助冷却器，4. 丙醇换热器，5. 丙醛加氢反应器，6. 热水加热器，7. 第一换热器，8. 第二换热器，9. 循环热水空冷器,10.辅助加热器，11.热水泵。
具体实施方式
14.为了更好的理解本发明，现结合附图和具体实施方式对丙醛加氢反应热利用系统进行说明，应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
15.本发明中的丙醛加氢反应热利用系统如图1所示：由图1可知，本发明中的丙醛加氢反应热利用系统包括循环热水罐1、循环热水泵2（两台，一开一备）、辅助冷却器3、丙醇换热器4、丙醛加氢反应器5、热水加热器6、第一换热器7、第二换热器8、循环热水空冷器9、辅助加热器10和热水泵11；循环热水罐1的出口与循环热水泵2的进口连接，循环热水泵2的出口分别与辅助冷却器3、丙醇换热器4、丙醛加氢反应器5和热水加热器6的进口连接；丙醛加氢反应器5的出口分别与热水加热器6和循环热水空冷器9的进口和连接，循环热水空冷器9的出口与循环热水泵1进口连接；热水加热器6出口分别与第一换热器7、第二换热器8和循环热水罐1的进口连接，第一换热器7和第二换热器8出口与循环热水罐1的进口连接；辅助冷却器3和丙醇换热器4的出水口分别与第一换热器7和第二换热器8的进口连接；循环热水器1与热水泵11和辅助加热器10之间构成循环水回路，保持循环热水罐1内的水温度恒定。
16.所述的循环热水罐1与辅助冷却器3、丙醇换热器4、丙醛加氢反应器5和热水加热器7之间的管道上设置有调节阀，控制循环热水泵1的出水水流流向；辅助加热器6与第一换热器7和第二换热器8之间的管道上设置有调节阀，控制辅助加热器7的出水的水流流向；丙醇换热器4和丙醛加氢反应器5的出水汇总后分别进入第一换热器7和第二换热器8，并与第一换热器7和第二换热器8之间设置有调节阀。
17.所述的丙醛加氢反应热利用系统通过dsc系统控制，控制各设备进水流量和进水温度，以及运行负荷。
18.现结合具体实施例对本发明中的丙醛加氢反应热利用系统的使用方法进行说明。
19.实施例1设定各设备之间的水流流向，其中：流股1：循环热水泵1出口热水；流股2：辅助冷却器2出口热水；流股3：丙醇换热器4出口热水；流股4：丙醛加氢反应器5出口热水；流股5：剩余热水；流股6：进入第一换热器7热水；流股7：进入第二换热器8热水；流股8：回循环热水罐1热水；流股9：去循环热水空冷器9热水；流股10：第一换热器7出口热水；流股11：第二换热器8出口热水；流股12：进丙醇换热器12前的热水；流股13：进辅助冷却器13前的热水；开始运行时：循环热水罐1储存一定量的热水，启动循环热水泵2和各装备前的调控阀，循环热水流经循环热水泵2、丙醛加氢反应器5和热水加热器6，最后回到循环热水罐1；通过辅助加热器10，将循环热水罐1内的水温控制在104℃左右，同时将丙醛加氢反应器5预热到100℃左右，便于开车；正常运行时：（1）通过控制各设备前的调控阀门，循环热水罐1中的热水经热水泵11进入辅助加热器10，为流股2，通过辅助加热器10控制循环热水罐1内热水的温度在104-106℃之间，该温度下的热水进入丙醛加氢反应器5移除热量时，副反应较低，产生的丙酸丙酯等重组分较低，丙醛加氢反应转化率较高；（2）通过控制各设备前的调控阀门，循环热水罐1内的热水进入丙醛加氢反应器5，经丙醛加氢反应器5后温度升温至120℃，构成丙醛加氢反应器5后热水（流股4）；（3）通过控制各设备前的调控阀门，循环热水罐1内的热水（流股12）进入丙醇换热器4，经加热丙醇换热器4后，温度降至85℃，构成出丙醇换热器4后冷水（流股3）；（4）通过控制各设备前的调控阀门，循环热水罐1内的热水（流股13）进入辅助冷却器3，经辅助冷却器3冷却后，温度降至85℃，构成出辅助冷却器后冷水（流股2）；（5）丙醛加氢反应器5的出水热水（流股4）经热水加热器6（热水加热器负荷为0），丙醇换热器4后冷水（流股3）和辅助冷却器后冷水（流股2）中的冷水汇合后与热水加热器6内的部分热水进入第一换热器7和第二换热器8，通过第一换热器7和第二换热器8之前的控制阀，控制进第一换热器7热水（流股6）和第一换热器8热水（流股7）温度在106-107℃；经过第一换热器后，（流股10）温度降至94℃，经第二换热器后，（流股11）温度降至89℃，出第一换热器7和第二换热器8的热水与源自热水加热器6剩余热水汇合后回到循环热水罐1。经实际运行证实第一换热器7和第二换热器8进水热水温度控制在106-109℃之间，第一换热器7温度出口热水温度控制在90-96℃，第二换热器热水出口温度控制在85-92℃之间时，第一
换热器第二换热器换热效率较高；经过上述设备和管路的循环热水，经循环热水罐的温度恒定控制在104
±
0.5℃，循环热水空冷器10、热水加热器7的负荷均为零。
20.利用上述丙醛加氢反应热利用系统，进入循环热水泵的流量为335000kg/h，每小时可节约8吨0.5mpa低压蒸汽，同时循环热水空冷器9零负荷，每小时节约电机运行能耗45kw，将反应热利用到装置设备上，实现反应热和需热设备的完美结合。
21.异常工况运行时：（1）丙醛加氢反应器5突然停止放热，辅助加热器10开始运行，加热源于循环热水罐1的热水，维持装置正常运行；（2）第一换热器7和第二换热器8突然停车，不需要热量时，启动循环热水空冷器10，丙醛加氢反应器5加热后的热水（流股4）直接进入循环热水空冷器10，然后进入循环热水罐1，循环热水罐1的温度控制在104
±
0.5℃，维持装置正常运行。
22.上述虽然结合附图对本实用发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：
1.一种丙醛加氢反应热利用系统，其特征在于，包括循环热水罐（1）、循环热水泵（2）、辅助冷却器（3）、丙醇换热器（4）、丙醛加氢反应器（5）、热水加热器（6）、第一换热器（7）、第二换热器（8）、循环热水空冷器（9）、辅助加热器（10）和热水泵（11）；所述的循环热水罐（1）的出口与循环热水泵（2）的进口连接，循环热水泵（2）的出口分别与辅助冷却器（3）、丙醇换热器（4）、丙醛加氢反应器（5）和热水加热器（6）的进口连接；所述的丙醛加氢反应器（5）的出口分别与热水加热器（6）和循环热水空冷器（9）的进口连接，循环热水空冷器（9）的出口与循环热水泵（1）进口连接；所述的热水加热器（6）出口分别与第一换热器（7）、第二换热器（8）和循环热水罐（1）的进口连接，第一换热器（7）和第二换热器（8）出口与循环热水罐（1）的进口连接；所述的辅助冷却器（3）和丙醇换热器（4）的出水口分别与第一换热器（7）和第二换热器（8）的进口连接；所述的循环热水器（1）与热水泵（11）和辅助加热器（10）之间构成循环水回路，保持循环热水罐（1）内的水温度恒定。2.根据权利要求1所述的丙醛加氢反应热利用系统，其特征在于，各设备前设置有调节阀，控制进水量及出水流流向。3.根据权利要求1所述的丙醛加氢反应热利用系统，其特征在于，所述的丙醇换热器（4）和丙醛加氢反应器（5）的出水汇合后分别进入第一换热器（7）和第二换热器（8）。4.根据权利要求1所述的丙醛加氢反应热利用系统，其特征在于，所述的第一换热器（7）和第二换热器（8）出水与来自热水加热器（6）的剩余热水汇合后进入循环热水罐（1）。5.根据权利要求1所述的丙醛加氢反应热利用系统，其特征在于，所述的循环热水泵（2）有两台，一开一备。6.根据权利要求1所述的丙醛加氢反应热利用系统，其特征在于，通过dsc控制丙醛加氢反应热利用系统。7.根据权利要求1所述的丙醛加氢反应热利用系统，其特征在于，正常运行时，热水加热器（6）和循环热水空冷器（9）的负荷均为零。

技术总结
本发明公开了一种丙醛加氢反应热利用系统，包括循环热水罐、循环热水泵、辅助冷却器、丙醇换热器、丙醛加氢反应器、热水加热器、第一换热器、第二换热器、循环热水空冷器、辅助加热器和热水泵；循环热水罐与循环热水泵连接，循环热水泵分别与辅助冷却器、丙醇换热器、丙醛加氢反应器和热水加热器连接；丙醛加氢反应器分别与热水加热器和循环热水空冷器连接，循环热水空冷器与循环热水泵连接；热水加热器分别与第一换热器、第二换热器和循环热水罐连接，第一换热器和第二换热器与循环热水罐连接；循环热水器与热水泵和辅助加热器之间构成循环水回路。本发明系统有效组合，实现丙醛加氢反应热小或停止的异常工况下，系统能够不受影响。响。响。


技术研发人员：武敏杰 韩士亮 冯贵俊 刘立彬 李明霞 朱明华 孙道成 逯振飞 闫志强 牛东方 陶红 吉红新 杜光道 朱传新 孙振柱 赵猛 任小慧
受保护的技术使用者：聊城市鲁西化工工程设计有限责任公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/21