防爆型氢化反应装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921538785.2 (22)申请日 2019.09.17 (73)专利权人 吉林省石油化工设计研究院 地址 130021 吉林省长春市朝阳区人民大 街3623号 (72)发明人 金智慧李雪齐广波尚力伟 姚铁锋刘星宇刘鑫阳张占锋 尹强程穆梅 (74)专利代理机构 南京正联知识产权代理有限 公司 32243 代理人 邓唯 (51)Int.Cl. B01J 19/18(2006.01) B01J 19/00(2006.01) B01J 4/00(2006.01) B01J 3。

2、/04(2006.01) B01J 3/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种防爆型氢化反应装置 (57)摘要 本实用新型涉及一种防爆型氢化反应装置， 属于加氢反应装置技术领域。 包括： 反应釜， 用于 进行氢化反应； 反应釜上连接有： NaOH进料口、 糖 液进料口、 第一氢气进口、 第一氮气进口， 分别用 于向反应釜中供入NaOH、 淀粉糖化液、 氢气和氮 气； 平衡罐， 反应釜上设置有压力传感器， 并且反 应釜依次通过第一压力泄放口和第一控制阀连 接至平衡罐， 平衡罐的底部通过返料泵连接于反 应釜， 返料泵用于将平衡罐中的物料返回至反应 釜中； 水封罐， 用于对反应釜中的物料。

3、进行水封 后的排放处理； 反应釜依次通过第二压力泄放口 和第二控制阀连接至水封罐中； 水封罐的顶部还 连接于气液分离罐。 本装置中能够解决反应过程 发生爆炸和飞温事故。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 211026276 U 2020.07.17 CN 211026276 U 1.一种防爆型氢化反应装置， 其特征在于， 包括： 反应釜 （1） ， 用于进行氢化反应； 反应釜 （1） 上连接有： NaOH进料口 （3） 、 糖液进料口 （4） 、 第一氢气进口 （5） 、 第一氮气进口 （6） ， 分别用于向反应釜中供入NaOH、 淀粉糖化液、 氢气和 氮气； 平衡罐 （8） ， 反。

4、应釜 （1） 上设置有压力传感器 （9） ， 并且反应釜 （1） 依次通过第一压力泄 放口 （14） 和第一控制阀 （10） 连接至平衡罐 （8） ， 平衡罐 （8） 的底部通过返料泵 （16） 连接于反 应釜 （1） ， 返料泵 （16） 用于将平衡罐 （8） 中的物料返回至反应釜 （1） 中； 水封罐 （11） ， 用于对反应釜 （1） 中的物料进行水封后的排放处理； 反应釜 （1） 依次通过 第二压力泄放口 （15） 和第二控制阀 （12） 连接至水封罐 （11） ； 水封罐 （11） 的顶部还连接于气 液分离罐 （13） 。 2.根据权利要求1所述的防爆型氢化反应装置， 其特征在于， 。

5、反应釜 （1） 中还带有搅拌 器 （2） 。 3.根据权利要求1所述的防爆型氢化反应装置， 其特征在于， 在反应釜 （1） 的底部和顶 部还设有出料口 （7） ， 用于将反应完成后的糖醇排出至冷却单元。 4.根据权利要求1所述的防爆型氢化反应装置， 其特征在于， 平衡罐 （8） 上还设有第二 氢气进口 （17） 和第二氮气进口 （18） ， 分别用于向平衡罐 （8） 中补充氢气和开车时用于氮气 置换。 5.根据权利要求1所述的防爆型氢化反应装置， 其特征在于， 平衡罐 （8） 的顶部还设置 释放排空管路， 其与水封罐 （11） 的物料进口管路连接。 6.根据权利要求1所述的防爆型氢化反应装置，。

6、 其特征在于， 气液分离罐 （13） 的底部连 接至废水处理单元。 7.根据权利要求1所述的防爆型氢化反应装置， 其特征在于， 在水封罐 （11） 的底部还连 接有排水口 （23） ， 用于将水封罐 （11） 中的废水送入废水处理装置中。 8.根据权利要求1所述的防爆型氢化反应装置， 其特征在于， 水封罐 （11） 和气液分离罐 （13） 上还连接有脱盐水进口 （22） ， 用于供入脱盐水。 9.根据权利要求1所述的防爆型氢化反应装置， 其特征在于， 在平衡罐 （8） 和反应釜 （1） 上还分别设有第一冷却水进口 （24） 和第二冷却水进口 （26） ， 分别用于供入冷却水； 反应釜 （1） 。

7、上还设有蒸汽进口 （25） ， 用于对反应釜 （1） 进行升温加热。 10.根据权利要求1所述的防爆型氢化反应装置， 其特征在于， 在反应釜 （1） 、 平衡罐 （8） 、 水封罐 （11） 上都分别连接有第一、 第二、 第三阻火器 （21-1、 21-2、 21-3） 。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211026276 U 2 一种防爆型氢化反应装置 技术领域 0001 本实用新型涉及一种防爆型氢化反应装置， 属于加氢反应装置技术领域。 背景技术 0002 加氢反应是指在一定压力、 温度和有催化剂存在的条件下， 物料和氢气发生的还 原反应， 反应过程由于各种因素的影响， 以及反应条件的。

8、突变， 极易发生爆炸和飞温事故， 轻者安全装置起跳， 气体、 物料、 催化剂喷出造成损失， 重者发生爆炸及联锁反应， 是一种极 大安全隐患， 多年来人们一直在探讨和研究反应过程的安全性， 寻求最佳的解决方案， 但始 终没能彻底解决， 国内外各种加氢装置， 氢气爆炸事故时有发生， 所以国家对有氢气环境的 反应过程及场所做为重点监管。 加氢反应过程存在的主要安全隐患包括： 1、 升温升压顺序 颠倒， 或升温速度过快； 2、 系统控制阀门动作滞后， 没能及时切断气源； 3、 安全阀、 泄压阀失 灵， 没有及时起跳或报警； 4、 釜内预留的膨胀空间不足， 造成压力升高； 5、 反应速度太快放 出大量热。

9、形成飞温及超压现象； 6、 阀门内漏继续升压， 超压运行； 7、 蒸汽加热阀门内漏使反 应继续升温造成飞温； 8、 反应器中氧含量超标， 反应器置换不彻底。 0003 因此， 需要针对现有技术中存在的氢化反应装置存在的安全隐患， 提出一种具有 更高安全性的反应装置。 实用新型内容 0004 本实用新型实用新型的目的是： 解决现有技术中加氢反应器存在的反应过程中压 力过高等原因导致的装置不安全隐患。 0005 本实用新型提供的防爆型氢化反应装置中， 能够解决反应过程发生爆炸和飞温事 故， 使加氢反应实现可控， 有序反应， 避免了加氢， 裂解， 超温， 超压等事故的发生， 且物料、 气体、 催化剂。

10、及热量能及时回收返回原系统投入生产并完全可实现远程和全智能化控制， 这种防爆型氢化新工艺的投入使用， 可使加氢反应安全防护措施大幅度提高， 且可完全避 免事故的发生， 不造成任何损失浪费， 安全环保。 0006 为了实现上述技术目标， 采用了如下的技术方案： 0007 一种防爆型氢化反应装置， 包括： 0008 反应釜， 用于进行氢化反应； 反应釜上还相应地连接有： NaOH进料口、 糖液进料口、 第一氢气进口、 第一氮气进口， 分别用于向反应釜中供入NaOH、 淀粉糖化液、 氢气和氮气； 0009 平衡罐， 反应釜上设置有压力传感器， 并且反应釜依次通过第一压力泄放口和第 一控制阀连接至平衡。

11、罐， 平衡罐的底部通过返料泵连接于反应釜， 返料泵用于将平衡罐中 的物料返回至反应釜中； 0010 水封罐， 用于对反应釜中的物料进行水封后的排放处理； 反应釜依次通过第二压 力泄放口和第二控制阀连接至水封罐中； 水封罐的顶部还连接于气液分离罐。 0011 在一个实施方式中， 反应釜中还设有搅拌器， 转速变频可调。 0012 在一个实施方式中， 在反应釜的底部和顶部还设有出料口， 用于将反应完成后的 说明书 1/4 页 3 CN 211026276 U 3 糖醇排出至冷却单元， 去精制。 0013 在一个实施方式中， 平衡罐上还设有第二氢气进口和第二氮气进口， 分别用于向 平衡罐中补充氢气和气。

12、体置换。 0014 在一个实施方式中， 平衡罐的顶部还设置了释放排空管路， 其与水封罐的物料进 口管路连接。 0015 在一个实施方式中， 气液分离罐和水封罐的底部有排污管路连接至废水处理单 元。 0016 在一个实施方式中， 在水封罐的底部还连接有排水口， 用于将水封罐中的废水送 入废水处理装置中。 0017 在一个实施方式中， 水封罐和气液分离罐上还连接有脱盐水进口， 用于供入脱盐 水。 0018 在一个实施方式中， 在平衡罐和反应釜上还分别设有第一冷却水进口和第二冷却 水进口， 分别用于供入冷却水。 反应釜上还设有蒸汽进口， 用于对反应釜进行升温加热。 0019 在一个实施方式中， 在反。

13、应釜、 平衡罐、 水封罐上都分别连接有第一、 第二、 第三阻 火器。 0020 有益效果 0021 1、 与传统工艺相比， 增加了压力平衡装置； 2、 平衡装置和反应流程联在一起， 超过 设定的压力、 温度， 自平衡系统启动并开始工作； 3、 平衡避险后恢复正常反应， 避免恶性事 故的发生； 4、 即使出险， 也无任何物料、 气体、 催化剂、 热量等损失； 5、 很大程度提高加氢反 应过程的安全等级； 6、 可有效杜绝爆炸事故的发生； 7、 安全稳定生产的可靠保证。 附图说明 0022 图1是本实用新型的氢化反应过程控制流程图； 0023 图2是本实用新型的装置在加氢过程的流程； 0024 其。

14、中， 1、 反应釜； 2、 搅拌器； 3、 NaOH进料口； 4、 糖液进料口； 5、 第一氢气进口； 6、 第 一氮气进口； 7、 出料口； 8、 平衡罐； 9、 压力传感器； 10、 第一控制阀； 11、 水封罐； 12、 第二控制 阀； 13、 气液分离罐； 14、 第一压力泄放口； 15、 第二压力泄放口； 16、 返料泵； 17、 第二氢气进 口； 18、 第二氮气进口； 19、 温度传感器； 20、 液位计； 21-1、 第一阻火器； 21-2、 第二阻火器； 21-3、 第三阻火器； 22、 脱盐水进口； 23、 排水口； 24、 第一冷却水进口； 25、 蒸汽进口； 26、 第。

15、二 冷却水进口。 具体实施方式 0025 本实用新型提供的装置图， 如图2所示。 0026 在图中， 主要包含一个反应釜1， 用于进行氢化反应， 反应釜1中还设有搅拌器2； 在 反应釜1上还相应地设有冷却水进出管路和蒸汽进出管路， 分别用于对反应釜进行降温和 升温操作。 另外， 反应釜1上还相应地连接有： NaOH进料口3、 糖液进料口4、 第一氢气进口5、 第一氮气进口6， 分别用于向反应釜中供入NaOH、 淀粉糖化液、 氢气和氮气。 在反应釜1的底 部和顶部还设有出料口7， 用于将反应完成后的糖醇排出至冷却单元。 0027 在本实用新型的装置中， 还包括有平衡罐8， 用于对反应釜1的物料压。

16、力进行平衡 说明书 2/4 页 4 CN 211026276 U 4 操作。 反应釜1上设置有压力传感器9， 并且反应釜1依次通过第一压力泄放口14和第一控制 阀10连接至平衡罐8， 平衡罐8的底部通过返料泵16连接于反应釜1， 返料泵16用于将平衡罐 8中的物料返回至反应釜1中， 同时在平衡罐8上还设有第二氢气进口17和第二氮气进口18， 分别用于向平衡罐8中补充氢气和氮气置换。 0028 在本实用新型的装置中， 还包括水封罐11， 反应釜1依次通过第二压力泄放口15和 第二控制阀12连接至水封罐11中； 水封罐11的顶部还连接于气液分离罐13； 在水封罐11的 底部还连接有排水口23， 用。

17、于将水封罐11中的废水送入废水处理装置中。 0029 水封罐11和气液分离罐13上还连接有脱盐水进口22， 用于供入脱盐水。 0030 在平衡罐8和反应釜1上还分别设有第一冷却水进口24和第二冷却水进口26， 分别 用于供入冷却水。 反应釜1上还设有蒸汽进口25， 用于对反应釜1进行升温加热。 0031 在本实用新型的装置中， 在反应釜1、 平衡罐8、 水封罐11上都分别连接有第一、 第 二、 第三阻火器 （21-1、 21-2、 21-3） ， 第一、 第二和第三阻火器与排空口连接， 用于反应釜的 排空时的阻火作用。 0032 在一个典型的操作方法中， 上述的装置在应用于淀粉糖化液加氢的过程。

18、如下： 0033 （1） 配料： 将溶解好的葡萄糖水溶液调pH7-8， 加入1012%的催化剂， 经预热至60 以上， 经高压泵向反应釜1注料， 达到液位后自动停止， 启动搅拌， 开始升温并通过第一氢 气5进口通入氢气， 并根据实际需求停车和开车前， 通过第一氮气进口6供入氮气用于气体 置换， 随着反应的深入， 氢气不断补充， 反应剧烈进行， 温度90-140， 压力10.511.5 MPa， 正常反应大约23小时； 0034 （2） 氢化反应， 反应温度90140， 压力10.511.5MPa。 根据釜内压力变化曲线， 糖 液在釜内剧烈反应不断消耗氢气， 不断补充氢气， 加氢过程是个放热过程。

19、， 放出的热量基本 够反应所需的热量； 0035 （3） 由于反应的不均匀性， 工艺中设计的工作压力是一定值， 即10.011.5MPa， 自 平衡启跳压力设定为11.812.2 MPa， 即： 当压力传感器9检测到反应釜1内的压力为11.8 12.2 Mpa范围时， 打开第一控制阀10， 使得反应釜1内的物料通过第一压力泄放口14排至平 衡罐8中， 使反应釜1的压力回复至正常范围， 当需要重新将平衡罐8内的物料重新利用时， 通过返料泵16将平衡罐8中的物料返回至反应釜1中， 同时在在返料的时通过第二氢气进口 17向物料内补充适量的氢气达到设定的压力值。 0036 （4） 当反应釜1内的压力超。

20、过11.5 Mpa时， 泄放后主反应釜的压力回归到正常压 力， 返料泵及阀门自动开启工作； 第二控制阀12打开， 使处于过高压力的物料通过第二压力 泄放口15排至水封罐11中， 水封罐11的内部存有水， 经过水封之后的物料 （主要是气体） 再 进入至气液分离罐13， 净化吸收后。 水封罐11以及气液分离罐13是用于一旦安全阀启跳的 最后安保手段， 启跳后物料、 气体、 催化剂经过水床后， 再和大气接触， 以减少对外界的破坏 程度， 目的是不直接和大气接触， 可以回收其中的一部分催化剂。 0037 （5） 平衡罐8的顶部还设置释放排空管路， 其与水封罐11的物料进口管路连接， 可 以使平衡罐8中。

21、的物料压力过高时， 将其排至水封罐11。 0038 （6） 反应物料回流后， 继续先前的氢化反应至结束； 0039 （7） 冷却降温后所得山梨醇液重新泵入反应系统， 继续反应； 反应结束后， 物料通 过出料口7排出。 说明书 3/4 页 5 CN 211026276 U 5 0040 （8） 泄压体积确定： 反应器体积的30%50%， 以不低于30%为宜， 工作压力高， 泄压体 积大， 取上限， 压力低泄压体积小， 取下限。 0041 本实用新型的装置的主要特点有： 0042 1、 增加了压力自平衡装置， 使事故状态泄放过程可控， 降低了事故安全隐患； 0043 2、 消除了事故后次生事故的发。

22、生及扩展， 无爆炸隐患； 0044 3、 经过连接自平衡装置的物料管自动泄压到平衡装置， 经减温、 减压平衡后， 开启 返料工作的阀门、 泵、 注料回系统的主反应器。 无原辅料和催化剂的损失， 节能环保； 0045 4、 泄放及恢复反应， 冷却， 降温、 降压均由自动控制完成， 无需人为操作； 0046 5、 新工艺把事故发生状态变为可控的正常反应的异常处理手段； 0047 6、 泄放装置的压力等级， 应高出反应压力的25%， 较为合理， 0.25工作压力+工作 压力。 0048 本实用新型装置及工艺可以应用于以下的加氢反应过程中： 0049 1、 所有糖加氢反应过程的防爆 （超压） 防飞温 （超温） ； 0050 2、 醇加氢裂解过程的防爆 （超压） 防飞温 （超温） ； 0051 3、 油脂氢化过程的防爆 （超压） 防飞温 （超温） ； 0052 4、 医药中间体加氢反应过程， 有爆炸危险的生产过程； 0053 5、 凡是浆料床间歇氢化和连续氢化反应过程， 均可采用氢化反应新工艺； 0054 6、 完全可用于任何具有爆炸危险的反应过程的气体及液体泄放和回收。 说明书 4/4 页 6 CN 211026276 U 6 图1 说明书附图 1/2 页 7 CN 211026276 U 7 图2 说明书附图 2/2 页 8 CN 211026276 U 8 。