CN103908917B - 消除混合器内发生燃烧的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种消除混合器内发生燃烧的方法，主要解决现有技术存在混合器内部燃烧造成的原料消耗、设备损坏的问题。本发明通过采用将所需量的氧化性气体和在系统工况条件下能与氧化性气体发生燃烧或强烈放热反应的物质通入混合器内进行混合；至少在混合器的出口处至混合器出口处50米的管道上，设置温度探测元件，通过温度探测元件的温度信号经运算获得温度变化速率；当温度变化速率大于等于5℃/秒时，启动装置的联锁程序，停止氧化性气体的进入；或者在氧化性气体输入的同时，输入与在系统工况条件下不能与氧化性气体发生燃烧或反应的惰性物质气体的技术方案较好地解决了该问题，可用于需要消除混合器内发生燃烧或强烈放热反应的工艺生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种消除混合器内发生燃烧的方法。
背景技术
气相氧化反应是常见的化工、石化工艺过程之一。混合器是气相氧化反应过程的重要设备，如文献CN2674304公开了一种高温低氧空气烟气混合器。为保证反应过程安全，氧气浓度必须控制在不会发生爆炸的安全范围内。尽管工艺上可以采取措施予以保证其最终氧浓度在安全范围内，但在混合过程中氧气或空气进入后不可避免地会有一个扩散混合过程使局部空间的反应混合物处于爆炸可燃范围内，在静电、高温等因素触发下发生内部燃烧。虽然因为总体浓度得到控制，不会发生严重事故，但如果局部的燃烧不能被快速抑制，及时熄灭，轻则造成原料消耗，重则可能造成设备烧坏等事故。而随着装置规模和设备尺寸的增加，事故的危险性也在增加。
从目前资料来看，如乙烯法醋酸乙烯工艺的气相氧化反应流程控制中没有对混合器内部发生燃烧的情况进行专门监测和控制。而事实上，已有证据表明此种内部燃烧确实发生过，而发生时并未及时发现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在混合器内部发生燃烧或类似燃烧的非正常深度氧化反应时，不能得到及时监测并启动相应的控制系统制止燃烧，从而引起内部燃烧造成的原料消耗、设备损坏的问题，提供一种新的消除混合器内发生燃烧的方法。该方法能监测并及时消除混合器内部发生的非正常深度氧化，维持生产正常运行。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种消除混合器内发生燃烧的方法，将所需量的氧化性气体和在系统工况条件下能与氧化性气体发生燃烧或强烈放热反应的物质通入混合器内进行混合；至少在混合器的出口处至混合器出口处50米的管道上，设置温度探测元件，通过温度探测元件的温度信号经运算获得温度变化速率；当温度变化速率大于等于5℃/秒时，启动装置的联锁程序，停止氧化性气体的进入；或者在氧化性气体输入的同时，输入与在系统工况条件下不能与氧化性气体发生燃烧或反应的惰性物质气体；所述惰性物质气体与氧化性气体通过同一管道进入混合器，并且惰性物质气体的压力大于等于氧化性气体进入混合器的入口压力。
上述技术方案中，所述氧化性气体包括含氧、氯或氟的气体中的至少一种，其中所述含氧气体选自氧气或空气。所述在系统工况条件下能与氧化性气体发生燃烧或强烈放热反应的物质选自C1~C18的烷烃、C2~C18的烯烃、C2~C18的炔烃、C1~C18的醇、C1~C18的醛或C1~C18的酮中的至少一种。所述惰性物质气体选自氮气、氦气或CO2中的至少一种。所述温度探测元件优选方案为设置在混合器的出口处至混合器出口处10米的管道上。当温度变化速率优选范围为大于等于10℃/秒时，启动装置的联锁程序。惰性物质气体的压力优选范围为大于等于氧化性气体进入混合器的入口压力0.1MPa，更优选范围为大于等于氧化性气体进入混合器的入口压力0.2MPa。
本发明方法中，氧化性气体和在系统工况条件下能与氧化性气体发生燃烧或强烈放热反应的物质的比例满足下述条件：两者的比例在爆炸燃烧极限之外，两者的比例满足工艺要求所需量。
正常生产时，流体温度的变化通常较为缓慢，采用监测温度变化速率可以免除正常生产时温度变化的干扰，防止误动作。本发明方法在混合器的出口处至混合器出口处50米的管道上安置温度测量元件对混合器出口气体温度进行检测，根据温度变化速率给出控制信号。在惰性气体管道上设置有自动控制阀门。当温度变化速率大于等于5℃/秒时，启动装置的联锁程序，停止氧化性气体的进入；或者在氧化性气体输入的同时，输入与在系统工况条件下不能与工艺气体发生燃烧或强烈放热反应的惰性物质气体；使混合器内部氧化性气体浓度迅速降低到爆炸燃烧极限以下，火焰熄灭。采用本发明方法，能对混合器内部工作状态进行实时监控并自动处理，及时消除混合器内部发生的非正常深度氧化，消除了安全隐患，避免原料浪费和设备损坏，维持生产的正常运行，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
【实施例1】
采用甲醇过量法生产甲醛，将摩尔比为1.5的空气与甲醇在预混合器内进行预混合后再进入反应器。在预混合器的出口处至预混合器出口处10米的管道上，设置温度探测元件，通过温度探测元件的温度信号经运算测得流体温度变化速率。当温度变化速率大于等于5℃/秒时，启动装置的联锁程序，停止空气的进入。
【实施例2】
用乙烯、醋酸进行氧酰化反应生产醋酸乙烯，将含乙烯45%(mol)的循环气与氧气在混合器内进行混合，然后进入反应器。在混合器的出口处至混合器出口处15米的管道上，设置温度探测元件，通过温度探测元件的温度信号经运算测得流体温度变化速率。当监测到温度变化速率大于等于10℃/秒时，表明内部发生燃烧，启动装置的联锁程序，打开氮气输入阀，迅速在氧气管道上同时输入氮气以稀释氧气，熄灭内部燃烧。氮气的压力高于氧气进入混合器时的压力至少0.1MPa。
【实施例3】
乙烯氧化制环氧乙烷，将乙烯含量为25%(体积)的乙烯循环气和氧气通入混合器内进行混合，循环气与氧气的摩尔比为15。在混合器的出口处至混合器出口处25米的管道上，设置温度探测元件，通过温度探测元件的温度信号经运算测得流体温度变化速率。当温度变化速率大于等于10℃/秒时，启动装置的联锁程序，停止氧气输入，同时输入氮气。氮气与氧气通过同一管道进入混合器，并且氮气的压力高于氧气压力0.25MPa。
Claims (8)
1.一种消除混合器内发生燃烧的方法，将所需量的氧化性气体和在系统工况条件下能与氧化性气体发生燃烧或强烈放热反应的物质通入混合器内进行混合；至少在混合器的出口处至混合器出口处50米的管道上，设置温度探测元件，通过温度探测元件的温度信号经运算获得温度变化速率；当温度变化速率大于等于10℃/秒时，启动装置的联锁程序，停止氧化性气体的进入；或者在氧化性气体输入的同时，输入与在系统工况条件下不能与氧化性气体发生燃烧或反应的惰性物质气体；所述惰性物质气体与氧化性气体通过同一管道进入混合器，并且惰性物质气体的压力大于等于氧化性气体进入混合器的入口压力；
氧化性气体和在系统工况条件下能与氧化性气体发生燃烧或强烈放热反应的物质的比例满足下述条件：两者的比例在爆炸燃烧极限之外，两者的比例满足工艺要求所需量。
2.根据权利要求1所述的消除混合器内发生燃烧的方法，其特征在于所述氧化性气体包括含氧、氯或氟的气体中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的消除混合器内发生燃烧的方法，其特征在于所述含氧气体选自氧气或空气。
4.根据权利要求1所述的消除混合器内发生燃烧的方法，其特征在于所述在系统工况条件下能与氧化性气体发生燃烧或强烈放热反应的物质选自C1～C18的烷烃、C2～C18的烯烃、C2～C18的炔烃、C1～C18的醇、C1～C18的醛或C1～C18的酮中的至少一种，并不包括C1～C2的酮。
5.根据权利要求1所述的消除混合器内发生燃烧的方法，其特征在于所述惰性物质气体选自氮气、氦气或CO2中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的消除混合器内发生燃烧的方法，其特征在于所述温度探测元件设置在混合器的出口处至混合器出口处10米的管道上。
7.根据权利要求1所述的消除混合器内发生燃烧的方法，其特征在于惰性物质气体的压力大于氧化性气体进入混合器的入口压力0.1MPa。
8.根据权利要求7所述的消除混合器内发生燃烧的方法，其特征在于惰性物质气体的压力大于氧化性气体进入混合器的入口压力0.2MPa。
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