消除混合器內發(fā)生燃燒的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，主要解決現(xiàn)有技術存在混合器內部燃燒造成的原料消耗、設備損壞的問題。本發(fā)明通過采用將所需量的氧化性氣體和在系統(tǒng)工況條件下能與氧化性氣體發(fā)生燃燒或強烈放熱反應的物質通入混合器內進行混合；至少在混合器的出口處至混合器出口處50米的管道上，設置溫度探測元件，通過溫度探測元件的溫度信號經運算獲得溫度變化速率；當溫度變化速率大于等于5℃/秒時，啟動裝置的聯(lián)鎖程序，停止氧化性氣體的進入；或者在氧化性氣體輸入的同時，輸入與在系統(tǒng)工況條件下不能與氧化性氣體發(fā)生燃燒或反應的惰性物質氣體的技術方案較好地解決了該問題，可用于需要消除混合器內發(fā)生燃燒或強烈放熱反應的工藝生產中。
【專利說明】消除混合器內發(fā)生燃燒的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種消除混合器內發(fā)生燃燒的方法。
【背景技術】
[0002]氣相氧化反應是常見的化工、石化工藝過程之一?；旌掀魇菤庀嘌趸磻^程的重要設備，如文獻CN2674304公開了一種高溫低氧空氣煙氣混合器。為保證反應過程安全，氧氣濃度必須控制在不會發(fā)生爆炸的安全范圍內。盡管工藝上可以采取措施予以保證其最終氧濃度在安全范圍內，但在混合過程中氧氣或空氣進入后不可避免地會有一個擴散混合過程使局部空間的反應混合物處于爆炸可燃范圍內，在靜電、高溫等因素觸發(fā)下發(fā)生內部燃燒。雖然因為總體濃度得到控制，不會發(fā)生嚴重事故，但如果局部的燃燒不能被快速抑制，及時熄滅，輕則造成原料消耗，重則可能造成設備燒壞等事故。而隨著裝置規(guī)模和設備尺寸的增加，事故的危險性也在增加。
[0003]從目前資料來看，如乙烯法醋酸乙烯工藝的氣相氧化反應流程控制中沒有對混合器內部發(fā)生燃燒的情況進行專門監(jiān)測和控制。而事實上，已有證據表明此種內部燃燒確實發(fā)生過，而發(fā)生時并未及時發(fā)現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術存在混合器內部發(fā)生燃燒或類似燃燒的非正常深度氧化反應時，不能得到及時監(jiān)測并啟動相應的控制系統(tǒng)制止燃燒，從而引起內部燃燒造成的原料消耗、設備損壞的問題，提供一種新的消除混合器內發(fā)生燃燒的方法。該方法能監(jiān)測并及時消除混合器內部發(fā)生的非正常深度氧化，維持生產正常運行。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下:一種消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，將所需量的氧化性氣體和在系統(tǒng)工況條件下能與氧化性氣體發(fā)生燃燒或強烈放熱反應的物質通入混合器內進行混合；至少在混合器的出口處至混合器出口處50米的管道上，設置溫度探測元件，通過溫度探測元件的溫度信號經運算獲得溫度變化速率；當溫度變化速率大于等于5°C /秒時，啟動裝置的聯(lián)鎖程序，停止氧化性氣體的進入；或者在氧化性氣體輸入的同時，輸入與在系統(tǒng)工況條件下不能與氧化性氣體發(fā)生燃燒或反應的惰性物質氣體；所述惰性物質氣體與氧化性氣體通過同一管道進入混合器，并且惰性物質氣體的壓力大于等于氧化性氣體進入混合器的入口壓力。
[0006]上述技術方案中，所述氧化性氣體包括含氧、氯或氟的氣體中的至少一種，其中所述含氧氣體選自氧氣或空氣。所述在系統(tǒng)工況條件下能與氧化性氣體發(fā)生燃燒或強烈放熱反應的物質選自CfC18的烷烴、C2?C18的烯烴、C2?C18的炔烴、C1?C18的醇、C1?C18的醛或CfClS的酮中的至少一種。所述惰性物質氣體選自氮氣、氦氣或CO2中的至少一種。所述溫度探測元件優(yōu)選方案為設置在混合器的出口處至混合器出口處10米的管道上。當溫度變化速率優(yōu)選范圍為大于等于10°C /秒時，啟動裝置的聯(lián)鎖程序。惰性物質氣體的壓力優(yōu)選范圍為大于等于氧化性氣體進入混合器的入口壓力0.1MPa，更優(yōu)選范圍為大于等于氧化性氣體進入混合器的入口壓力0.2MPa。
[0007]本發(fā)明方法中，氧化性氣體和在系統(tǒng)工況條件下能與氧化性氣體發(fā)生燃燒或強烈放熱反應的物質的比例滿足下述條件:兩者的比例在爆炸燃燒極限之外，兩者的比例滿足工藝要求所需量。
[0008]正常生產時，流體溫度的變化通常較為緩慢，采用監(jiān)測溫度變化速率可以免除正常生產時溫度變化的干擾，防止誤動作。本發(fā)明方法在混合器的出口處至混合器出口處50米的管道上安置溫度測量元件對混合器出口氣體溫度進行檢測，根據溫度變化速率給出控制信號。在惰性氣體管道上設置有自動控制閥門。當溫度變化速率大于等于5°C/秒時，啟動裝置的聯(lián)鎖程序，停止氧化性氣體的進入；或者在氧化性氣體輸入的同時，輸入與在系統(tǒng)工況條件下不能與工藝氣體發(fā)生燃燒或強烈放熱反應的惰性物質氣體；使混合器內部氧化性氣體濃度迅速降低到爆炸燃燒極限以下，火焰熄滅。采用本發(fā)明方法，能對混合器內部工作狀態(tài)進行實時監(jiān)控并自動處理，及時消除混合器內部發(fā)生的非正常深度氧化，消除了安全隱患，避免原料浪費和設備損壞，維持生產的正常運行，取得了較好的技術效果。
[0009]下面通過實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
【具體實施方式】
[0010]【實施例1】
采用甲醇過量法生產甲醛，將摩爾比為1.5的空氣與甲醇在預混合器內進行預混合后再進入反應器。在預混合器的出口處至預混合器出口處10米的管道上，設置溫度探測元件，通過溫度探測元件的溫度信號經運算測得流體溫度變化速率。當溫度變化速率大于等于5°C /秒時，啟動裝置的聯(lián)鎖程序，停止空氣的進入。
[0011]【實施例2】
用乙烯、醋酸進行氧?；磻a醋酸乙烯，將含乙烯45%(mol)的循環(huán)氣與氧氣在混合器內進行混合，然后進入反應器。在混合器的出口處至混合器出口處15米的管道上，設置溫度探測元件，通過溫度探測元件的溫度信號經運算測得流體溫度變化速率。當監(jiān)測到溫度變化速率大于等于10°C /秒時，表明內部發(fā)生燃燒，啟動裝置的聯(lián)鎖程序，打開氮氣輸入閥,迅速在氧氣管道上同時輸入氮氣以稀釋氧氣，熄滅內部燃燒。氮氣的壓力高于氧氣進入混合器時的壓力至少0.1MPa0
[0012]【實施例3】
乙烯氧化制環(huán)氧乙烷，將乙烯含量為25%(體積)的乙烯循環(huán)氣和氧氣通入混合器內進行混合，循環(huán)氣與氧氣的摩爾比為15。在混合器的出口處至混合器出口處25米的管道上，設置溫度探測元件，通過溫度探測元件的溫度信號經運算測得流體溫度變化速率。當溫度變化速率大于等于10°C /秒時，啟動裝置的聯(lián)鎖程序，停止氧氣輸入，同時輸入氮氣。氮氣與氧氣通過同一管道進入混合器，并且氮氣的壓力高于氧氣壓力0.25MPa。
【權利要求】
1.一種消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，將所需量的氧化性氣體和在系統(tǒng)工況條件下能與氧化性氣體發(fā)生燃燒或強烈放熱反應的物質通入混合器內進行混合；至少在混合器的出口處至混合器出口處50米的管道上，設置溫度探測元件，通過溫度探測元件的溫度信號經運算獲得溫度變化速率；當溫度變化速率大于等于5°C /秒時，啟動裝置的聯(lián)鎖程序，停止氧化性氣體的進入；或者在氧化性氣體輸入的同時，輸入與在系統(tǒng)工況條件下不能與氧化性氣體發(fā)生燃燒或反應的惰性物質氣體；所述惰性物質氣體與氧化性氣體通過同一管道進入混合器，并且惰性物質氣體的壓力大于等于氧化性氣體進入混合器的入口壓力。
2.根據權利要求1所述的消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，其特征在于所述氧化性氣體包括含氧、氯或氟的氣體中的至少一種。
3.根據權利要求2所述的消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，其特征在于所述含氧氣體選自氧氣或空氣。
4.根據權利要求1所述的消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，其特征在于所述在系統(tǒng)工況條件下能與氧化性氣體發(fā)生燃燒或強烈放熱反應的物質選自CfClS的烷烴、C2^C18的烯烴、C2~C18的炔烴、C1~C18的醇、C1~C18的醛或Cf C18的酮中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，其特征在于所述惰性物質氣體選自氮氣、氦氣或CO2中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，其特征在于所述溫度探測元件設置在混合器的出口處至混合器出口處10米的管道上。
7.根據權利要求 1所述的消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，其特征在于當溫度變化速率大于等于10°C /秒時，啟動裝置的聯(lián)鎖程序。
8.根據權利要求1所述的消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，其特征在于惰性物質氣體的壓力大于等于氧化性氣體進入混合器的入口壓力0.1MPa0
9.根據權利要求8所述的消除混合器內發(fā)生燃燒的方法，其特征在于惰性物質氣體的壓力大于等于氧化性氣體進入混合器的入口壓力0.2MPa。
【文檔編號】B01F13/04GK103908917SQ201310003282
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月6日 優(yōu)先權日:2013年1月6日
【發(fā)明者】陳為群, 李冰 申請人:中石化上海工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司