本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)，具體而言，尤其涉及一種用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法。

背景技術(shù)：

1、順酐，又稱順丁烯二酸酐、馬來酸酐、2，5-呋喃二酮等，斜方晶系無色針狀或片狀晶體，有強烈刺激氣味，溶于乙醇、乙醚和丙酮，難溶于石油醚和四氯化碳，與熱水作用而生成馬來酸，主要用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、農(nóng)藥馬拉硫磷、高效低毒農(nóng)藥、長效碘胺的原料；也是涂料、馬來松香、聚馬來酐、順酐-苯乙烯共聚物的共聚單體；也是生產(chǎn)油墨助劑、造紙助劑、增塑劑、酒石酸、富馬酸、四氫呋喃等的有機化工原料。

2、順酐反應是由壓縮機提供的199kpa空氣經(jīng)預熱器(壓降3.44kpa)與130℃丁烷氣體在混合器(壓降6kpa)中混合后進入反應器(壓降100kpa)反應的一種氧化放熱反應，反應溫度400℃，壓力88kpa；

3、主反應為：

4、c4h10+3.5o2→c4h2o3+4h2o+21453kj；

5、副反應為：

6、c4h10+4.5o2→4co+5h2o+26322kj；

7、c4h10+6.5o2→4co2+5h2o+45820kj；

8、反應裝置后段需用溶劑將反應生成的順酐氣體吸收，再經(jīng)一系列精制等步驟產(chǎn)出成品，但溶劑在高溫下容易裂解產(chǎn)生副產(chǎn)物，所以須將反應后的高溫順酐氣體冷卻降溫至170℃左右，再進行吸收。目前現(xiàn)有是使用兩臺管殼式換熱器利用除氧水給反應生成順酐氣體降溫，換熱后的除氧水經(jīng)降溫后返回除氧器再次利用，在此過程中存在熱量損失且有泄露風險。

9、因此，本發(fā)明提出一種新的冷卻系統(tǒng)解決熱量損失的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)上述提出兩臺管殼式換熱器對順酐氣體冷卻時存在熱量損失以及泄露風險的技術(shù)問題，而提供一種從一種用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法。本發(fā)明主要利用一臺組合式換熱器，降低了反應生成順酐氣經(jīng)過設(shè)備所產(chǎn)生的壓降，同時減小壓縮機負荷。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

3、一種用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，包括如下步驟：

4、s1、順酐反應器內(nèi)發(fā)生氧化反應生產(chǎn)順酐工藝氣，同時釋放大量熱量：

5、s2、工藝氣從順酐反應器的下封頭進入冷卻系統(tǒng)進行熱量回收和產(chǎn)物分離；

6、所述冷卻系統(tǒng)包括一級冷卻器、二級冷卻器以及三級冷卻器，所述一級冷卻器、二級冷卻器為組合式冷卻器；

7、工藝氣自組合式冷卻器底部入口進入，依次沖刷一級冷卻器和二級冷卻器的蛇形換熱管，經(jīng)冷卻后的工藝氣從組合式冷卻器頂部出口引出至三級冷卻器上部，工藝氣在三級冷卻器內(nèi)沖刷列管至冷卻到170℃引出冷卻系統(tǒng)；

8、s3、冷卻后的順酐工藝氣被溶劑吸收，再經(jīng)精制產(chǎn)出成品。

9、進一步地，s1中順酐氧化反應的工藝流程為：由壓縮機提供的199kpa空氣經(jīng)預熱器，壓降3.44kpa，通過氣體分布器輸入原料氣130℃正丁烷，空氣與正丁烷氣體在靜態(tài)混合器充分混合，壓降6kpa，再從順酐反應器上封頭進入，混合后的氣體正丁烷占比1.85mol％，氣體溫度178℃；

10、混合氣體自上封頭進入反應管中，反應管中裝有氧釩基焦磷酸釩(vo)2p2o7催化劑，混合氣體在反應管內(nèi)進行氧化反應產(chǎn)順酐。

11、進一步地，所述氧化反應如下：

12、c4h10+3.5o2→c4h2o3+4h2o+21453kj；

13、c4h10+4.5o2→4co+5h2o+26322kj；

14、c4h10+6.5o2→4co2+5h2o+45820kj。

15、進一步地，所述一級冷卻器通過給水進口集裝箱將冷卻水分配給一級冷卻器內(nèi)受熱管組的受熱管，冷卻水受熱后通過給水出口集箱、連接管引至鹽冷器繼續(xù)受熱蒸發(fā)。

16、進一步地，所述二級冷卻器的給水引入汽包與二冷循環(huán)水混合后經(jīng)下降管進入下集箱再分配給受熱管組的受熱管，循環(huán)水受熱后變成汽水混合物通過上集箱、上升管引至汽包進行汽水分離，分離出的水繼續(xù)參與循環(huán)，飽和蒸汽引出界區(qū)。

17、進一步地，所述三級冷卻器的給水引入換熱器殼側(cè)經(jīng)特設(shè)折流板向上橫掠，所述三級冷卻器的換熱管被加熱成汽水混合物，在三級冷卻器上部預留的蒸發(fā)空間內(nèi)蒸發(fā)，飽和蒸汽引出界區(qū)。

18、較現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

19、1、本發(fā)明將兩個管殼式換熱器優(yōu)化為蛇管+汽包式組合式換熱器，換熱器和汽包的組合方式，可以有效的減少泄露風險，且可以利用換熱產(chǎn)生蒸汽，免除熱量的浪費。

20、2、本發(fā)明將兩臺換熱器改為一臺組合式換熱器，大大降低了反應生成順酐氣經(jīng)過設(shè)備所產(chǎn)生的壓降，現(xiàn)在只需經(jīng)過一臺換熱器壓力降為83kpa，設(shè)備壓降5kpa，因此可以在滿足工藝條件的同時降低壓縮機負荷，給公司帶來可觀的收益。

技術(shù)特征：

1.一種用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，s1中順酐氧化反應的工藝流程為：由壓縮機提供的199kpa空氣經(jīng)預熱器，壓降3.44kpa，通過氣體分布器輸入原料氣130℃正丁烷，空氣與正丁烷氣體在靜態(tài)混合器充分混合，壓降6kpa，再從順酐反應器上封頭進入，混合后的氣體正丁烷占比1.85mol％，氣體溫度178℃；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，所述氧化反應如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，所述一級冷卻器通過給水進口集裝箱將冷卻水分配給一級冷卻器內(nèi)受熱管組的受熱管，冷卻水受熱后通過給水出口集箱、連接管引至鹽冷器繼續(xù)受熱蒸發(fā)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，所述二級冷卻器的給水引入汽包與二冷循環(huán)水混合后經(jīng)下降管進入下集箱再分配給受熱管組的受熱管，循環(huán)水受熱后變成汽水混合物通過上集箱、上升管引至汽包進行汽水分離，分離出的水繼續(xù)參與循環(huán)，飽和蒸汽引出界區(qū)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，其特征在于，其特征在于，所述三級冷卻器的給水引入冷卻器殼側(cè)經(jīng)特設(shè)折流板向上橫掠，所述三級冷卻器的換熱管被加熱成汽水混合物，在三級冷卻器上部預留的蒸發(fā)空間內(nèi)蒸發(fā)，飽和蒸汽引出界區(qū)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供用于順酐裝置高效熱能回收的換熱方法，涉及化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域；包括如下步驟：S1、順酐反應器內(nèi)發(fā)生氧化反應生產(chǎn)順酐工藝氣，同時釋放大量熱量：S2、工藝氣從順酐反應器的下封頭進入冷卻系統(tǒng)進行熱量回收和產(chǎn)物分離；工藝氣自組合式冷卻器底部入口進入，依次沖刷一級冷卻器和二級冷卻器的蛇形換熱管，經(jīng)冷卻后的工藝氣從組合式冷卻器頂部出口引出至三級冷卻器上部，工藝氣在三級冷卻器內(nèi)沖刷列管至冷卻到170℃引出冷卻系統(tǒng)；S3、冷卻后的順酐工藝氣被溶劑吸收，再經(jīng)精制產(chǎn)出成品。本發(fā)明將兩個管殼式換熱器優(yōu)化為蛇管+汽包式組合式換熱器，換熱器和汽包的組合方式，可以有效的減少泄露風險，且可以利用換熱產(chǎn)生蒸汽，免除熱量的浪費。

技術(shù)研發(fā)人員：許錦,劉擎
受保護的技術(shù)使用者：恒力石化（大連）新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19