双氰胺反应移热装置及其移热方法与流程

1.本发明涉及双氰胺生产技术领域，尤其是双氰胺生产中高温催化反应移热，具体涉及双氰胺反应移热装置。


背景技术：

2.化工领域热移装置一般是用来对液体或者气体进行移热，液体和气体的流动性强，其换热效率高，但是对于固体而言，其流动性差，导致传统的移热装置降温效果差。
3.双氰胺是一种重要化工原料，可制作三聚氰胺，双氰胺也可应用在医药、染料、化肥领域。
4.双氰胺的生产是在催化反应装置中进行，当反应气体和载气进入反应设备且在催化作用下瞬间产生大量反应热，反应设备内温度高达500～800℃，双氰胺生产环境约400～500℃，使用的催化剂以固态的形式存在，传统化工领域的换热装置在对固体换热时无法达到迅速、准确的效果。
5.在进行温度调节的过程中，需要满足迅速、准确的效果，否则反应装置内会出现其他的反应过程，出现不必要的其他产物。例如，公开号为cn202621160u的专利文件公开了“双氰胺聚合锅换热装置”，其在双氰胺聚合锅内设置有加热盘管，使锅内各部分受热均匀，且管道单循环式连通，通入热水以增加受热面积，加快聚合液体升温。这种方案所提供的换热结构，在实际运用过程中温度的调节速度较慢，全部依赖该盘管，也难以实现温度的精确调节，往往不能保障双氰胺生产所需的环境温度稳定可靠。
6.因此，现有的双氰胺移热装置结构还存在需要优化改进的空间，不仅提取改进结构以提高温度控制的灵敏度，还需要提高温度控制的精确度。故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中的不足。


技术实现要素：

7.为了解决上述内容中提到的现有技术缺陷，本发明提供了一种双氰胺反应移热装置。
8.双氰胺反应移热装置，包括循环泵和循环管线；所述的循环管线数量大于一，循环管线的入口端连通至循环泵，循环管线进入反应器后从下往上盘绕，循环管线的出口端从反应器伸出并连通至缓冲装置，循环泵与缓冲装置连通，每根循环管线上均设置入口控制阀和出口控制阀；还包括用于监测反应器内部温度的温度监测设备和用于进行协调控制入口控制阀和出口控制阀的处理中心，处理中心分别与温度监测设备、入口控制阀和出口控制阀通信。
9.上述公开的移热装置，通过多组进入反应器的循环管线，在循环泵提供换热介质的情况下进行换热，根据反应器内温度环境的需求，可对应调节每组循环管线内的换热介质流量，即通过控制入口控制阀和出口控制阀实现换热介质的流量，进而实现精确控制反应器内部得温度。在此过程中，反应器内部温度可实现平稳线性变化，保持在所需的范围
内，避免了出现温度瞬间变化过大的情况。
10.换热原理：当开始反应时温度150
‑
200度，移热管内循环热可帮助催化剂提升温度(管内移热自循环)，反应中载气、工艺气和催化剂发生流化反应固体的催化剂被载气吹起，期间大量热瞬间放出，循环移热提速，控制内部温度400
‑
500稳定，瞬间大量热被移出。反应后期热量基本释放完成，控制移热速度保持温度稳定。
11.进一步的，所述循环管线从反应器下部进入反应器，所述循环管线进入反应器后沿侧壁下行，当所述循环管线到达反应器底壁时再次水平向对侧侧壁延伸，所述循环管线到达对侧侧壁后再向上延伸，最后所述循环管线延伸到进入所述反应器一侧的侧壁延伸出所述反应器。采用如此方案时，在留出工艺气进口的情况下，使循环管线能够再反应器内有足够长的行程，保证移热效果。换热介质由反应器下部进入，吸收热后温度上升，部分汽化，自然上行，所以移热管设计成下进上出。
12.进一步的，所述循环管线为dn20碳钢管。
13.进一步的，所述循环管线数量为多组，且每个所述循环管线在水平面上平行设置。
14.进一步的，每组所述循环管线包括多个在竖直平面内均匀分布的循环管线。
15.进一步的，位于所述反应器内的循环管线均在催化床程内。
16.进一步的，本发明中的循环管线的出口端从反应器伸出，其中携带大量的余热，余热可进行再利用，利用方式多种多样，并不唯一限定，因此对装置的结构进行优化改进并举出其中一种可行的选择：所述的缓冲装置上设置有蒸汽输出结构，蒸汽输出结构上设置有压力调节装置。采用如此方案时，通过循环管线回到缓冲装置的换热介质，由于大量的热导致其部分气化，气化部分通过蒸汽输出结构向外输出并得到再次利用，在输出之前，由压力调节装置控制调节其压力值，以符合再次利用的压力需求。
17.再进一步，由于换热介质回流进入缓冲装置时带有余热，为了避免缓冲装置内的换热介质温度过高，需要持续加入温度更低的换热介质以保持整体的温度，因此，所述的缓冲装置上还设置有介质添加结构。
18.再进一步，介质添加结构可以被构造成多种形式，包括但部限于单管、多管等。
19.再进一步，为了更为及时、精确的控制循环管线的流量，进而控制反应器内部的温度，所述的入口控制阀和/或出口控制阀采用截止阀。采用如此方案时，通过处理中心接收的温度监测信息，判断当前反应器内的温度是否正常，当温度需要调节降低时，可增大截止阀的开启度，提高循环管线内的流量，以更快的速度带走反应器内的热量。若无需将温度调节降低，可适当保持截止阀的开启程度，使反应器内的温度保持在恒定的范围内。
20.进一步的，对于循环管线的调节，包括对单根循环管线的调节和多跟循环管线的调节，因此在进行截止阀开启度的调节过程中，能够实现精确的流量控制，进而实现精确的温度控制；由于每根循环管线上均设置截止阀，对应调节时反应速度快，提高了控制调节的灵敏度。
21.进一步的，所述处理中心使用dcs系统。采用dcs系统，能够对移热进行精准的控制，保证换热效率。
22.双氰胺反应移热方法，上述的双氰胺反应移热装置进行移热，且所述双氰胺反应在流化床反应条件下进行。
23.与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
24.本发明设置多组循环管线，对每组循环管线进行独立控制，能够精确地实现换热介质的流量和换热量，进而提高了移热装置对反应器内温度的控制灵敏度，也使温度的调节更加精确，能够保持反应器内部温度环境在适宜的范围内，避免出现温度骤升骤降的情况，因此提高了双氰胺的生产成品率。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
26.图1为本发明中移热装置的组成结构示意图。
27.图2为本发明中移热装置的俯视示意图。
28.图中各个标号所代表的含义为：1
‑
工艺气出口，2
‑
反应器，3
‑
催化剂，4
‑
载气入口，5
‑
工艺气进口，6
‑
入口控制阀，7
‑
入口端，8
‑
出口端，9
‑
出口控制阀，10
‑
蒸汽输出结构，11
‑
压力调节装置，12
‑
缓冲装置，13
‑
循环泵，14
‑
介质添加结构。
具体实施方式
29.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
30.实施例1
31.针对现在的双氰胺反应换热装置存在换热控制不精确，温度控制不理想，同时对于余热利用不够充分的问题，本实施例对移热装置进行优化改进，提出一种移热装置，以解决现有技术中存在的问题。
32.具体的，如图1
‑
图2所示，本实施例中所公开的技术方案如下：
33.移热装置常温进入反应器2，当工艺气和载气进入反应器2温度才开始改变，工艺气550℃，载气200～300℃，进入设备，催化剂3慢慢流化温度由低到高300～400～500
…
移热速度加快，大波动至小范围波动，反应器2温度保持稳定，各操作趋于平稳，移热状态由低到高，调解趋于平稳。
34.双氰胺反应移热装置，包括循环泵13和循环管线；所述的循环管线数量大于一，循环管线的入口端7连通至循环泵13，循环管线进入反应器2后从下往上盘绕，循环管线的出口端8从反应器2伸出并连通至缓冲装置12，循环泵13与缓冲装置12连通，每根循环管线上均设置入口控制阀6和出口控制阀9；还包括用于监测反应器2内部温度的温度监测设备和用于进行协调控制入口控制阀6和出口控制阀9的处理中心，处理中心分别与温度监测设备、入口控制阀6和出口控制阀9通信。
35.上述公开的移热装置，通过多组进入反应器2的循环管线，在循环泵13提供换热介质的情况下进行换热，根据反应器2内温度环境的需求，可对应调节每组循环管线内的换热介质流量，即通过控制入口控制阀6和出口控制阀9实现换热介质的流量，进而实现精确控制反应器2内部得温度。在此过程中，反应器2内部温度可实现平稳线性变化，保持在所需的范围内，避免了出现温度瞬间变化过大的情况。
36.优选的，反应器2上设置有工艺气进口5、工艺气出口1和载气进口，反应器2内有用
于促进反应的催化剂3，当工艺气和载气在催化剂3的催动作用下发生反应并产生大量的热，通过移热装置将热量排出。
37.本实施例中的循环管线的出口端8从反应器2伸出，其中携带大量的余热，余热可进行再利用，利用方式多种多样，并不唯一限定，因此对装置的结构进行优化改进并举出其中一种可行的选择：所述的缓冲装置12上设置有蒸汽输出结构10，蒸汽输出结构10上设置有压力调节装置11。采用如此方案时，通过循环管线回到缓冲装置12的换热介质，由于大量的热导致其部分气化，气化部分通过蒸汽输出结构10向外输出并得到再次利用，在输出之前，由压力调节装置11控制调节其压力值，以符合再次利用的压力需求。
38.由于换热介质回流进入缓冲装置12时带有余热，为了避免缓冲装置12内的换热介质温度过高，需要持续加入温度更低的换热介质以保持整体的温度，因此，所述的缓冲装置12上还设置有介质添加结构14。
39.介质添加结构14可以被构造成多种形式，包括但不限于单管、多管等。
40.为了更为及时、精确的控制循环管线的流量，进而控制反应器2内部的温度，所述的入口控制阀6和/或出口控制阀9采用截止阀。采用如此方案时，通过处理中心接收的温度监测信息，判断当前反应器2内的温度是否正常，当温度需要调节降低时，可增大截止阀的开启度，提高循环管线内的流量，以更快的速度带走反应器2内的热量。若无需将温度调节降低，可适当保持截止阀的开启程度，使反应器2内的温度保持在恒定的范围内。
41.对于循环管线的调节，包括对单根循环管线的调节和多跟循环管线的调节，因此在进行截止阀开启度的调节过程中，能够实现精确的流量控制，进而实现精确的温度控制；由于每根循环管线上均设置截止阀，对应调节时反应速度快，提高了控制调节的灵敏度。
42.本实施例中的应移热装置操作可分阶段进行，1.开车试运行阶段2.稳定生产阶段3.检修及突发情况阶段。针对每阶段不同情况，移热装置操作也分别进行，各阀组调控灵活切换，温控平稳，持续高效也是本发明特点。
43.实施例2
44.本实施例公开了采用上述实施例中的移热装置进行另外生产的具体方案，说明如下：
45.本实施例中用于二甲苯氨氧化经催化流化床高温反应生成苯二甲腈工艺反应移热，液氨与二甲苯气化进入反应器设备，在高温空气和催化流化床反应中对二甲苯发生了氨氧化生成对苯二甲腈。同样反应设备中温度环境需要调控，保持反应温度稳定范围400
‑
500度是产品质量保证，同时副产高温蒸汽还可循环利用，给液氨、二甲苯提供气化热能，加热反应需要热空气，如此循环利用即节能又环保，促进了石化企业的绿色发展。
46.以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。