CN110721645B - 一种乙苯反应器环保吹扫装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乙苯反应器环保吹扫装置及方法，乙苯反应器环保吹扫装置包括反应器、活性炭塔、加热器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门；第一阀门的入口与加热器的出口导通，其出口与反应器的入口导通，第二阀门的出口与第一阀门的出口导通；第三阀门、第四阀门和第五阀门的入口均与反应器的出口导通，第四阀门的出口与活性炭塔的入口导通，活性炭塔及第五阀门的出口均与大气导通，活性炭塔内填装有阻燃活性炭。加热的氮气保持了活性炭塔的活性，在反应器内各床层的温度降到一定值后，开始通入净化风，氧化反应器内的硫化亚铁成硫化铁，并由反应器内温升快慢调节氮气和净化风的进气量。降低了吹扫过程产生的危险性。
Description
技术领域
本发明属于反应器吹扫技术领域，尤其涉及一种乙苯反应器环保吹扫装置及方法。
背景技术
干气制乙苯装置中，催化剂使用末期，需要对催化剂进行吹扫置换，吹扫置换完成后进行卸料再生。
催化剂装填在反应器中，在反应器中苯与干气进行烷基化反应生成乙苯。催化剂为ZSM-5沸石分子筛催化剂，为多孔道催化剂，具有很好吸附性能，因此，大量烷基苯和干气会吸附在催化剂孔道中。如果直接打开反应器则烷基苯遇见空气会发生自燃，产生安全隐患。若催化剂吹扫不干净，则会在卸剂过程中造成环境污染，且烷基苯在空气中挥发，对作业人员建康产生危险。
如何降低催化剂吹扫过程产生的危险性为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种乙苯反应器环保吹扫装置，能够降低催化剂吹扫过程产生的危险性。
本发明的第二个目的是提供在一种乙苯反应器环保吹扫方法。
为了实现上述第一个目的，本发明提供了如下方案：
一种乙苯反应器环保吹扫装置，包括反应器、活性炭塔、加热器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门；
所述加热器的入口用于通入氮气；
所述第一阀门的入口与所述加热器的出口导通，所述第一阀门的出口与所述反应器的入口导通，所述第二阀门的出口与所述第一阀门的出口导通，所述第二阀门的入口用于通入净化风；
所述第三阀门的入口、所述第四阀门的入口和所述第五阀门的入口均与所述反应器的出口导通，所述第三阀门的出口用于与盛放液苯的盛放腔导通，所述第四阀门的出口与所述活性炭塔的入口导通，所述活性炭塔的出口及所述第五阀门的出口均分别与大气导通，所述活性炭塔内填装有阻燃活性炭。
在一个具体实施方案中，所述装置还包括第六阀门；
所述第六阀门的入口与所述第一阀门的出口及所述第二阀门的出口均导通，所述第六阀门的出口与所述反应器的入口导通。
在另一个具体实施方案中，所述装置还包括第七阀门；
所述第七阀门的入口与所述反应器的出口及所述第三阀门的入口均导通，所述第七阀门的出口与所述第四阀门的入口及所述第五阀门的入口均导通。
在另一个具体实施方案中，所述装置还包括第八阀门；
所述第八阀门安装在所述加热器的入口。
在另一个具体实施方案中，所述装置还包括第九阀门；
所述第九阀门安装在所述活性炭塔的出口。
在另一个具体实施方案中，所述反应器的出口设置在所述反应器的底端，所述反应器的入口开设在所述反应器的顶端；和/或
所述活性炭塔的入口开设在所述活性炭塔的底端，所述活性炭塔的出口开设在所述活性炭塔的顶端；和/或
所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门和所述第九阀门均为可调阀门。
在另一个具体实施方案中，加热器为电加热器。
根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。
在本发明的一个具体实施例中，本发明提供的乙苯反应器环保吹扫装置，使用时，闭合第一阀门和第三阀门，打开第二阀门、第四阀门和第五阀门，持续将氮气通入反应器中，直到反应器内的液苯全部排到盛放腔内；接着，打开第三阀门，闭合第四阀门，加热器工作，加热氮气，加热后的氮气持续通入反应器，进入活性炭塔内将催化剂中烷基苯和干气携带到大气中，直到反应器内的可燃气降到预设的安全范围，其中，活性炭塔内的活性炭为阻燃的活性炭；然后，加热器停止工作，打开第四阀门，闭合第五阀门，持续将氮气通入反应器后排到大气内；等到反应器内各床层温度降至预设值后，开始并入净化风，此时，净化风中氧气会与硫化亚铁发生氧化反应生成硫化铁，如反应器内温度上涨较快，则打开第二阀门，加大输入反应器内的氮气量，直到反应器内的温度变化平稳，即将净化风停止，氮气开大，将反应器内热量带走，若反应器内温度上涨平缓，则打开第一阀门，闭合第二阀门，持续通入净化风，逐步将氮气切出，全部改用净化风吹扫，直到反应器内的各床层温度无变化。本发明提供的乙苯反应器环保吹扫装置，通过加热的氮气进入活性炭塔内将催化剂中烷基苯和干气携带到大气中，保持了活性炭塔的活性，此外，活性炭塔内的活性炭为阻燃活性炭，进一步提高了安全性；在反应器内的可燃气降到安全范围后才开始将活性炭塔切出，并用氮气降温，在反应器内各床层的温度降到一定值后，才开始通入净化风，使得净化风中的氧气与反应器内的硫化亚铁反应生成稳定的硫化铁，并根据反应器内的温升快慢分别调节氮气和净化风的进气量，进一步提高了安全性。本发明减小了催化剂吹扫过程产生的危险性。
为了实现上述第二个目的，本发明提供了如下方案：
一种乙苯反应器环保吹扫方法，包括以下步骤：
步骤S1:闭合第一阀门和第三阀门，打开第二阀门、第四阀门和第五阀门，持续将氮气通入反应器中，直到所述反应器内的液苯全部排到盛放腔内；
步骤S2:打开所述第三阀门，闭合所述第四阀门，加热器工作，加热氮气至第一预设温度值，加热后的氮气持续通入所述反应器，进入活性炭塔内将催化剂中烷基苯和干气携带到大气中，直到所述反应器内的可燃气降到预设的安全范围；
步骤S3:所述加热器停止工作，打开所述第四阀门，闭合所述第五阀门，持续将氮气通入所述反应器后排到大气内；
步骤S4:判断所述反应器内的各床层的温度是否小于或者等于第二预设温度值，若是，转步骤S5，若否，转步骤S3；
步骤S5：判断所述反应器的温度上涨速度是否大于或者等于预设速度值，若是，则转步骤S6，若否，则转步骤S7；
步骤S6：打开所述第二阀门，加大输入所述反应器内的氮气量，直到所述反应器内的温度变化平稳，转步骤S8；
步骤S7：减小输入所述反应器内的氮气量，直到所述反应器内的温度变化平稳，转步骤S8；
步骤S8:打开所述第一阀门，闭合所述第二阀门，持续通入所述净化风，直到所述反应器内的各床层温度无变化。
在另一个具体实施方案中，所述步骤S1之前还包括步骤S9：闭合所述第三阀门，打开所述第一阀门、第二阀门、第四阀门和所述第五阀门，使得所述反应器内的液苯在重量作用下排到所述盛放腔内。
在另一个具体实施方案中，所述第一预设温度值为300℃-350℃；
预设安全范围为小于或者等于300ppm；
所述第二预设温度值为40℃，所述预设速度值为50℃/h。
根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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他的附图。
图1是本发明实施例一提供的乙苯反应器环保吹扫装置的流程图。
图1中：
反应器1、活性炭塔2、加热器3、第一阀门4、第二阀门5、第三阀门6、第四阀门7、第五阀门8、第六阀门9、第七阀门10、第八阀门11、第九阀门12。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种乙苯反应器环保吹扫装置，包括反应器1、活性炭塔2、加热器3、第一阀门4、第二阀门5、第三阀门6、第四阀门7和第五阀门8。
加热器3的入口用于通入氮气，加热器3工作时，能够加热氮气，加热器3不工作时，仅用于导通氮气。加热器3可以是任意能够实现氮气加热的机器。
第一阀门4的入口与加热器3的出口导通，第一阀门4的出口与反应器1的入口导通，第二阀门5的出口与第一阀门4的出口导通，第二阀门5的入口用于通入净化风。
第三阀门6的入口、第四阀门7的入口和第五阀门8的入口均与反应器1的出口导通，第三阀门6的出口用于与盛放液苯的盛放腔导通，第四阀门7的出口与活性炭塔2的入口导通，活性炭塔2的出口及第五阀门8的出口均分别与大气导通，活性炭塔2内填装有阻燃活性炭。
具体地，第一阀门4、第二阀门5、第三阀门6、第四阀门7和第五阀门8均为可调开口度的可调阀门。
本发明提供的乙苯反应器环保吹扫装置，使用时，闭合第一阀门4和第三阀门6，打开第二阀门5、第四阀门7和第五阀门8，持续将氮气通入反应器1中，直到反应器1内的液苯全部排到盛放腔内；接着，打开第三阀门6，闭合第四阀门7，加热器3工作，加热氮气，加热后的氮气持续通入反应器1，进入活性炭塔2内将催化剂中烷基苯和干气携带到大气中，直到反应器1内的可燃气降到预设的安全范围，其中，活性炭塔2内的活性炭为阻燃的活性炭；然后，加热器3停止工作，打开第四阀门7，闭合第五阀门8，持续将氮气通入反应器1后排到大气内；等到反应器1内各床层温度降至预设值后，开始并入净化风，此时，净化风中氧气会与硫化亚铁发生氧化反应生成硫化铁，如反应器1内温度上涨较快，则打开第二阀门5，加大输入反应器1内的氮气量，直到反应器1内的温度变化平稳，即将净化风停止，氮气开大，将反应器1内热量带走，若反应器1内温度上涨平缓，则打开第一阀门4，闭合第二阀门5，持续通入净化风，逐步将氮气切出，全部改用净化风吹扫，直到反应器1内的各床层温度无变化。本发明提供的乙苯反应器环保吹扫装置，通过加热的氮气进入活性炭塔2内将催化剂中烷基苯和干气携带到大气中，保持了活性炭塔2的活性，此外，活性炭塔2内的活性炭为阻燃活性炭，进一步提高了安全性；在反应器1内的可燃气降到安全范围后才开始将活性炭塔2切出，并用氮气降温，在反应器1内各床层的温度降到一定值后，才开始通入净化风，使得净化风中的氧气与反应器1内的硫化亚铁反应生成稳定的硫化铁，并根据反应器1内的温升快慢分别调节氮气和净化风的进气量，进一步提高了安全性。本发明减小了催化剂吹扫过程产生的危险性。
实施例二
在本发明提供的第二实施例中，本实施例中的乙苯反应器环保吹扫装置和实施例一中的乙苯反应器环保吹扫装置类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。
在本实施例中，本发明具体公开了乙苯反应器环保吹扫装置还包括第六阀门9，第六阀门9的入口与第一阀门4的出口及第二阀门5的出口均导通，第六阀门9的出口与反应器1的入口导通。即第六阀门9安装在反应器1的入口端，避免了第一阀门4和第二阀门5任一损坏造成无法封闭。
进一步地，本发明公开了乙苯反应器环保吹扫装置还包括第七阀门10，第七阀门10的入口与反应器1的出口及第三阀门6的入口均导通，第七阀门10的出口与第四阀门7的入口及第五阀门8的入口均导通。第七阀门10设置在反应器1的出口端，避免了第四阀门7和第五阀门8任意一者损坏无法闭合造成的无法正常使用。
进一步地，本发明公开了乙苯反应器环保吹扫装置还包括第八阀门11，第八阀门11安装在加热器3的入口，便于控制氮气通断。
进一步地，本发明公开了乙苯反应器环保吹扫装置还包括第九阀门12，第九阀门12安装在活性炭塔2的出口，便于控制活性炭塔2与大气的通断。
进一步地，本发明公开了反应器1的出口设置在反应器1的底端，反应器1的入口开设在反应器1的顶端，便于液苯排出。
进一步地，本发明公开了活性炭塔2的入口开设在活性炭塔2的底端，活性炭塔2的出口开设在活性炭塔2的顶端，便于氮气与活性炭内的活性炭充分接触。
进一步地，本发明公开了第一阀门4、第二阀门5、第三阀门6、第四阀门7、第五阀门8、第六阀门9、第七阀门10、第八阀门11和第九阀门12均为可调阀门。
具体地，加热器3为电加热器。
实施例三
本发明公开了一种乙苯反应器环保吹扫方法，包括以下步骤：
步骤S1:闭合第一阀门4和第三阀门6，打开第二阀门5、第四阀门7和第五阀门8，持续将氮气通入反应器1中，直到反应器1内的液苯全部排到盛放腔内。
闭合第一阀门4和第三阀门6，此时，加热器3不工作，使得氮气经过第一阀门4进入反应器1内，氮气将反应器1内的液苯全部排放到盛放腔内收集起来，降低打开反应器1时苯遇见空气会发生自燃的概率。
步骤S2:打开第三阀门6，闭合第四阀门7，加热器3工作，加热氮气至第一预设温度值，加热后的氮气持续通入反应器1，进入活性炭塔2内将催化剂中烷基苯和干气携带到大气中，直到反应器1内的可燃气降到预设的安全范围。
具体地，将氮气流量调节至300Nm3/h～1000Nm3/h进行吹扫。
第一预设温度大于200℃，且小于400℃，优选第一预设温度大于300℃，且小于350℃。
预设安全范围为小于或者等于300ppm。具体地，每两小时在反应器1出口处，进行取样分析吹扫废气中可燃气，吹扫废气中可燃气降至300ppm以内达到安全范围后，停电加热器3，氮气继续吹扫。
活性炭塔2内装填有阻燃的活性炭，用来吸附废气中烷基苯等有机废气。
步骤S3:加热器3停止工作，打开第四阀门7，闭合第五阀门8，持续将氮气通入反应器1后排到大气内。
由于此时反应器1中硫化亚铁还未氧化，如果贸然通入空气，会导致自燃，
氮气吹扫合格后，将活性炭塔2切出，反应器1吹扫废气，大气外排。
步骤S4:判断反应器1内的各床层的温度是否小于或者等于第二预设温度值，若是，转步骤S5，若否，转步骤S3。
第二预设温度值为40℃，待反应器1各床层温度降至40℃后，开始并入净化风。将净化风量调整至50Nm3/h之内，此时净化风中氧气会与硫化亚铁发生氧化反应生成硫化铁。
步骤S5：判断反应器1的温度上涨速度是否大于或者等于预设速度值，若是，则转步骤S6，若否，则转步骤S7。
预设速度值为50℃/h。如反应器1内温度上涨较快，超出50℃/h，则将净化风停止，氮气开大，将反应器1内热量带走。如反应器1内温度变化较为平稳则继续开大净化风，此时将氮气流量减少。逐步将氮气切出，全部改用净化风吹扫。直至各床层温度无变化。
步骤S6：打开第二阀门5，加大输入反应器1内的氮气量，直到反应器1内的温度变化平稳，转步骤S8。
步骤S7：减小输入反应器1内的氮气量，直到反应器1内的温度变化平稳，转步骤S8。
步骤S8:打开第一阀门4，闭合第二阀门5，持续通入净化风，直到反应器1内的各床层温度无变化，且气体分析符合安全规定。
进一步地，本发明公开了步骤S1之前还包括步骤S9：闭合第三阀门6，打开第一阀门4、第二阀门5、第四阀门7和第五阀门8，使得反应器1内的液苯在重量作用下排到盛放腔内，减少了氮气消耗量。
需要说明的是，在本发明中的“第一”、“第二”等均为描述上进行区别，没有其他的特殊含义。
对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
还需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种乙苯反应器环保吹扫方法，其特征在于，使用乙苯反应器环保吹扫装置，所述乙苯反应器环保吹扫装置包括反应器（1）、活性炭塔（2）、加热器（3）、第一阀门（4）、第二阀门（5）、第三阀门（6）、第四阀门（7）和第五阀门（8）；
所述加热器（3）的入口用于通入氮气；
所述第一阀门（4）的入口与所述加热器（3）的出口导通，所述第一阀门（4）的出口与所述反应器（1）的入口导通，所述第二阀门（5）的出口与所述第一阀门（4）的出口导通，所述第二阀门（5）的入口用于通入净化风；
所述第三阀门（6）的入口、所述第四阀门（7）的入口和所述第五阀门（8）的入口均与所述反应器（1）的出口导通，所述第三阀门（6）的出口用于与盛放液苯的盛放腔导通，所述第四阀门（7）的出口与所述活性炭塔（2）的入口导通，所述活性炭塔（2）的出口及所述第五阀门（8）的出口均分别与大气导通，所述活性炭塔（2）内填装有阻燃活性炭；
所述乙苯反应器环保吹扫方法包括以下步骤：
步骤S1:打开第一阀门（4）和第三阀门（6），闭合第二阀门（5）、第四阀门（7）和第五阀门（8），持续将氮气通入反应器（1）中，直到所述反应器（1）内的液苯全部排到盛放腔内；
步骤S2:闭合所述第三阀门（6），打开所述第四阀门（7），加热器（3）工作，加热氮气至第一预设温度值，加热后的氮气持续通入所述反应器（1），进入活性炭塔（2）内将催化剂中烷基苯和干气携带到大气中，直到所述反应器（1）内的可燃气降到预设的安全范围；
步骤S3:所述加热器（3）停止工作，闭合所述第四阀门（7），打开所述第五阀门（8），持续将氮气通入所述反应器（1）后排到大气内；
步骤S4:判断所述反应器（1）内的各床层的温度是否小于或者等于第二预设温度值，若是，转步骤S5，若否，转步骤S3；
步骤S5：判断所述反应器（1）的温度上涨速度是否大于或者等于预设速度值，若是，则转步骤S6，若否，则转步骤S7；
步骤S6：闭合所述第二阀门（5），加大输入所述反应器（1）内的氮气量，直到所述反应器（1）内的温度变化平稳，转步骤S8；
步骤S7：减小输入所述反应器（1）内的氮气量，直到所述反应器（1）内的温度变化平稳，转步骤S8；
步骤S8:闭合所述第一阀门（4），打开所述第二阀门（5），持续通入所述净化风，直到所述反应器（1）内的各床层温度无变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括步骤S9：打开所述第三阀门（6），闭合所述第一阀门（4）、所述第二阀门（5）、所述第四阀门（7）和所述第五阀门（8），使得所述反应器（1）内的液苯在重量作用下排到所述盛放腔内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设温度值为300℃-350℃；
预设安全范围为小于或者等于300ppm；
所述第二预设温度值为40℃，所述预设速度值为50℃/h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙苯反应器环保吹扫装置还包括第六阀门（9）；
所述第六阀门（9）的入口与所述第一阀门（4）的出口及所述第二阀门（5）的出口均导通，所述第六阀门（9）的出口与所述反应器（1）的入口导通。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述乙苯反应器环保吹扫装置还包括第七阀门（10）；
所述第七阀门（10）的入口与所述反应器（1）的出口及所述第三阀门（6）的入口均导通，所述第七阀门（10）的出口与所述第四阀门（7）的入口及所述第五阀门（8）的入口均导通。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述乙苯反应器环保吹扫装置还包括第八阀门（11）；
所述第八阀门（11）安装在所述加热器（3）的入口。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括第九阀门（12）；
所述第九阀门（12）安装在所述活性炭塔（2）的出口。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述反应器（1）的出口设置在所述反应器（1）的底端，所述反应器（1）的入口开设在所述反应器（1）的顶端；和/或
所述活性炭塔（2）的入口开设在所述活性炭塔（2）的底端，所述活性炭塔（2）的出口开设在所述活性炭塔（2）的顶端；和/或
所述第一阀门（4）、所述第二阀门（5）、所述第三阀门（6）、所述第四阀门（7）、所述第五阀门（8）、所述第六阀门（9）、所述第七阀门（10）、所述第八阀门（11）和所述第九阀门（12）均为可调阀门。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述加热器（3）为电加热器。
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| 乙苯;刘冲等;《石油化工手册 第3分册 基本有机原料篇》;化学工业出版社;19870930;第519页 * |
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Denomination of invention: An environmental protection purging device and method for ethylbenzene reactor Effective date of registration: 20220718 Granted publication date: 20220125 Pledgee: Societe Generale Bank Limited by Share Ltd. Binzhou branch Pledgor: SHANDONG CHAMBROAD PETROCHEMICALS Co.,Ltd. Registration number: Y2022980010700 |
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