[发明专利]流化床反应器的进料分布器的压降监测系统和监测方法

说明书

本发明涉及一种进料分布器压降监测系统。一种流化床反应器的进料分布器压降监测系统，包括：第一压力测量口，其位于近反应器壁的进料分布器入口管线上；第二压力测量口，其位于空气分布板与进料分布器的喷嘴末端之间的反应器壁上；测量单元，其用于测量所述第一压力测量口和所述第二压力测量口之间的压力数据；以及控制器，测量装置经由信号线连接至该控制器，并将所测量的压力数据传输至该控制器；其中，控制器根据由测量单元所传输的压力数据来计算进料分布器的压降，从而判定所述进料分布器的工作状态是否正常。通过本发明的测量进料分布器压降ΔPd的监测系统和监测方法，能够实现实时监测进料分布器工作状态，并对其提前作出预判和处理。

技术领域

本发明涉及一种用于流化床反应器的压降监测系统和监测方法。具体而言，涉及用于氨氧化反应器的进料分布器的压降监测系统和监测方法。

背景技术

丙烯腈是石油化工的重要化工原料。世界各国普遍采用氨氧化一步法生产丙烯腈，即原料气空气、丙烯、氨按一定的配比，在催化剂的作用下，在一定的反应条件下，发生丙烯氨选择氧化反应，生成丙烯腈并副产乙腈和氢氰酸等，同时放出大量的反应热。图1所示的为商业在用的丙烯腈流化床反应器1，包括：反应器壁4、空气进料口8、空气分布板6、丙烯氨进料分布器10、冷却盘管7、和旋风分离器(未示出)。

典型的丙烯腈流化床丙烯氨进料分布器为多管式分布器，多管式分布器包括分布器入口；进料分布器主管；进料分布器支管；和进料分布器喷嘴，管线内流体相连。原料气从分布器入口进入，沿主管流通到与主管相连接的各个支管上，再如图2所示，通过支管12上分布的各个锐孔13流通到喷嘴15，最后流通到床层中。这样，原料气沿进料分布器管线导向被分散到床层中。

利用丙烯腈流化床反应器进行丙烯氨的氧化反应时，流化床的丙烯氨进料分布器的压降ΔP_d是一个重要参数。良好的丙烯氨进料分布器压降的设计，可以使反应器单位横截面上含有等量的丙烯氨原料气，这就要求每个进料分布器喷嘴流出的气体流量是等量的。原料气在穿过锐孔的过程中，产生局部压损，即图2中支管12处与喷嘴15末端处的之间压差，该压差即为丙烯氨进料分布器压降ΔP_d。

丙烯氨进料分布器布气性能直接影响到丙烯氨选择氧化的反应结果，为保证气流的均匀分布，且不因某种波动或负荷的降低造成严重不均匀的后果，一般需使分布器具有足够的压降，学者们习惯以分布器压降ΔP_d与床层压降ΔP_b之比作为研究对象。ΔP_d/ΔP_b比值越大，则气体分布越均匀，但过大的压降造成过大的能耗。

非专利文献《丙烯腈装置扩能改造研究》(于飞等，《当代化工》2005年，第34卷，第5期，第345～353页)公开了丙烯腈装置扩能后，由于气体孔速增加，加速催化剂颗粒的磨蚀，破坏整体流化状态。但是文献中，即没有公开测量穿孔孔速的方法，也未公开测量分布器压降的方法，并且其所公布的关于穿孔孔速及分布器压降只是理想状态的模拟的结果，而非真实的测量结果。

另一方面，随着丙烯腈技术的不断改进，催化剂的活性指标(丙烯转化到目标产物的收率)、颗粒耐磨性，旋风分离器的分离效率等都有所提高，同时，也要求反应器有更高的操作线速度以提高丙烯腈装置的生产能力。进料分布器压降偏低容易导致原料气分布不均，也容易由于穿孔孔速相对较低、孔径偏大造成催化剂倒窜的可能，特别是对于直径大于8.5米的大型丙烯腈流化床反应器。由于进料分布器压降偏低直接影响到反应结果，同时也不利于装置的长期稳定生产。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一种流化床反应器的进料分布器压降ΔP_d的监测系统和监测氨氧化反应器的进料分布器压降ΔP_d的方法。通过本发明的测量进料分布器压降ΔP_d的监测系统和监测方法，能够实现实时监测进料分布器工作状态，并对其提前作出预判和处理。