乙酸反应器安全阀泄放量的分析计算及选型

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1、第３３卷第５期化学工业与工程技术Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．５２０１２年１０月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＯｃｔ．，２０１２工业技术乙酸反应器安全阀泄放量的分析计算及选型关春欣（华陆工程科技有限责任公司，陕西西安７１００６５）摘要：介绍了反应器安全阀可能超压的多种事故工况；结合实际工程经验，以乙酸反应器作为实例，分析计算安全阀最大泄放量，并根据泄放量对安全阀选型。关键词：乙酸反应器安全阀中图分类号：ＴＱ２２５．１２＋２文献标识码：Ａ文章编号：１００６－７９０６（２０１２）０５－００４２－０４Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｍｏｄｅｌｓｅｌｅｃｔｉｏｎｆ

2、ｏｒｄｉｓｃｈａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆａｃｅｔｉｃａｃｉｄｒｅａｃｔｏｒｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅＧＵＡＮＣｈｕｎｘｉｎ（ＨｕａｌｕＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉ＇ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｖｅｒａｌａｃｃｉｄｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｂｙｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｒｅａｃｔｏｒｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｕｓｉｎｇｔｈｅａｃｅｔｉｃａｃｉｄｒｅａｃｔｏｒａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｑ

3、ｕａｎｔｉｔｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅｓｉｚｅｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｉｓｃｈａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｃｅｔｉｃａｃｉｄ；Ｒｅａｃｔｏｒ；Ｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅ反应器是化工装置中的核心设备，设置超压保应器暴露于火焰前，按传入容器的热量计算安全阀护设施是保证反应器安全生产的重要途径之一。常所需的排放量。我国劳动部颁发的《压力容器安全见的防超压安全泄放装置有安全阀、爆破片和易熔技术监察规程》与美国石油学会标准ＡＰＩ—５２０都塞３种。安全阀和爆破片同属于压力敏感型，是目给

4、出了在各种外部火灾工况下的计算方法。前在化工装置中应用最广泛的２种安全泄放装置。１．２调节阀故障对于不同装置的反应器，计算泄放量需要从工在反应器上游安装调节阀时可能产生容器压力艺物料平衡图（ＰＦＤ）或工艺流程模拟计算结果来了超过最大允许值的情况。对调节阀，不论事故时的解其特点。泄压分析前，也要收集各方面的数据（包位置如何，建议调节阀按事故全开时分析泄放量。括工艺包设备数据、ＰＦＤ流股数据等）。安全分析安装在设备出口的控制阀发生故障时，若处于后由工艺专业算出在不同事故情况下反应器超压保全闭位置，则所设安全阀的泄放量为流经此控制阀护设施的泄放量。的最大正常流量。安装在设备入口的控制阀、气

5、相经过反应器可能超压的工况分析计算后，根据单管道和液相管道都有不同的计算方法。一事故的最大泄放量工况选用反应器超压保护设施。１．３过量进料１反应器可能超压的工况分析过量进料有可能因为反应器出口阀关闭导致压根据美国石油学会标准ＡＰＩ—５２０对反应器进力源压力比容器最大允许操作压力高。行潜在超压范围的划分，首先需判断反应器系统属１．４阀门误关闭于可能超压亦或偶尔超压。可能超压工况包括外部出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被火灾、出口阀门关闭、调节阀故障和压力容器过量进关闭的管道最大正常流量。该工况与调节阀故障及料等；偶尔发生的超压如反应器失控，一般不需要进过量进料工况中某些事故工况

6、类似。行泄压安全分析。收稿日期：２０１２－０５－０３。１．１外部火灾作者简介：关春欣（１９７９—），男，陕西西安人，大学本科，工程师，现装置中反应器存在面对外部火灾的可能，当反从事化工工程设计工作。关春欣乙酸反应器安全阀泄放量的分析计算及选型·４３·１．５化学反应失控１．６过度热量输入对于放热的化学反应，如果温度、压力和流当反应器热催化剂侧的控制阀失灵全开、切断量等自动控制失灵，使化学反应失控，形成飞温，这阀误开，或加热夹套、加热盘管的切断阀误开等工况时产生大量的热量，使物料急剧大量蒸发，形成超下，以过度热量的输入而引起的气体蒸发量或液体压。这类事故工况，无论在反应时间还是在泄放速的

7、膨胀量来计算。率方面，安装安全阀均不能满足要求，应设置爆２计算实例破片。２．１乙酸反应器系统安全分析如果专利所有者能提供准确的化学反应动力学２．１．１乙酸反应器系统关联式，推算出事故工况下的泄放量，则可以在专利以乙酸反应器系统为例，用一氧化碳与甲醇在催所有者和建设方的同意下设置安全阀。化剂和助催化剂的作用下液相合成乙酸。流程见图１。图１乙酸反应系统流程示意合成乙酸反应式如下：一氧化碳火灾危险性为乙类，无嗅、无味的气ＣＨ３ＯＨ＋ＣＯ→ＣＨ３ＣＯＯＨ体；与