CN106433735A - 一种反应器出口激冷装置及激冷方法 - Google Patents

一种反应器出口激冷装置及激冷方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106433735A
CN106433735A CN201610858451.8A CN201610858451A CN106433735A CN 106433735 A CN106433735 A CN 106433735A CN 201610858451 A CN201610858451 A CN 201610858451A CN 106433735 A CN106433735 A CN 106433735A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quench liquid
outlet
pipeline
chilling
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610858451.8A
Other languages
English (en)
Inventor
杨松峰
郭强
赵国忠
庞睿
王鲁杰
叶威威
王姗姗
郭文萍
许晨
潘旭明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Engineering Group Co Ltd
Sinopec Ningbo Engineering Co Ltd
Sinopec Ningbo Technology Research Institute
Original Assignee
Sinopec Engineering Group Co Ltd
Sinopec Ningbo Engineering Co Ltd
Sinopec Ningbo Technology Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Engineering Group Co Ltd, Sinopec Ningbo Engineering Co Ltd, Sinopec Ningbo Technology Research Institute filed Critical Sinopec Engineering Group Co Ltd
Priority to CN201610858451.8A priority Critical patent/CN106433735A/zh
Publication of CN106433735A publication Critical patent/CN106433735A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/06—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及到一种反应器出口激冷装置及激冷方法，包括激冷室，其特征在于所述激冷室设置在反应器外，所述激冷室的第一入口连接所述反应器的物料出口，所述激冷室的第二入口上设有喷嘴，所述喷嘴通过连接管道连接激冷液缓冲罐，所述激冷室的出口连接物料分离装置；所述物料分离装置的顶部出口连接轻组分管道，底部出口连接重组分管道。与现有技术相比，本发明所提供的反应器出口激冷装置及激冷方法能快速、精确地降低出口物料温度，从而降低下游设备的材质要求，节省投资运行成本，且可操作性与可实施性强，工艺流程简单，控制方案合理。

Description

一种反应器出口激冷装置及激冷方法
技术领域
本发明涉及到化工设备，具体指一种反应器出口激冷装置及激冷方法。
背景技术
在化工领域中，很多化学反应过程需要在特定的高温环境下进行，比如高温热解反应。由于高温反应器反应温度高，若不能对反应产物进行快速、有效地降温，一方面会因为目标产物发生二次反应，收率降低，影响经济效益；另一方面，用于配合反应器使用的后续分离加工流程中的生产设备，例如：高温反应器的出口管道、阀门、仪表以及后续的分离设备等因为反应器出口温度高而要求具有相当强的耐高温性能，从而提高对管道、仪表、阀门以及设备的材料及制造要求，增加了装置投资。
现有技术中的高温反应产物的冷却通常以间接换热的方式存在，一般在反应器内部设置换热管或者在反应器外部设置换热器，通过与冷却水的间接换热对高温产物进行冷却；这种冷却方式存在不能实现快速冷却，能耗高等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能快速降低出口物料温度且控温精确度高的反应器出口激冷装置。
本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种能快速降低出口物料温度且控温精确度高的反应器出口物料激冷方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该反应器出口激冷装置，包括激冷室，其特征在于所述激冷室设置在反应器外，所述激冷室的第一入口连接所述反应器的物料出口，所述激冷室的第二入口上设有喷嘴，所述喷嘴通过连接管道连接激冷液缓冲罐，所述激冷室的出口连接物料分离装置；
所述物料分离装置的顶部出口连接轻组分管道，底部出口连接重组分管道。
为方便激冷液缓冲罐内液位和压力控制，可以在所述激冷液缓冲罐连接有放空管道、氮气加压管道和补水管道；
所述放空管道上设有放空阀；
所述氮气管道上设有控制阀；
所述补水管道上设有补液阀。
进一步地，所述激冷液缓冲罐内设有液位传感器和压力传感器；
所述液位传感器、压力传感器以及放空阀、控制阀和补液阀均连接DSC控制系统。通过DSC系统自动控制，控制精度高。
还可以在所述连接管道上设有流量传感器、温度传感器和流量阀；所述流量传感器和流量阀均连接所述DSC控制系统。
所述轻组分管道和所述连接管道之间设有压差传感器和温度传感器，所述压差传感器和所述温度传感器均连接所述DSC控制系统。
通过检测轻组分管道上的温度和压力来控制激冷液的流量以及激冷液缓冲罐内压力，控制精度高。
上述各方案中，所述喷嘴可以有多种结构，较好的，所述喷嘴可以包括本体，所述本体的中部设有连通所述连接管道的激冷液通道，所述激冷液通道的出口连通所述激冷室；
所述本体内还设有封闭的气体通道，所述气体通道位于所述激冷液通道的外侧，所述本体上设有连通所述气体通道的气体管道，所述气体管道连接惰性气体源；所述气体通道上均布有多个喷孔，各所述喷孔对向所述激冷液通道的出口。该结构能够充分雾化激冷液，保证激冷效果。
所述激冷液通道的出口优选为内小外大的喇叭口；所述气体通道为环状结构，各所述喷孔设置在所述喇叭口的壁上。该结构雾化效果更好。
所述本体上设有用于连接所述激冷室的连接法兰。
为进一步提高雾化效果，各所述喷孔的轴线与所述激冷液通道的轴线之间的夹角可以为15°～75°。
使用上述反应器出口激冷装置的激冷方法，其特征在于包括下述步骤：
在装置开启后，高温出口物料从反应器进入所述激冷室内，所述激冷液缓冲罐内的激冷液经由所述连接管道从所述喷嘴喷入到所述激冷室内，与所述高温出口物料混合，降低高温出口物料的温度；
降温后的物料进入所述物料分离装置，分离后的轻组分从所述轻组分管道排至下游，分离得到的重组分从所述重组分管道排至下游；
装置运行过程中：
1)激冷液液位控制
所述液位传感器监测所述激冷液缓冲罐内的液位并将数据传到DSC系统，DSC系统与设定液位值进行比较；当液位低于设定液位值时，DSC控制系统打开所述补液阀向所述激冷液缓冲罐内补充激冷液，直至达到设定液位，所述补液阀关闭；
2)激冷液缓冲罐压力控制
所述压力传感器将监测到的所述激冷液缓冲罐内的压力传导到DSC控制系统，与设定压力进行对比；当所述激冷液缓冲罐内压力大于或小于设定值时，DSC控制系统通过控制所述放空阀和所述控制阀的开度，来维持所述激冷液缓冲罐内的压力在设定范围；
3)激冷液流量控制
根据所述温度传感器的监测数据，当所述轻组分管线内的物料温度高于或低于设定值时，所述DSC控制系统相应调节所述流量阀的开度，从而增大或减小激冷液的流量；
4)喷嘴压差控制
根据所述压力传感器的监测数据，所述DSC控制系统调节所述激冷液缓冲罐内的压力，从而所述喷嘴保持在设定压差下工作。
与现有技术相比，本发明所提供的反应器出口激冷装置及激冷方法能快速、精确地降低出口物料温度，从而降低下游设备的材质要求，节省投资运行成本，且可操作性与可实施性强，工艺流程简单，控制方案合理。
附图说明
图1为本发明实施例示意图；
图2为本发明实施例中喷嘴的纵向剖视图；
图3为本图2中A部分的局部放大图；
图4为图3的仰视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图4所示，该反应器出口激冷装置包括：
激冷室2，设置在反应器1外，用于对反应器1的高温出口物料进行激冷，以满足下游的要求；激冷室2的第一入口连接反应器1的物料出口，激冷室2的第二入口内设有喷嘴4，喷嘴4通过连接管道6连接激冷液缓冲罐3，激冷室2的出口连接物料分离装置5。
激冷液缓冲罐3，用于盛放冷却反应器出口物料的激冷液；激冷液缓冲罐3上连接有放空管道31、氮气加压管道32和补水管道33；其中放空管道31上设有放空阀34；氮气管道32上设有控制阀35；补水管道33上设有补液阀36；激冷液缓冲罐3内还设有液位传感器37和压力传感器38；
上述液位传感器37、压力传感器38以及放空阀34、控制阀35和补液阀36均连接DSC控制系统。
喷嘴4，用于对激冷液进行气化并快速、均匀地喷入到出口反应物料中；包括本体41，本体41的中部设有连通连接管道6的激冷液通道42，激冷液通道42的出口连通激冷室2；激冷液通道42的出口为内小外大的喇叭口。
本体41内在激冷液通道42的外侧还设有封闭的环状气体通道43，激冷液通道42的喇叭口的壁上均布有多个连通气体通道43和激冷液通道42喷孔45，各喷孔45对向所述激冷液通道42的出口，并且各喷孔45的轴线与激冷液通道42的轴线之间的夹角α为60°；本体41上还设有连通气体通道43的气体管道44，气体管道44连接惰性气体源；本体41上还设有用于连接激冷室2的连接法兰46。
物料分离装置5，用于对激冷后的混合物料进行分离，分离出轻组分和重组分，其顶部出口连接轻组分管道51，底部出口连接重组分管道52。轻组分管道51和连接管道6之间设有压差传感器64，压差传感器64连接所述DSC控制系统。
连接管道6，连接喷嘴4和激冷液缓冲罐3，用于向激冷室2内输送激冷液；连接管道6上设有流量传感器61和流量阀63，连接管道6和轻组分管道51之间还设有温度传感器62；流量传感器61、温度传感器62和流量阀63均连接DSC控制系统。
以煤加氢反应装置为例，说明本发明的工作原理。
煤加氢反应器出口物料为高温气体，主要组成为轻油、重油、焦灰、合成气等，出口物料温度为800～1000℃，压力为3.0～5.0MPaG；采用温度为20～40℃、压力为4.5～5.5MPaG的水作为激冷液，激冷液还可以选用与出口物料组成相近似的轻油；激冷液压力可根据反应出口物料作相应调整，激冷液流量控制在500～1500kg/h；气体管道44内通入20～40℃、5～6MPaG、10～30m3/h的氮气；轻组分管线51内的物料温度控制在480～550℃；所述喷嘴4的进出口压差控制在0.5～2.0MPaG。
1)激冷液液位控制
根据液位传感器37的监测数据，DSC系统与设定液位值进行比较；当液位低于设定液位值时，DSC控制系统打开所述补液阀36向所述激冷液缓冲罐3内补充激冷液，直至达到设定液位，所述补液阀36关闭；
2)激冷液缓冲罐压力控制
DSC控制系统将压力传感器38的监测数据与设定压力进行对比；当激冷液缓冲罐3内压力大于或小于设定值0.2～0.5MPaG时，DSC控制系统通过控制所述放空阀34和控制阀35的开度，来维持所述激冷液缓冲罐内的压力在设定范围；
3)激冷液流量控制
根据温度传感器62的监测数据，当轻组分管线51内的物料温度高于或低于设定值时，所述DSC控制系统相应调节所述流量阀63的开度，从而增大或减小激冷液的流量；
4)喷嘴压差控制
DSC控制系统将压力传感器64的监测数据与设定值进行对比，当喷嘴进出口压差超过0.5～2.0MPaG范围时，DSC控制系统调节激冷液缓冲罐3内的压力，从而保证喷嘴4在0.5～2.0MPaG压差范围内工作，以保证良好的雾化效果。

Claims (10)

1.一种反应器出口激冷装置，包括激冷室(2)，其特征在于所述激冷室(2)设置在反应器(1)外，所述激冷室(2)的第一入口连接所述反应器(1)的物料出口，所述激冷室(2)的第二入口上设有喷嘴(4)，所述喷嘴(4)通过连接管道(6)连接激冷液缓冲罐(3)，所述激冷室(2)的出口连接物料分离装置(5)；
所述物料分离装置(5)的顶部出口连接轻组分管道(51)，底部出口连接重组分管道(52)。
2.根据权利要求1所述的反应器出口激冷装置，其特征在于所述激冷液缓冲罐(3)连接有放空管道(31)、氮气加压管道(32)和补水管道(33)；
所述放空管道(31)上设有放空阀(34)；
所述氮气管道(32)上设有控制阀(35)；
所述补水管道(33)上设有补液阀(36)。
3.根据权利要求2所述的反应器出口激冷装置，其特征在于所述激冷液缓冲罐(3)内设有液位传感器(37)和压力传感器(38)；
所述液位传感器(37)、压力传感器(38)以及放空阀(34)、控制阀(35)和补液阀(36)均连接DSC控制系统。
4.根据权利要求3所述的反应器出口激冷装置，其特征在于所述连接管道(6)上设有流量传感器(61)、温度传感器(62)和流量阀(63)；所述流量传感器(61)和流量阀(63)均连接所述DSC控制系统。
5.根据权利要求4所述的反应器出口激冷装置，其特征在于所述轻组分管道(51)和所述连接管道(6)之间设有压差传感器(64)和温度传感器(62)，所述压差传感器(64)和所述温度传感器(62)均连接所述DSC控制系统。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的反应器出口激冷装置，其特征在于所述喷嘴(4)包括本体(41)，所述本体(41)的中部设有连通所述连接管道(6)的激冷液通道(42)，所述激冷液通道(42)的出口连通所述激冷室(2)；
所述本体(41)内还设有封闭的气体通道(43)，所述气体通道(43)位于所述激冷液通道(42)的外侧，所述本体(41)上设有连通所述气体通道(43)的气体管道(44)，所述气体管道(44)连接惰性气体源；所述气体通道(43)上均布有多个喷孔(45)，各所述喷孔(45)对向所述激冷液通道(42)的出口。
7.根据权利要求6所述的反应器出口激冷装置，其特征在于所述激冷液通道(42)的出口为内小外大的喇叭口；所述气体通道(43)为环状结构，各所述喷孔(45)设置在所述喇叭口的壁上。
8.根据权利要求7所述的反应器出口激冷装置，其特征在于所述本体(41)上设有用于连接所述激冷室(2)的连接法兰(46)。
9.根据权利要求8所述的反应器出口激冷装置，其特征在于各所述喷孔(45)的轴线与所述激冷液通道(42)的轴线之间的夹角为15°～75°。
10.使用如权利要求1至9任一权利要求所述的反应器出口激冷装置的激冷方法，其特征在于包括下述步骤：
在装置开启后，高温出口物料从反应器进入所述激冷室(2)内，所述激冷液缓冲罐(3)内的激冷液经由所述连接管道(6)从所述喷嘴(4)喷入到所述激冷室(2)内，惰性气体通过所述气体管道(44)经由所述喷孔(45)喷入，雾化激冷液；雾化后的激冷液与所述高温出口物料混合，降低高温出口物料的温度；
降温后的物料进入所述物料分离装置(5)，分离后的轻组分从所述轻组分管道(51)排至下游，分离得到的重组分从所述重组分管道(52)排至下游；
装置运行过程中：
1)激冷液液位控制
所述液位传感器37监测所述激冷液缓冲罐3内的液位并将数据传到DSC系统，DSC系统与设定液位值进行比较；当液位低于设定液位值时，DSC控制系统打开所述补液阀(36)向所述激冷液缓冲罐3内补充激冷液，直至达到设定液位，所述补液阀(36)关闭；
2)激冷液缓冲罐压力控制
所述压力传感器(38)将监测到的所述激冷液缓冲罐3内的压力传导到DSC控制系统，与设定压力进行对比；当所述激冷液缓冲罐(3)内压力大于或小于设定值时，DSC控制系统通过控制所述放空阀(34)和所述控制阀(35)的开度，来维持所述激冷液缓冲罐内的压力在设定范围；
3)激冷液流量控制
根据所述温度传感器(62)的监测数据，当所述轻组分管线(51)内的物料温度高于或低于设定值时，所述DSC控制系统相应调节所述流量阀(63)的开度，从而增大或减小激冷液的流量；
4)喷嘴压差控制
根据所述压力传感器(64)的监测数据，所述DSC控制系统调节所述激冷液缓冲罐(3)内的压力，从而所述喷嘴保持在设定压差下工作。
CN201610858451.8A 2016-09-28 2016-09-28 一种反应器出口激冷装置及激冷方法 Pending CN106433735A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610858451.8A CN106433735A (zh) 2016-09-28 2016-09-28 一种反应器出口激冷装置及激冷方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610858451.8A CN106433735A (zh) 2016-09-28 2016-09-28 一种反应器出口激冷装置及激冷方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106433735A true CN106433735A (zh) 2017-02-22

Family

ID=58169619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610858451.8A Pending CN106433735A (zh) 2016-09-28 2016-09-28 一种反应器出口激冷装置及激冷方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106433735A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58161663U (ja) * 1982-04-21 1983-10-27 株式会社共立合金製作所 外部混合式気液噴霧ノズル
CN104745210A (zh) * 2015-03-06 2015-07-01 中美新能源技术研发（山西）有限公司 一种水激冷粉煤热解装置及其控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58161663U (ja) * 1982-04-21 1983-10-27 株式会社共立合金製作所 外部混合式気液噴霧ノズル
CN104745210A (zh) * 2015-03-06 2015-07-01 中美新能源技术研发（山西）有限公司 一种水激冷粉煤热解装置及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103768996B (zh) 从反应器到分离器的管道系统和控制工艺流程的方法
CN205387930U (zh) 低压气井双流体超音速雾化排水采气系统
CN102636368A (zh) 适用于高温烃（烟）气的多相在线取样装置及方法
CN1024678C (zh) 一种具有隔墙式冷却装置的汽化设备
CN106433735A (zh) 一种反应器出口激冷装置及激冷方法
CN106221726A (zh) 一种含灰尘高温油气洗涤冷却装置及洗涤冷却方法
CN100420731C (zh) 一种煤加氢反应装置及其工业应用
CN207215226U (zh) 一种用于液氨质量流量测量的装置
CN107019980B (zh) 文丘里洗涤器、含有其的洗涤系统及应用
CN109506131A (zh) 一种伴生气处理厂段塞流捕集系统及方法
CN214060414U (zh) 一种延迟焦化装置大油气管线在线清焦的装置
CN204502590U (zh) 一种立式气液分离装置
CN211524791U (zh) 一种气液等干度定流量智能调控装置
CN108619759A (zh) 一种可调式消泡剂注入系统
CN207463832U (zh) 一种稳定的高线水冷系统
CN203948087U (zh) 单井或多井三相流综合计量装置
CN209325427U (zh) 一种伴生气处理厂段塞流捕集系统
CN106949751A (zh) 脱氢塔顶冷凝器
CN206886988U (zh) 一种方便蒸汽除蜡的合成甲醇水冷器
CN106282518A (zh) 对轧钢加热炉用煤气进行冷冻脱湿的设备及方法
CN207440031U (zh) 一种催化剂评价装置
CN102179388A (zh) 一种疏通设备
RU2237918C1 (ru) Регулятор давления газа с положительной обратной связью (варианты)
CN204973152U (zh) 一种海上油田油气分离装置
CN205449159U (zh) 基于多级节流的超临界co2管道放空实验装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170222